可编程控制器应用技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 可编程控制器的基础知识,11概述,可编程控制器（,Programmable Controller）,简称,PC.,他是在,继电器控制,和,计算机控制,的基础上开发出来，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把,自动化技术、计算机技术、通讯技术,融为一体的新型工业自动控制装置，广泛应用在各种生产机械和生产过程的自动控制中。目前可编程控制器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置,说明：,生产机械：机械设备：机床（车床/刨床/磨床）、自动焊机。,生产过程：自动生产线：家电/汽车/钢铁,生活中离不开可编程控制器,十字路口的红绿灯/夜晚的霓虹灯/商场宾馆的电梯/音乐喷泉,可编程控制器的地位,工业生产自动化三大支柱：,可编程控制器,首位,机器人,计算机辅助设计与制造,目前可编程控制器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，其应用的深度和广度成为,衡量,一个国家工业自动化成度高低的标志,。,111,可编程控制器的由来,电气自动控制系统的发展：,继电器-接触器控制系统,半导体逻辑组件构成的顺序控制装置,计算机控制系统,可编程控制器控制系统,继电器-接触器控制系统,时间：20世纪30年代,概念：用导线把各种继电器、接触器、开关及触点，按一定的逻辑关系连接起来所构成的控制系统。,特点：,优点是价格低廉、对维护技术要求不高，适用于工作模式固定、控制要求简单的场合。缺点是系统的布线连接不宜更新、功能不宜扩展，可靠性不高。对复杂的控制系统，查找和排除故障困难；产品更新、生产工艺变化时，继电器控制系统的元件和接线也须作相应的变动，这种变动工作量很大，工期长，费用高。,半导体逻辑组件构成的顺序控制装置,时间：20世纪60年代初,概念：用半导体二极管、三极管和中小规模集成电路构成的逻辑式控制器。,特点：,优点是具有体积小、无触点、可靠性较高和动作顺序变更较方便。其缺点是控制规模较小（输入输出点数不超过64点）、程序编制不够灵活。,可编程控制器产生,1968年，美国通用汽车公司为适用汽车工业的激烈竞争，满足汽车型号不断更新的要求，提出开发一种取代传统继电器控制系统的新的控制装置。,提出,GM,十条,：,1）编程方便，可在现场修改程序；,2）维修方便，最好是插节件结构；,GM,十条：,3）可靠性高于继电器控制系统；,4）体积小于继电器控制装置；,5）数据可以直接输入管理计算机；,6）可以直接用交流115,V,输入；,7）输出为交流115,V，,负载电流要求2,A,以上，可以直接驱动电磁阀、接触器等负载元件。,8）通用性强，易扩展，扩展时原系统只需很少变更；,9）用户存储器容量大于4,KB;,10）成本可与继电器控制装置竞争。,美国数字设备公司（,DEC）,根据以上要求，研制出第一台可编程控制器，型号为,PDP-14.,1971,年，日本从美国引进该技术开始生产可编程控制器。,1973年，欧洲国家开始生产可编程控制器。,1974年，我国开始研制可编程控制器，并于1977年应用于工业生产。,2可编程控制器的定义,早期的可编程逻辑控制器：,只是用来取代继电器控制系统，功能简单，只能进行开关量逻辑控制，称为：可编程逻辑控制器(,Programmble Logic Controller),简称,PLC。,随微电子技术、计算机技术和通讯技术的发展，可编程控制器，除进行开关量逻辑控制外，还具有模拟量控制、高速计数、,PID,回路调节、远程,I/O,和网络通讯等许多功能。,2可编程控制器的定义1980年，美国制造商协会（,NEMA）,正式将其命名为,可编程控制器,（,Programmable Controller）,简称,PC，,并定义为：,PC,是一种数字式的电子装置，它使用可编程序的存储器以及存储指令，能够完成逻辑、顺序、定时、计数及算术运算等功能，并通过数字或模拟的输入、输出接口控制各种机械或生产过程。