可编程控制器(PLC)的起源、特点与应用

"第一章 可编程控制器概述" 在深入探讨可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）之前，让我们先了解它的起源。PLC最早出现在20世纪60年代末的美国，最初被称为可编程逻辑控制器，其主要目标是替代传统的继电器控制系统。这一创新源于通用汽车公司，他们希望通过电子化控制器来降低汽车生产线因车型改变而重新设计和制造继电器控制盘的成本和时间。当时，通用汽车公司提出了10项对新型控制器的具体要求，包括编程简易、现场可修改程序、高可靠性、体积小、成本竞争力强、能够与计算机直接交互以及具备良好的扩展性等。 随着半导体技术，特别是微处理器和微型计算机技术的进步，PLC在70年代中期以后迅速发展。微处理器成为了中央处理器，输入/输出模块和外围电路也开始采用集成电路。这使得PLC的功能不再局限于逻辑判断，还具备了数据处理、比例积分微分（PID）调节和数据通信等功能。此时，PLC已经转变为一种高度集成的工业控制系统。 国际电工委员会（IEC）在发布的可编程控制器标准草案中，对PLC做出了明确的定义：PLC是一种专为工业环境设计的数字运算操作电子系统，它拥有可编程的存储器，可以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。它可以通过数字和模拟输入/输出接口，控制各种机械设备或生产流程。此外，PLC易于与工业控制系统集成，便于扩展其功能。 PLC的分类通常基于输入/输出点数，这一分类标准会随着技术发展而变化。早期的分类可能将PLC分为小型、中型、大型、超大型和巨型等五类，但随着技术的进步，现在的分类可能更为细致，涵盖了不同性能和应用范围的产品。 PLC的特点包括其灵活性、可靠性、易编程性和扩展性。用户可以根据实际需求编写程序并存储在PLC的用户程序存储器中，这样就能实现对各种复杂控制任务的处理。同时，由于其硬件标准化和模块化设计，PLC在维护和扩展上具有显著优势，降低了工业生产中的停机时间和维修成本。 PLC是现代工业自动化的核心组件之一，它结合了计算机技术的先进性和传统继电器控制的实用性，极大地推动了工业生产的自动化进程。随着科技的不断进步，PLC的功能和应用领域还将持续扩大。