《電器控制與PLC技術(shù)》課件第3章

第3章可編程控制器概述3.1可編程控制器的產(chǎn)生3.2可編程控制器的特點(diǎn)3.3可編程控制器的功能和應(yīng)用3.4可編程控制器與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較3.5可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)3.6小結(jié)習(xí)題

3.1可編程控制器的產(chǎn)生

可編程控制器(ProgrammbleController)簡(jiǎn)稱PC或PLC。它是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。目前，PLC已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中，成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制裝置，被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱(PLC、機(jī)器人、CAD/CAM)之一。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)于1987年頒布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對(duì)可編程控制器定義如下：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)”。該定義強(qiáng)調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和廣闊的應(yīng)用范圍，這是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的重要特征。同時(shí)，也強(qiáng)調(diào)了PLC用軟件方式實(shí)現(xiàn)的“可編程”與傳統(tǒng)控制裝置中通過(guò)硬件或硬接線的變更來(lái)改變程序的本質(zhì)區(qū)別。

近年來(lái)，可編程控制器發(fā)展很快，幾乎每年都推出不少新系列產(chǎn)品，其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述定義的范圍。在可編程控制器出現(xiàn)之前，工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中的繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是繼電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。

1968年，美國(guó)通用汽車公司(G.M)為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新、生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。

1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)根據(jù)美國(guó)通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上試用，取得了很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制，通常稱為可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期，微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。

20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。自從第一臺(tái)PLC出現(xiàn)以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家也相繼開(kāi)始研制PLC，并得到了迅速的發(fā)展。目前，世界上有200多家PLC廠商，400多種PLC產(chǎn)品，按地域可分成美國(guó)、歐洲和日本三個(gè)流派產(chǎn)品，各流派PLC產(chǎn)品都各具特色，如日本主要發(fā)展中小型PLC，其小型PLC性能先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格便宜，在世界市場(chǎng)上占有重要地位。著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)的A-B(Allen-Bradly)公司、GE(GeneralElectric)公司，日本的三菱電機(jī)(MitsubishiElectric)公司、歐姆龍(OMRON)公司，德國(guó)的AEG公司、西門子(Siemens)公司，法國(guó)的TE(Telemecanique)公司等。我國(guó)的PLC研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20世紀(jì)70年代末和80年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國(guó)外的PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC的應(yīng)用逐年增多，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)在PLC在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。目前，我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-B公司等。從近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，在世界范圍內(nèi)，PLC產(chǎn)品的產(chǎn)量、銷量、用量高居工業(yè)控制裝置榜首，而且市場(chǎng)需求量一直以每年15%的比率上升。PLC現(xiàn)已成為工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的通用工業(yè)控制裝置。

3.2可編程控制器的特點(diǎn)

PLC技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需求外，主要是因?yàn)樗哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，較好地解決了工業(yè)領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。它主要有以下特點(diǎn)。

1．可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)

可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是PLC最重要的特點(diǎn)之一。PLC的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí)，之所以有這么高的可靠性，是由于它采用了一系列硬件和軟件的抗干擾措施：

(1)硬件方面。I/O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對(duì)PLC的影響；對(duì)供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對(duì)CPU等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。

(2)軟件方面。PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起的故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)由外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫(xiě)操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的工作。

2．編程簡(jiǎn)單、使用方便

目前，大多數(shù)PLC采用的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語(yǔ)言。梯形圖與電氣控制線路圖相似，形象、直觀，不需要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，很容易為廣大工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活。同時(shí)，PLC編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。這也是PLC獲得普及和推廣的主要原因之一。

許多PLC還針對(duì)具體問(wèn)題，設(shè)計(jì)了各種專用編程指令及編程方法，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了編程。

3．功能完善、通用性強(qiáng)

現(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，而且還具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、PID控制、通信聯(lián)網(wǎng)等許多功能。同時(shí)，由于PLC產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。

4．設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便

由于PLC用軟件代替了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的硬件，因而控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線工作量大為減少。PLC的用戶程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試的周期。在維修方面，由于PLC的故障率極低，因而維修工作量很??；而且PLC具有很強(qiáng)的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù)PLC上指示的或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。

5．體積小、重量輕、能耗低

由于PLC采用了集成電路，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗低，因而是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

3.3可編程控制器的功能和應(yīng)用

3.3.1開(kāi)關(guān)量的開(kāi)環(huán)控制

利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這些是PLC最基本的應(yīng)用，也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。3.3.2模擬量的閉環(huán)控制

大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入/輸出口，所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過(guò)程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。3.3.3數(shù)字量的智能控制

現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時(shí)可通過(guò)通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其他智能裝置，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(CNC)設(shè)備等進(jìn)行處理。3.3.4數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