,1987年国际电工委员会（,ICE）,在颁布可编程控制器标准草案时，进一步将其定义为,：,可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制器系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。,1.1.3,可编程控制器的特点,1.可靠性高，抗干扰能力强,2.编程简单易学,3.功能完善，适应性强,4.使用简单，调试维修方便,5体积小、重量轻、功耗低,1.可靠性高，抗干扰能力强,现代,PLC,采用了集成度很高的微电子器件，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其可靠程度是使用机械触点的继电器所无法比拟的。为了保证,PLC,能在恶劣的工业环境下可靠工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件方面的抗干扰措施,硬件方面采取的主要措施有：,隔离,PLC,的输入、输出接口电路一般都采用光电耦合器来传递信号，这种光电隔离措施使外部电路与,PLC,内部之间完全避免了电的联系，有效地抑制了外部干扰源对,PLC,的影响，还可防止外部强电窜入内部,CPU；,滤波,在,PLC,电路电源和输入、输出(,I/O),电路中设置多种滤波电路，可有效抑制高频干扰信号；,硬件方面采取的主要措施有：,在,PLC,内部对,CPU,供电电源采取,屏蔽、稳压、保护,等措施，防止干扰信号通过供电电源进入,PLC,内部，另外各个输入输出(,IO),接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的互相干扰；,内部设置,连锁、环境检测与,诊断等电路,，一旦发生故障，立即报警；,外部采用,密封、防尘、抗振的外壳封装结构,，以适应恶劣的工作环境。,在软件方面采取的主要措施有,设置故障检测与诊断程序,，每次扫描都对系统状态、用户程序、工作环境和故障进行检测与诊断，发现出错后，立即自动做出相应的处理，如报警、保护数据和封锁输出等；,对用户程序及动态数据进行电池后备,，以保障停电后有关状态及信息不会因此而丢失。采用以上抗干扰措施后，一般,PLC,的抗电平干扰强度可达峰值1000,V，,脉宽10,us，,其平均无故障时间可高达3050万小时以上。,2.编程简单易学,PLC,采用与继电器控制线路图非常接近的梯形图作为编程语言，它既有继电器电路清晰直观的特点，又充分考虑到电气工人和技术人员的读图习惯;对使用者来说，几乎不需要专门的计算机知识，因此，易学易懂，程序改变时也容易修改。,3.功能完善，适应性强,目前,PLC,产品已经标准化、系列化和模块化，不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有,AD、DA,转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根据实际需要，方便灵活地组装成大小各异、功能不一的控制系统：既可控制一台单机、一条生产线，又可以控制一个机群、多条生产线；既可以现场控制又可以远程控制。,4.使用简单，调试维修方便,PLC,的接线极其方便,PLC,的用户程序可在实验室模拟调试,PLC,的故障率很低,排除故障迅速,5体积小、重量轻、功耗低,由于,PLC,采用半导体大规模集成电路，因此整个产品结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低，以三菱,FXON,一24,M,型,PLC,为例，其外形尺寸仅为130,mmx90mmX87mm，,重量只有600,g，,功耗小于50,W。,所以，,PLC,很容易装入机械设备内部，是实现机电体化的理想的控制设备,114,PLC,的控制功能,PLC,的应用范围极其广阔，经过30多年的发展，目前,PLC,已经广泛应用于冶金、石油、化工：、建材、电力、矿山、机械制造、汽车、交通运输、轻纺、环保等各行各业。几乎可以说，凡是有控制系统存在的地方就有,PLC。,概括起来，,PLC,的应用主要有以下5个方面。,PLC,的控制功能,1.开关量控制,2.模拟量控制,3.运动控制,4.数据处理,5.通信联网,1.