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1、PLC的发展历程及其在生产中的应用图文研究学苑在生产巾响应用张东明文友先（华中农业大学工程技术学院湖北武汉）摘要自年世界上第台可编程控制器（）在美国公司诞生以来，走过了多年的发展历程，在世界各地得到了广泛应用。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术、网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，的软硬件水平与规模也发生质与量的变化，今天的不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。控制技术朝智能化方向的不断发展，推动了先进制造术的相应发展，将工业、农业、国防等领城的控制水平提高到了一个新的高度。本文就在国内外的发展历程，在工农业生产中的应用，以及的发展方向与趋势等方面进行综

2、述。关键词发展历程应用趋势定义及主要功能可编程控制器，简称，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。年国际电工委员会（）颁布的标准草案中对做了如下定义：“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、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能发挥国有粮食企业的主渠道作用，严格执行国家规定的各种价格，以保护粮食生产者与城乡消费者的利益。制定粮食储备法世界上几乎每个国家都保持一定数量的储备粮，以备急需。中国是一个人口大国，建立专项的粮食储备制度，不仅是一个重要的经济问题，也是一个重要的政治问题，不容忽视，要根据实际情况

3、，把中央和地方两级粮食储备真正地建立起来，各地对国家投资建立的专项储备粮必须安全保管，储备法必须对于随意动用国家专项粮作经营粮；假储备、少储备、储备库存与帐实不符，挖空国家库存，人为造成国家粮食损失；造成国家粮食霉变、短秤、空仓等问题加以明确规定，情节严重者必须追究其经济责任和法律责任。蔫篡焉蔬蒙赛。制定粮食消费法粮食是人类赖以生存的必需品，是宝中之宝。但是，我国浪费粮食的现象非常严重，现实生活中到处可以看到浪费粮食和抛撒粮食及食品的现象，尤其是饭店、学校、工厂、街道、路边等，浪费粮食的现象更加严重。因此，为节约国家有限的粮食资源，发扬中国人民爱粮、惜粮的优良传统，尊重广大粮农的辛勤劳动，国家

4、必须加强粮食消费立法。对浪费粮食、损失粮食的行为，绳之以法，同时还要加强节约粮食宣传教育工作，使整个社会形成个珍惜粮食、节约粮食的新风尚。目作者简介滕海华，年生，湖南麻阳人，助讲。主要研究方向：农业经济、党政管理。万方数据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。及其有关的外围设备都应该按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”。它的主要功能有：在线数据采集和输出；控制功能，包括条件控制、顺序控制、逻辑控制、定时、计数等；数据处理功能，既能进行基本数学、逻辑运算，还可通过编程实现复杂的控制算法；输入输出信号调制功能；通信、联网功能，可进行远程控制、多台间

5、联网通信、外部器件与的信号处理单元之间实现程序和数据交换等；支持人机界面功能；编程、调试等。的发展背景在现代工业设备及自动化项目中，我们会遇到大量的开关量、脉冲量以及模拟量等控制装置。如电机的启动与停止，电磁阀的开闭；工件的位置、速度、加速度等的测定；产品的计数以及温度、压力、流量等物理量的设定和控制等。传统的工业自动控制主要是由继电器或分离的电子线路来实现的】。众所周知，这种控制方式虽然造价便宜，但却存在着许多致命弱点。为了克服这些弊端，世界上各国研制出了可编程序控制器取代继电器控制，其可靠性、抗干扰性等诸因素是继电器无法比拟的。随着计算机技术的不断发展，它给工业自动化带来了革命性的变革。这

6、个变革是由继电器控制到计算机控制的飞跃。的特点的特点是：可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；操作简单，易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便、易于改造；体积小、质量轻、功耗低。的发展概况是上世纪年代末期在传统的继电接触器控制基础上发展起来的一种新型工业自动控制装置。传统的的最初控制概念和设计思想是将计算机软件的控制思想代替继电器逻辑，其硬件的构成与微机相似（】。在可编程逻辑控制器发展的初期，其主要的开发意图和应用领域是数字式控制，它按照用户程序存储器里的指令安排，通过输入接口录入现场信息，执行逻辑或数值运算，然后通过输出接口去控制各种执行机构动作。

7、然而经历了多年的发展之后，特别是近年来计算机和信息技术的飞速发展，不断成倍扩大的功能和成倍降低的价格，使、通讯联网技术、过程控制软件都获得了长足进步】，也使传统的也具备了逻辑顺序控制、模拟量处理、回路调节技术等功能。在上世纪年代，首先在汽车工业中大量应用，年代走向成熟，奠定了在工业控制中不可动摇的地位。进入年代，在技术上又有新的突破，把的处理速度、运算和控制功能应用于通信芯片商品，使从专有性控制器向开放性发展，在应用范围和应用水平上，为实现（电气控制、仪表控制、计算机控制）一体化打开了新的局面引。进入本世纪后，已经运用到了各个领域，根据的项调查报告，被调查的的设备工程师打算在年购买，而在随后的