1.用于數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集可以用計(jì)數(shù)器累計(jì)記錄采集到的脈沖數(shù)，并定時(shí)地轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中。數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元，當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再定時(shí)地轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)寄存器中。PLC還可配置小型打印機(jī)，定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打印出來(lái)。PLC也可與計(jì)算機(jī)通信，由計(jì)算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，并由計(jì)算機(jī)再對(duì)這些數(shù)據(jù)作處理。這時(shí)，PLC即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。電力部門曾使用PLC實(shí)時(shí)記錄用戶用電情況，以實(shí)現(xiàn)不同用電時(shí)間、不同計(jì)價(jià)的收費(fèi)辦法，鼓勵(lì)用戶在用電低谷時(shí)多用電，達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的。

2.用于進(jìn)行監(jiān)控

監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行，也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等定值或強(qiáng)制I/O狀態(tài)。3.3.5聯(lián)網(wǎng)、通信及集散控制

PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其他智能設(shè)備之間的通信。PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要。

3.4可編程控制器與其他工業(yè)

控制系統(tǒng)的比較

3.4.1可編程控制器與繼電器控制的區(qū)別

通過(guò)第2章的學(xué)習(xí)可知，任何一個(gè)繼電器控制系統(tǒng)，都是由輸入部分、輸出部分和控制部分組成的，如圖3-1所示。圖3-1繼電器控制系統(tǒng)的組成其中，輸入部分由各種輸入設(shè)備，如按鈕、位置開(kāi)關(guān)及傳感器等組成；控制部分是按照控制要求設(shè)計(jì)的，由若干繼電器及觸點(diǎn)構(gòu)成的具有一定邏輯功能的控制電路；輸出部分由各種輸出設(shè)備，如接觸器、電磁閥、指示燈等執(zhí)行元件組成。繼電器控制系統(tǒng)是根據(jù)操作指令及被控對(duì)象發(fā)出的信號(hào)，由控制電路按規(guī)定的動(dòng)作要求決定執(zhí)行什么動(dòng)作或動(dòng)作的順序，然后驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備去實(shí)現(xiàn)各種操作的。由于控制電路是采用硬接線將各種繼電器及觸點(diǎn)按一定的要求連接而成的，因此接線復(fù)雜，且故障點(diǎn)多，同時(shí)不易改變。由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成的，如圖3-2所示。

從圖3-2中可以看出，PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分和電氣控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分基本相同，但控制部分是采用“可編程”的PLC，而不是實(shí)際的繼電器線路。因此，PLC控制系統(tǒng)可以方便地通過(guò)改變用戶程序，實(shí)現(xiàn)各種控制功能，從根本上解決繼電器控制系統(tǒng)控制電路難以改變的問(wèn)題。同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算及過(guò)程控制等復(fù)雜的控制功能。圖3-2PLC控制系統(tǒng)的組成從上述比較可知，PLC的用戶程序(軟件)代替了繼電器控制電路(硬件)。因此，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，可以將PLC等效為許多各種各樣的“軟繼電器”和“軟接線”的集合，而用戶程序就是用“軟接線”將“軟繼電器”及其“觸點(diǎn)”按一定要求連接起來(lái)的“控制電路”。

為了更好地理解這種等效關(guān)系，下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。圖3-3所示為三相異步電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)運(yùn)行的電氣控制系統(tǒng)。其中，由輸入設(shè)備SB1、SB2、FR的觸點(diǎn)構(gòu)成系統(tǒng)的輸入部分，由輸出設(shè)備KM構(gòu)成系統(tǒng)的輸出部分。圖3-3三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行電氣控制系統(tǒng)(a)主電路；(b)控制電路如果用PLC來(lái)控制這臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，組成一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)上述分析可知，系統(tǒng)主電路不變，只要將輸入設(shè)備SB1、SB2、FR的觸點(diǎn)與PLC的輸入端連接，輸出設(shè)備KM線圈與PLC的輸出端連接，就構(gòu)成了PLC控制系統(tǒng)的輸入、輸出硬件線路。而控制部分的功能則由PLC的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，其等效電路如圖3-4所示。圖3-4PLC的等效電路圖3-4中，輸入設(shè)備SB1、SB2、FR與PLC內(nèi)部的“軟繼電器”X0、X1、X2的“線圈”對(duì)應(yīng)，由輸入設(shè)備控制相對(duì)應(yīng)的“軟繼電器”的狀態(tài)，即通過(guò)這些“軟繼電器”將外部輸入設(shè)備狀態(tài)變成PLC內(nèi)部的狀態(tài)，這類“軟繼電器”稱為輸入繼電器。同理，輸出設(shè)備KM與PLC內(nèi)部的“軟繼電器”Y0對(duì)應(yīng)，由“軟繼電器”Y0狀態(tài)控制對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備KM的狀態(tài)，即通過(guò)這些“軟繼電器”將PLC內(nèi)部狀態(tài)輸出，以控制外部輸出設(shè)備，這類“軟繼電器”稱為輸出繼電器。因此，PLC用戶程序要實(shí)現(xiàn)的是：如何用輸入繼電器X0、X1、X2來(lái)控制輸出繼電器Y0。當(dāng)控制要求復(fù)雜時(shí)，程序中還要采用PLC內(nèi)部其他類型的“軟繼電器”，如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，來(lái)達(dá)到控制要求。