开关量控制,开关量控制,是,PLC,最基本的应用领域，可用,PLC,取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例.,2.模拟量控制,目前，很多,PLC,都具有模拟量处理功能，通过模拟量,IO,模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，而且编程和使用都很方便。大、中型的,PLC,还具有,PID,闭环控制功能，运用,PID,子程序或使用专用的智能,PID,模块，可以实现对模拟量的闭环过程控制,.,3.运动控制,运动控制是指,PLC,对直线运动或圆周运动的控制，也称为位置控制，早期,PLC,通过开关量,IO,模块与位置传感器和执行机构的连接来实现这一功能，现在一般都使用专用的运动控制模块来完成。,4.数据处理,现代,PLC,都具有不同程度的数据处理功能，能够完成数学运算(函数运算、矩阵运算、逻辑运算)、数据的移位、比较、传递、数值的转换和查表等操作，对数据进行采集、分析和处理。数据处理通常用在大、中型控制系统中，如柔性制造系统、机器人的控制系统等。,5.通信联网,通信联网是指,PLC,与,PLC,之问、,PLC,与上位计算机或其他智能设备间的通信，利用,PLC,和计算机的,RS,一232或,RS-422,接口、,PLC,的专用通信模块，用双绞线和同轴电缆或光缆将它们联成网络，可实现相互间的信息交换，构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，建立工厂的自动化网络。,12,PLC,系统的组成及功能,PLC,是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其实质是一种工业控制用的专用计算机。因此，它的组成与一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的,121,PLC,的硬件系统,l,PLC,的硬件系统组成,1.微处理器(,CPU),2,存储器,3.输入输出(,IO),部件,4,电源部件,5,编程器,6其他外部设备,7IO,扩展单元,图1,l,所示为,PLC,的部件系统结构框图。,1.微处理器(CPU),l,1),接收从编程器输入的用户程序和数据，送入存储器存储：,l,2),用扫描方式接收输入设备的状态信号，并存入相应的数据区(输入映像寄存器)；,l,3),监测和诊断电源、,PLC,内部电路工作状态和用户程序编程过程中的语法错误；,l,4),执行用户程序，完成各种数据的运算、传递和存储等功能：,l,5),根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器表的内容实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。,2存储器,l,PLC,配有两种存储器：,l,系统存储器,和,用户存储器,。,l,系统存储器存放系统程序；,l,用户存储器用来存放用户编制的控制程序。,常用的存储器类型有,CMOSRAM、EPROM,和,EEPROM。,CMOS RAM,l,CMOS RAM,是一种可以进行读写操作的随机存储器，存放在其中的用户程序可方便地进行修改，它是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池作为备用电源，一旦失电，即可用锂电池供电，以保持,RAM,中的内容。锂电池的使用寿命一般为510年，若经常带负载可维持25年左右。,PLC,都标有电池的使用年限,。,EPROM、EEPROM,EPROM、EEPROM,都是只读存储器，常用来存放系统程序和需要长久保存的用户程序。,EPROM,称为可擦除的可编程序只读存储器，在紫外线连续照射20,min,后，就可将,EPROM,中的内容消除，加高电平(125,V,或24,V)，,可把程序写入到,EPROM,中。,EEPROM,称作电可擦除的可编程序只读存储器，除可用紫外线擦除外，还可用电擦除。,3.输入输出(,IO),部件,输入信号多种多样，信号电平各不相同，而,PLC,所能处理的信号只能是标准电平，因此必须通过输入模块将这些信号转换成,CPU,能够接收和处理的标准电平信号。