西門子S7-400主機CPU412-2

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 在PLC誕生之前，繼電器控制系統已廣泛應用于工業生產的各個領域，起著不可替代的作用。隨著生產規模的逐步擴大，繼電器控制系統已越來越難以適應現代工業生產的要求。繼電器控制系統通常是針對某一固定的動作順序或生產工藝而設計，他的控制功能也局限于邏輯控制、定時、計數等一些簡單的控制，一旦動作順序或生產工藝發生變化，就必須重新進行設計、布線、裝配和調試，造成時間和資金的嚴重浪費。繼電器控制系統體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應性差。為了改變這一現狀，1968年美國的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號不斷更新的需求，并能在競爭激烈的汽車工業中占有優勢，提出要研制一種新型的工業控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此，擬定了10項公開招標的技術要求，即： 
            1、 編程簡單，可在現場修改程序
            2、 維護方便，好是插件式
            3 、可靠性高于繼電器控制柜
            4 、體積小于繼電器控制柜
            5 、可將數據直接送入管理計算機
            6 、在成本上可與繼電器控制柜競爭            
            7、輸入可以是交流115V
            8、輸出可以是交流115V，2A以上，可直接驅動電磁閥等
            9、 在擴展時，原有系統只要很小變更
           10 、用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K
    根據招標的技術要求，第二年，美國數字設備公司（DEC）研制出了世界上*臺PLC，并在通用汽車公司自動裝配線上試用成功。這種新型的工控裝置，以其體積小、可變性好、可靠性高、使用壽命長、簡單易懂、操作維護方便等一系列優點，很快就在美國的許多行業里得到推廣應用，也受到了世界上許多國家的高度重視。1971年，日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了他們的第1臺PLC。1973年，西歐國家也研制出他們的第1臺PLC。我國從1974年開始研制，到1977年開始應用于工控領域。在這一時期，PLC雖然采用了計算機的設計思想，但實際上PLC只能完成順序控制，僅有邏輯運算等簡單功能，所以人們將它稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡稱為PLC。
    20世紀70年代末至80年代初期，微處理器日趨成熟，使PLC的處理速度大大提高，增加了許多功能。在軟件方面，除了保持原有的邏緝運算、計時、計數等功能以外，還增加了算術運算、數據處理、網絡通信、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊，并擴大了存儲器的容量，而且還提供一定數量的數據寄存器。為此，美國電氣制造協會將可編程序邏輯控制器，正式命名為編程序控制器（Programmable Controller），簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機PC（Personal Computer）混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的簡稱。
    1985年，電工委員會(IEC)對PLC作出如下定義：可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關的外圍設備，都應按易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。
    由該定義可知：PLC是一種由“事先存貯的程序”來確定控制功能的工控類計算機。
    PLC它是按照成熟而有效的繼電器控制概念和設計思想，利用不斷發展的新技術、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產品，是一種數字運算操作的電子計算機。它是將邏輯運算，順序控制，時序和計數以及算術運算等控制程序，用一串指令的形式存放到存儲器中，然后根據存儲的控制內容，經過模擬，數字等輸入輸出部件，對生產設備和生產過程進行控制的裝置。

1.1.2   PLC的發展

    1）、PLC的發展現狀
    目前，隨著大規模和超大規模集成電路等微電子技術的發展，PLC已由初一位機發展到現在的以16位和32位微處理器構成的微機化PC，而且實現了多處理器的多通道處理。如今，PLC技術已非常成熟，不僅控制功能增強，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠程I/O和通信網絡、數據處理以及圖象顯示的發展，使PLC向用于連續生產過程控制的方向發展，成為實現工業生產自動化的一大支柱。
    現在，世界上有200多家PLC生產廠家，400多品種的PLC產品，按地域可分成美國、歐洲、和日本等三個流派產品，各流派PLC產品都各具特色。其中，美國是PLC生產大國，有100多家PLC廠商，較有名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、*康（MODICON）公司。歐洲PLC產品主要制造商有德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國的三星（SAMSUNG）、LG等，這些生產廠家的產品占有80%以上的PLC*。
    經過多年的發展，國內PLC生產廠家約有三十家，國內PLC應用市場仍然以國外產品為主。國內公司在開展PLC業務時有較大的競爭優勢，如：需求優勢、產品定制優勢、成本優勢、服務優勢、響應速度優勢。

    2）、PLC的發展趨勢

    隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產品結構都在不斷改進，功能日益強大，性價比越來越高。

    （1）、在產品規模方面，向兩極發展。一方面，大力發展速度更快、性價比更高的小型和超小型PLC。以適應單機及小型自動控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技術完善的大型PLC方向發展。隨著復雜系統控制的要求越來越高和微處理器與計算機技術的不斷發展，人們對PLC的信息處理速度要求也越來越高，要求用戶存儲器容量也越來越大。

    （2）、向通信網絡化發展

    PLC網絡控制是當前控制系統和PLC技術發展的潮流。PLC與PLC之間的聯網通信、PLC與上位計算機的聯網通信已得到廣泛應用。目前，PLC制造商都在發展自己的通信模塊和通信軟件以加強PLC的聯網能力。各PLC制造商之間也在協商通用的通信標準，以構成更大的網絡系統。PLC已成為集散控制系統（DCS）*的組成部分。

    （3）、向模塊化、智能化發展