要注意的是，PLC等效電路中的繼電器并不是實(shí)際的物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)。單元狀態(tài)為“1”，相當(dāng)于繼電器接通；單元狀態(tài)為“0”，相當(dāng)于繼電器斷開(kāi)。因此，我們稱這些繼電器為“軟繼電器”。

PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同。不同之處主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)從控制方法上看，繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜，體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加系統(tǒng)功能較為困難。另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性受到很大限制。而PLC采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。因?yàn)橄到y(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無(wú)限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性好。

(2)從工作方式上看，在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行的，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各繼電器的動(dòng)作次序決定于程序的掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。

(3)從控制速度上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC通過(guò)程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問(wèn)題。

(4)從定時(shí)和計(jì)數(shù)控制上看，繼電器控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。

(5)從可靠性和可維護(hù)性上看，由于繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，因此可靠性和可維護(hù)性較差。而PLC大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，壽命長(zhǎng)、可靠性高。PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。3.4.2可編程控制器與個(gè)人計(jì)算機(jī)控制的區(qū)別

1.學(xué)習(xí)難易程度不同

PLC繼承了繼電器系統(tǒng)的基本格式和習(xí)慣，對(duì)于有繼電器控制經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)容易。而對(duì)于計(jì)算機(jī)控制則需要更多的知識(shí)儲(chǔ)備。

2.通用性不同

PLC一般是由電氣控制器的制造廠家研制生產(chǎn)的，各廠家的產(chǎn)品不通用。而計(jì)算機(jī)是由通用計(jì)算機(jī)推廣應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，兼容性強(qiáng)。

3.運(yùn)行方式不同

PLC不能直接使用計(jì)算機(jī)的許多軟件。PLC一般具有模塊結(jié)構(gòu)，可針對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行組合和擴(kuò)展。計(jì)算機(jī)可使用通用計(jì)算機(jī)的各種編程語(yǔ)言，對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì)，但它要求使用者具有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。

相同點(diǎn)：PLC和計(jì)算機(jī)控制都是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的，都具有很高的可靠性。3.4.3可編程控制器與單板計(jì)算機(jī)控制的區(qū)別

可編程控制器與單板計(jì)算機(jī)控制(單片機(jī))除了具有以上與計(jì)算機(jī)的區(qū)別外，還具有以下不同之處。

1.穩(wěn)定性和可靠性不同

PLC具有單片機(jī)無(wú)可比擬的穩(wěn)定性和可靠性，這也是系統(tǒng)工程目前必須用PLC，而不用單片機(jī)的原因。單片機(jī)的可靠性、可行性、現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)與替換維修、技術(shù)支持、實(shí)驗(yàn)周期和開(kāi)發(fā)周期都不及PLC方便。

2.適用場(chǎng)合不同

單片機(jī)適用于小的應(yīng)用場(chǎng)合，一次性開(kāi)發(fā)投入，可批量生產(chǎn)。對(duì)于小的應(yīng)用場(chǎng)合，PLC就不適合了，因?yàn)樗鼉r(jià)格高，安裝與布局也受到限制(如小家電)。因此，小家電產(chǎn)品適合用單片機(jī)來(lái)開(kāi)發(fā)。3.4.4可編程控制器與集散控制系統(tǒng)的區(qū)別

集散控制系統(tǒng)(DCS)是1975年問(wèn)世的，它是3C(Computer、Communications、Control)技術(shù)的產(chǎn)物，它將順序控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、過(guò)程控制的模擬量?jī)x表、過(guò)程監(jiān)控裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生了滿足各種不同要求的DCS。而今天的PLC加強(qiáng)了模擬量控制功能，多數(shù)配備了各種智能模塊，具有了PID調(diào)節(jié)功能和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)、組成分級(jí)控制的功能，也實(shí)現(xiàn)了DCS所能完成的功能。到目前為止，PLC與DCS的發(fā)展越來(lái)越近。就發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，控制系統(tǒng)將綜合PLC和DCS各自的優(yōu)勢(shì)，并把兩者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成一種新型的全分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

3.5可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)

1．向高速度、大容量方向發(fā)展

為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/(k步)左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。

在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。

2．向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展

當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展?，F(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用了32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)大。

小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了滿足市場(chǎng)需要已開(kāi)發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為8～16點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要，如三菱公司的α系列PLC。

3．大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力