同样，外部执行元亦必须通过输出模块将,CPU,输出的标准电平信号转换成这些执行元件所能接收的控制信号。输入输出模块实际上是,CPU,与现场输入输出设备之间的连接部件，起着,PLC,与被控对象间传递输入输出信息的作用,。,l,I0,模块:数字量,I/O,模块和模拟量,I/O,模块，以及快速响应模块、高速计数模块、通信接口模块、温度控制模块、中断控制模块、,PID,控制模块和位置控制模块,I0,模块的类型、品种与规格越多，,PLC,系统的灵活性越好;,I/O,模块的,IO,容量越大，,PLC,系统的适应性越强,。,PLC,的,I0,模块种类,4电源部件,PLC,配有开关式稳压电源的电源模块，用来将外部供电电源转换成供,PLC,内部的,CPU、,存储器和,IO,接口等电路工作所需的直流电源。,PLC,的电源部件有很好的稳压措施，因此对外部电源的稳定性要求不高，一般允许外部电源电压的额定值在+10一-15的范围内波动。小型,PLC,的电源往往和,CPU,单元合为一体，大中型,PLC,都有专用电源部件,5编程器,l,简易编程器功能较少，一般只能用语句表形式进行编程，通常需要连机工作。简易编程器使用时直接与,PLC,的专用插座相连接，由,PLC,提供电源。它体积小，重量轻，便于携带，适合小型,PLC,使用,。,5编程器,（,图形编程器）,图形编程器既可以用指令语句进行编程，又可以用梯形图编程;既可连机编程又可脱机编程，操作方便，功能强，有液晶显示的便携式和阴极射线式两种。图形编程器还可与打印机、绘图仪等设备连接，但价格相对较高。通常大中型,PLC,多采用图形编程器,。,6其他外部设备,(1),外部存储器,(2),打印机,(3),EPROM,写入器,1)外部存储器,l,外部存储器是指磁带或磁盘，工作时可将用户程序或数据存储在盒式录音机的磁带上或磁盘驱动器的磁盘中，作为程序备份。当,PLC,内存中的程序被破坏或丢失时，可将外存中的程序重新装入。,(2)打印机,打印机用来打印带注释的梯形图程序或指令语句表程序以及打印各种报表等。在系统的实时运行过程中，打印机用来提供运行过程中发生事件的硬记录，如记录,PLC,系统运行过程中故障报警的时间等。这对于事故分析和系统改进是非常有价值的。,(3),EPROM,写入器,EPROM,写入器用于将用户程序写入,EPROM,中。同一,PLC,系统的各种不同应用场合的用户程序可分别写入不同的,EPROM,中去，当系统的应用场合发生改变时，只需更换相应的,EPROM,芯片即可,。,7,IO,扩展单元,I/O,扩展单元用来扩展输入、输出点数。当用户所需的输入、输出点数超过,PLC,基本单元的输入、输出点数时，就需要加上,IO,扩展单元来扩展，以适应控制系统的要求。,122,PLC,的软件系统,PLC,的软件系统是指,PLC,所使用的各种程序的集合，通常可分为,系统程序和用户程序,两大部分。,硬件系统和软件系统组成了一个完整的,PLC,系统，它们相辅相成，缺一不可。没有软件的,PLC,系统称为裸机系统，不起任何作用，犹如无米之锅。反之，如果没有硬件系统，软件系统也失去了基本的外部条件，程序根本无法运行。,1系统程序,l,系统程序是每一个,PLC,成品必须包括的部分，由,PLC,厂家提供，用于控制,PLC,本身的运行。系统程序固化在,EPROM,中。,管理程序,编译程序,标准程序模块和系统调用,管理程序,管理程序是系统程序中最重要的部分。,PLC,的运行都由它控制，主要对,PLC,的输入、输出、运算等操作运行，进行时间上先后顺序的管理，规定各种数据、程序的存放地址，生成用户环境以及系统诊断等。,编译程序,l,编译程序用来把梯形图程序、语句表程序等编程语言翻译成,PLC,能够识别的机器语言。,标准程序模块和系统调用,标准程序模块和系统调用。这部分由许多独立的程序模块组成，每个程序模块完成一种单独的功能，如输入、输出及特殊运算等。,PLC,根据不同的控制要求，选用这些模块完成相应的工作。,2用户程序,用户程序就是由用户根据控制要求，用,PLC,的程序语言编制的应用程序，以实现所需的控制目的。用户程序存储在系统程序指定的存储区内，它的最大容量也是由系统程序限定的。,3程序结构,l,当程序不长，比较简单时，编制程序时常用顺序结构，即整个程序不分段，顺序编制而成。