第四章可编程控制器及其应用 157 第四章可编程控制器及其应用 学习目标 ❖ 掌握可编程控制器的常用基本指令。 ❖ 熟悉常用可编程控制器的硬件结构和特点。 ❖ 熟悉可编程逻辑控制器软硬件设计原理和方法。 ❖ 掌握可编程控制器在C650卧式车床的电气控制应用。 可编程逻辑控制器（Logic）是以微处理器为基础，集计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术而发展起来的工业自动控制装置。 它专门应用于工业环境中，面向过程控制，可靠性高，采用可编程存储器，通过数字或模拟输入输出来控制各类机械或生产过程。 PLC自1969年以来经历了四代技术变革。我们现在使用的第四代PLC具有高性能的微处理器、精简的指令系统、先进的CPU处理器，其逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能和网络通讯功能使其成为多功能控制器。 西门子1500系列PLC如图4-1所示。 图4-1 西门子1500系列PLC 158 机床维护技术 4.1 可编程控制器概述 可编程控制器是计算机编程系列的一种。 它是为工业控制应用而设计和制造的。 主要用来代替继电器来实现逻辑。 控制。

4.1.1 PLC的定义 PLC，即可编程控制器（逻辑），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。 1987年国际电工委员会( )颁布的PLC标准草案中，对PLC的定义如下：PLC是专门为工业环境下的数字运算操作而设计的电子设备。 它采用可编程存储器来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等运算。 指令，并可以通过数字或模拟输入和输出来控制各类机械或生产过程。 PLC及其相关外围设备应以易于与工业控制系统集成、易于扩展其功能为原则。 4.1.2 PLC的出现和发展。 世界上第一台被认可的PLC是由美国数字设备公司（DEC）于1969年开发的。受限于当时的元器件条件和计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件组成。 它由中小型集成电路组成，可以实现简单的逻辑控制计数和计时功能。 微处理器出现于 20 世纪 70 年代初。 人们很快将其引入可编程控制器中，让PLC增加了运算、数据传输和处理等功能，完成了真正具有计算机特性的工业控制装置。

为了便于熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用与继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，涉及计算和处理的计算机存储元件为以继电器命名。 此时的PLC是微机技术与传统继电器控制概念相结合的产物。 20世纪70年代中后期，可编程控制器进入实用化发展阶段。 可编程控制器已全面引入计算机技术，使其功能得到飞跃。 16位甚至32位微处理器被广泛用作中央处理单元。 ，输入输出模块及外围电路也采用中规模、大规模甚至超大规模电路。 更高的运算速度、超小的体积、更可靠的工业抗干扰设计、仿真 第4章可编辑逻辑控制器及其应用 159 n 数量计算、PID功能和极高的性价比奠定了其在现代工业中的地位。 地位。 20世纪80年代初，可编程控制器已在先进工业国家得到广泛应用。 这一时期可编程控制器的发展特点是大规模、高速、高性能、产品系列化。 这一阶段的另一个特点是生产可编程控制器的国家数量不断增加，产量不断上升。 这标志着可编程控制器已进入成熟阶段。 20世纪末，可编程控制器的发展特点是更加适应现代工业的需要。 从控制规模来看，这一时期发展了大型机和超小型计算机； 在控制能力方面，针对压力、温度、转速、位移等各类控制，诞生了多种特殊功能单元。 偶尔; 在产品配套能力方面，我们生产了各种人机界面单元和通讯单元，更容易匹配使用可编程控制器的工控设备。

目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工等领域的应用取得了长足的进步。 我国可编程控制器的引进、应用、开发、生产是随着改革开放开始的。 最初，可编程控制器广泛应用于进口设备。 接下来，PLC在各企业的生产设备和产品中的应用不断扩大。目前，我国已广泛应用于楼宇自动化、家庭自动化、商业、公共事业、检测设备和农业照明等领域，大量带有可编程控制器的新型设备涌现。 掌握可编程控制器的工作原理，并具备可编程控制器控制系统的设计、调试和维护能力已成为现代工业电气技术人员和工科学生的要求。