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可编程控制器PC又叫PLC
1980年,美国电气制造商协会(National ElectronicManufactureAssociation,NEMA)对可编程序控制器进行了如下定义:
“可编程序控制器是一种带有指令存储器,数字或模拟输入/输出接口;以位运算为主;能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算功能;面向机器或生产过程的自动控制装置"。
可编程控制器简称PC;个人计算机(PersonalComputer)也称PC;为了避免混淆,人们仍习惯于将Zui初多用于逻辑控制而发展起来的可编程控制器叫做PLC(ProgrammableLogic Controller)。
国际电工委员会(International Electro-technicalCornmision,IEC)在1987年颁布的PLC标准草案中也对PLC作了定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计”。
通过以上定义还可以了解到,相对于一般意义上的计算机,PLC并不仅仅具有计算机的内核,它还配置了许多使其适用于工业控制的器件。它实质上是经过了一次开发的工业控制用计算机。从另一个方面来说,它是一种通用机,但不经过二次开发,它就不能在任何具体的工业设备上使用。自其诞生以来,电气工程技术人员感受Zui深刻的也正是PLC二次开发编程十分容易。它在很大程度上使得工业自动化设计从专业设计院走进了厂矿企业,变成了普通工程技术人员甚至普通电气工人都力所能及的工作。
如果说融入人们日常生活的计算机是通用级电脑的话,那么PLC则是专业级的,是业界备受推崇的工业控制器。PLC和计算机一样,也是由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)及输入/输出单元(I/O)3大部分组成的,但它又不同于一般的计算机,更适合工业控制。图1-1所示即为PLC用于电动机控制。
图1-1 PLC用于电动机控制
1. PLC的标准
为了统一PLC的产品标准,国际电工委员会在1979年开始进行PLC的标准化工作。1979年10月,IEC开始设立专门工作组(Working Growp,简称WG);1983年7月,在WG的第7次会议上、决定设立特别工作小组(TaskForce,简称TF),并对标准化工作进行了深入的探讨,制定了IEC61131《可编程控制器》标准。
IEC 61131主要的5部分包括如下内容。
第一部分(Partl):基本信息(Generalinformation),明确了PLC的功能与特点,并给PLC使用的术语进行了定义。
第二部分(Part2):设备特性(EquipmentCharacteristics),包括了PLC的使用环境、电气机械特性、试验要求等,它主要是明确了PLC生产家的PLC产品应该达到的具体要求。
第三部分(Purt3):编程语言(ProgrammingLanguages),包括了PLC编程的基本要素、文本语言、图形语言等有关PLC编程语言的语法、符号标准。明确了5种PLC编程语言,即指令表(InstructionList)、结构化文本(Structured Text)、梯形图(Ladder Diagram)、功能块图(FunctionBlock Diagram)、顺序功能图(Sequential Function Chart)的基本结构与特征。
第四部分(Part4):用户准则(Userguidelines),包括了PLC的功能说明、选型基准,安装环境要求、维护、安全保护等针对PLC用户的基本使用指南。
第五部分(Part5):服务指南(Messaging ServiceSpecification),主要是对PLC用语、符号、功能、名词的解释,并明确了PLC之间的通信协议等规范。
在听取各国意见后,标准(IEC61131)于1992~1995年间陆续颁布。在我国,1995年11月颁布了GB/T15969—1/2/3/4标准,它完全等同于IEC61131—1/2/3/4的对应部分。
IEC标准对可编程序控制器作了如下定义:"可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下的应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来存储执行逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字或模拟的输入/输出接口,控制各种类型的机器设备或生产过程。”
标准强调可编程序控制器及其相关设备的设计原则是应“易于与工业控制系统连成一个整体且具有扩充功能”。
在IEC的定义中,已经对可编程序控制器的使用环境(工业环境)与功能(具有通信与可扩展功能)作了更为明确的要求。简言之,IEC标准所定义的可编程序控制器是一种具有通信功能与可扩展输入/输出接口,主要用于逻辑处理和顺序控制的工业计算机控制装置。
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