小型,PLC,的用户程序通常都为顺序结构。,对于比较复杂、长度很长的程序，为使程序编制简单清晰，可以按照功能、结构或使用目的，将程序划分成多个程序模块，按模块来编制和调试程序，再把各部分组合而形成一个完整的大程序，这种程序结构称为模块结构。大中型,PLC,的用户程序较复杂，一般都采用模块化结构。,西门子公司,S5,系列 5类模块,l,1),组织模块,OB,又称主控程序模块，用来确定主程序运行方式及各模块的组织关系；,2)程序模块,PB,依照控制要求，按不同的控制内容划分相应的程序段模块；,3)功能模块,FB,一用来描述某特定功能的程序段模块；,4)顺序模块,SB,又称步进模块，用于步进操作；,5)数据模块,DB,用来存放用户数据。,13,PLC,的分类,目前，,PLC,应用广泛，国内外生产厂家众多，所生产的,PLC,产品更是品种繁多，其型号、规格和性能也各不相同。通常，可以按照结构形式的不同及功能的差异进行大致分类。131按结构形式分,整体式,模块式,1整体式,整体式,PLC,是将,CPU、,存储器、,I/O,部件等组成部分集中于一体，安装在一块或少数几块印刷电路板上，并连同电源一起装在一个金属或塑料的机壳内，形成一个整体，通常称为,主机或基本单元,。输入输出接线端子及电源进线分别在机箱的两侧，并有相应的发光二极管显示输入输出状态。这种结构的,PLC,具有结构紧凑、体积小、重量轻、价格低的优点，易于装置在工业设备的内部，通常适合于单机控制。一般小型和超小型,PLC,多采用这种结构，如三菱,FX,系列,PLC。,模块式,PLC,是把各个组成部分做成独立的模块，如,CPU,模块、输入模块、输出模块、电源模块等。各模块做成插件式，然后以搭积木的方式将它们组装在一个具有标准尺寸并带有若干插槽的机架内。,PLC,厂家备有不同槽数的机架供用户选择。用户可以根据需要选用不同档次的,CPU,模块、各种,FO,模块和其他特殊模块插入相应的机架底板的插槽中，组合成不同功能的控制系统。这种结构的,PLC,配置灵活，装配和维修方便，功能易于扩展。其缺点是结构较复杂，造价也较高。一般大、中型,PLC,都采用这种结构，如三菱公司的,A1N、A2N、A3N,系列，立石公司,C,系列的,C500、C1000H、C2000H,及通用电气公司的90,TM-70、90TM-30。,2模块式,132按功能、点数分,按功能、输入输出点数和存储器容量不同，,PLC,可分为,小型、中型和大型,三类。,1.,小型,PLC,小型,PLC,又称为低档,PLC。,这类,PLC,的规模较小，它的输入输出点数一般从20点到128点。其中输入输出点数小于64点的,PLC,又称为超小型机。用户存储器容量小于2,KB，,具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本功能，有些还有少量的模拟量,IO、,算术运算、数据传送、远程,IO,和通信等功能，可用于开关量控制、定时计数控制、顺序控制及少量模拟量控制等场合，通常用来代替继电器-接触器控制，在单机或小规模生产过程中使用。常见的小型,PLC,产品有三菱公司的,Fl、F2，,和,FX0,系列，欧姆龙,SP20,系列和西门子公司的,S5100U、S595、S7200,等。,2中型,PLC,中型,PLC,的,IO,点数通常在120点至512点之间，用户程序存储器的容量为2,KB,一8,KB，,除具有小型机的功能外，还具有较强的模拟量,IO、,数字计算、过程参数调节如比例、积分、微分(,PID),调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程,IO,及通信联网功能。适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制系统，如大型注塑机控制、配料和秤重等中小型连续生产过程控制，常见的机型有三菱公司的,A1s：,系列，立石公司的(欧姆龙),C200H、C500，,西门子公司的,S5115U,等。,3大型,PLC,大型,PLC,又称为高档,PLC，IO,点数在512点以上，其中,IO,点数大于8192点的又称为超大型,PLC，,用户程序存储器容量在8,KB,以上，除具有中型机的功能外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功能，以及强大的通信联网、中断控制、智能控制和远程控制等功能。由于大型,PLC,具有比中小型,PLC,更强大的功能，因此一般用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络等场合。如三菱公司的,A3N、A2N，,立石公司的,C100H、C2000H、AB,公司的,PLC,一5以及西门子公司,S5135U、S5155U、S7400,等都属于大型PLC。,14,PLC,的性能指标,PLC,的主要性能，一般可用以下6种指标表述。,1用户程序存储容量,2,IO,总点数,3，扫描速度,4指令种类,5内部寄存器的配置及容量,6特殊功能,1用户程序存储容量,用户程序存储容量是衡量,PLC,存储用户程序的一项指标，通常以字为单位表示。每16位相邻的二进制数为一个字，1024个字为,IK,字。对于一般的逻辑操作指令，每条指令占1个字：定时计数、移位指令每条占2个字；数据操作指令每条占24个字。有些,PLC,是以编程的步数来表示用户程序存储容量的，条指令包含若干步，一步占用一个地址单元，个地址单元为两个字节。,2,IO,总点数,IO,总点数是,PLC,可接收输入信号和输出信号的数量。,PLC,的输入和输出量有开关量和模拟量两种。对于开关量，其,IO,总点数用最大,IO,点数表示：对于模拟量，,IO,总点数用最大,IO,通道数表示。,3，扫描速度,扫描速度是指,PLC,扫描,lK,字，用户程序所需的时间，通常以,msK,字为单位表示。有些,PLC,也以,us,步来表示扫描速度。,4指令种类,指令种类是衡量,PLC,软件功能强弱的重要指标，,PLC,具有的指令种类越多，说明其软件功能越强。,5内部寄存器的配置及容量,PLC,内部有许多寄存器用以存放变量状态、中间结果、定时计数等数据，其数量的多少、容量的大小，直接关系到用户编程时的方便灵活与否。因此，内部寄存器的配置及容量也是衡量,PLC,硬件功能的一个指标。,6特殊功能,PLC,除了基本功能外，还有很多特殊功能，例如自诊断功能、通信联网功能、监控功能、高速计数功能、远程,IO,和特殊功能模块等。不同档次和种类的,PLC，,其具有的特殊功能相差很大，特殊功能越多，则,PLC,系统配置、软件开发就越灵活，越方便，适应性越强。因此，特殊功能的强弱，种类的多少是衡量,PLC,技术水平高低的一个重要指,15,PLC,的发展趋势及对工业发展的影响,1.在系统构成规模上，向大、小两个方向发展,2开发各种智能模块，不断增强过程控制能力,3向网络化发展，通信联网功能不断增强,4编程语言与编程工具向标准化和高级化发展,5发展容错技术,1.在系统构成规模上，向大、小两个方向发展,PLC,在规模上的发展有两个主要趋势：,其一是向体积更小、速度更快、功能更强、价格更低的小型化或微型化,PLC,方向发展,，以真正完全取代最小的继电器系统，适应复杂单机、数控机床和工业机器人等领域的控制要求:,其二是向大容量、高速度、多功能的大型高档,PLC,方向发展。,目前，开关量输入、输出点数达到,8192,点以上的大型,PLC,不在少数，随着控制系统规模的不断扩大，输入输出点数还在快速增加，如莫迪康公司的984780、984785型,PLC,的最大开关量输入输出点数已达到,16384点,。大型,PLC,不但运算速度快(如三菱公司的,A3N,型,PLC,的指令扫描速度可达015,us,步)，而且具有,PID、,多轴定位、高速计数、远程,IO、,光纤通信等多种功能，能与计算机组,成多级分布式控制系统，实现对工厂生产全过程的集中管理。,2开发各种智能模块，不断增强过程控制能力,为满足工业自动化各种控制系统的需要，国内外众多,PLC,生产厂家不断致力于开发各种新器件和智能,IO,模块。智能,IO,模块是以微处理器为基础的功能部件，模块的,CPU,与,PLC,的主,CPU,并行工作，可以大大减少占用主,CPU,的时间，有利于提高,PLC,的扫描速度；又可以使模块具有自适应、参数自整定等功能，使调试时间减少控制精度得到提高，极大地增强了,PLC,的过程控制能力。智能,IO,模块目前主要有模拟,IO,模块、,PID,回路控制模块、机械运动控制(如轴定位、步进电动机控制等)模块，高速计数模块等。,3向网络化发展，通信联网功能不断增强,目前，几乎所有的,PLC,都具有通信联网功能，加强,PLC,的联网能力已成为,PLC,产品的发展趋势之一。,PLC,的通信联网功能可使,PLC,与,PLC,之间、,PLC,与计算机之间相互交换信息，实现近距离或远距离通信，形成一个统一的分散集中控制系统。由于历史的原因，各个厂家的,PLC,通信协议往往是专用的，因此，各厂家的,PLC,产品之间难以互相兼容。近年来，许多PLC,生产厂家都在努力使自己的产品与制造自动化协议(,MAP),兼容，这将使不同机型的,PLC,之间、,PLC,与计算机之间能方便地进行通信与联网，实现资源共享。,4编程语言与编程工具向标准化和高级化发展,PLC,的编程语言主要有梯形图、流程图、专用语言指令等。其中最常用的是梯形图，因此深受用户的欢迎，得到了广泛的应用。目前，美国、法国、日本等生产的,PLC,产品在基本控制方面的编程语言均采用梯形图，且已标准化。随着现代,PLC,产品应用领域的急速扩展，尤其是,PLC,在一些复杂的大规模的控制系统以及通信联网方面的应用，仅靠梯形图编程已经不够，因此，近年来,PLC,编程语言出现了向高级语言如,BASIC、Pascal、C、FORTRAN,等)发展的趋势。,4编程语言与编程工具向标准化和高级化发展,PLC,的编程工具以往主要有简易编程器和图形编程器两种。目前个人计算机也用于,PLC,编程，只要配上相应的硬件接口及软件包，就可作为编程器使用，能用多种编程语言编制用户程序，使用简单方便，应用日益广泛。,5发展容错技术,国外一些主要的,PLC,生产厂家为适应大规模、复杂控制系统及高可靠性控制场合对,PLC,产品的要求，在其生产的,PLC,中增加了容错功能，如双机热备、自动切换,IO、,双机表决(当输出状态与,PLC,的逻辑状态相比较出错时，会自动断开该输出)和,IO,三重表决(对,IO,状态进行软硬件表决，取2个相同的)，以大幅提高,PLC,控制系统的可靠性。,PLC,对工业发展的影响,从世界上第一台,PLC,诞生至今的30多年时间里，,PLC,技术得到了迅猛的发展，获得了极其广泛的应用，对工业生产自动化程度的提高起到非常巨大的作用。,PLC,的应用领域从最初单一的逻辑控制发展到包括模拟量控制、数字控制、机器人控制以及多级分布式控制系统在内的各种工业控制场合，在工业自动控制应用中所占的比例越来越大，成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。据有关资料报道，20世纪90年代中期美国工业部门对各种工业自动化控制设备的需求列前几位的分别是：,PLC、,过程控制仪表、计算机、专用控制器和数据采集系统。,PLC,对工业发展的影响,在我国，近年来,PLC,的研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在一些大中型现代化工厂的成套设备引进的同时，也配套引进使用了不少,PLC，,如,上海宝钢第一、二期工程共使用了近900,台，又如,武汉钢铁厂、首都钢铁厂、秦山核电站、上海别克汽车生产线、北京吉普车生产线,等都大量采用,PLC,进行自动化控制，取得了显著的经济效益。除了这些大型现代企业外，在许多工业行业,PLC,也得到广泛应用，如机械行业的全自动内圆磨床控制系统、卧式组合镗铣床控制系统、等离子弧喷焊控制系统，采矿冶金行业的矿山车场自控系统、彩色带钢涂层生产线，化工行业的汽囊硫化机控制系统、煤气烧嘴控制系统等等。总之，,PLC,在我国的应用越来越广泛，对提高我国的工业生产自动化水平起到了巨大作用。,PLC,对工业发展的影响,目前在美国、日本、德国和英国等世界先进工业国家，,PLC,成为工业自动控制的标准设备，它的应用几乎覆盖了机械、冶金、矿山、石油化工、轻工、交通运输等所有工业行业，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备，并已跃居现代工业自动化三大支柱(,PLC、,机器人、,CADCAM,),的首位。应用,PLC,技术是当今世界潮流，必将对生产、科研和社会生活等诸多领域产生巨大而深远的影响。,