8、调查中，升到了。自上世纪年代引进以来，在我国的应用已有年的历史。引进初期，由于价格昂贵，主要用于冶金、电力、自动化生产线等大的设备和系统。近年来，随着价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用进行控制，随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内在我国仍将保持高速增长势头。在引进国外产品的过程中，我国也曾组织了相关单位消化、吸收的关键技术，试图对进行国产化。但是，受各种因素的影响，国产一直没有形成产业化规模，目前中国市场上以上的产品。，。瑟，淼煮畿惹黧删【“瞄万方数据研究学苑来自国外公司。的应用根据点数分类可以分为大型、中型、小型和微型系统：大型系统不少

9、于个点，主要用于冶金自动化生产线和电厂。目前有超过个点的巨型系统在电厂运用；中型系统有个点，主要用于冶金、电力、造纸、化工、加工组装生产流水线、包装流水线等领域；小型系统有个点，主要用于设备控制，也有用作小型系统控制器的；微型系统的点少于个，它主要用于单台设备的监控，在纺织机械、数控机床、塑料加工机械、小型包装机械上】。根据的应用方式分类可以分为以下几个方面：开关量的逻辑控制这是最基本、最广泛的应用领域引。它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等。为

10、了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的转换和转换。运动控制可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块，可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。过程控制过程控制是指对温度、压力和流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，能编制各种恐，羹悉谎臻。各样的控制算法程序，完成闭环控制】。数据处理现代具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统。通信及联网通信含问的通信及与其他智

11、能设备问的通信。新近生产的都具有通信接口，通信非常方便】。在中国应用现状自动化产业的发展对我国工业化和信息化进程具有举足轻重的作用。为推动我国工业自动化的发展，国家发展和改革委员会以示范具有自主知识产权的新型大型复杂自动化系统和装置为中心，实施工业自动化高技术产业化专项。我国工业企业的自动化程度普遍较低，我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。中国加个后越来越多的国际公司把其制造基地转移到中国，同

12、时，中国的国有企业和民营企业也在利用难得的历史机遇大力发展制造业，中国正在努力成为世界新的制造业基地。制造业的控制主要以离散控制为主，是该领域控制系统的首选。制造企业为提高劳动生产率和产品质量，必然会大量采用，从而为的应用提供广阔的应用前景。从此可见，在我国有很大的发展潜力。的发展前景及趋势技术发展的最终趋势是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，将会继续失去其市场份万方数据额，更有甚者认为，在工业面前，将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为提供一定的市场份额。长期以来，始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。它能够为

13、自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。但在另一方面，还必须依靠其他新技术来面对其市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业所带来的冲击。需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。在本世纪，将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化的方向发展，虽然遭受一些自动化控制系统的挑战，但同时也在吸收它们的优点，互相融合，不断创新，在今后一段时间内将与其它先进控制方式并存。由于目前不断受到其他基于计算机技术的控制装置及系统越来越多的挑战，根据最近的一个调查，急剧变化计算机及通讯技术，缺乏广大用户所需要的开放系统，再加上年全球经济衰退和工业的挑战，许多

14、生产商对其前景不看好】。受到其技术本身软件方面急待更新与发展的挑战，受到一种全新的工业控制结构一不但控制分散化，而且网络也分散化的挑战，受到开放型模块化体系结构控制系统（）的挑战，于是必然将会向完善其软件和硬件个方向发展。将不断丰富功能、提高性能，其主要发展趋势体现为以下几个方面：）从功能方面看，计算机技术的新成果会更多地应用于设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；在原有开关量处理的基础上，将进一步增强模拟量处理能力，并不断融合顺序控制、过程控制和运动控制功能。大型系统在控制的基础上，不断增加管控一体化功能；小型不仅具有顺序控制和逻辑联锁功能，还将移植大中型的一些高

15、级功能，如模拟量的闭环调节和运动控制等【。）从产品规模上看，会进一步向小型及超大型方向发展。与将融为一体，其硬件性能向通用计算机靠近，软件将功能日益强大。在设备级采用配套的，向高机能的整体型发展，在提高系统可靠性的基础上，产品的体积越来越小，质量越来越轻，功能越来越强。）从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；为了适应机电一体化产品的需要，除了增强功能，增大存储容量和加快运算速度外，还要进一步缩小体积，加强坚固性和密封性，提高可靠性和易维护性。）从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出

16、现少数几个品牌垄断国际市场的局面，出现国际通用的编程语言。）从网络的发展情况来看，和其他工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统（曲）中已有大量的应用。伴随着计算机网络的发展，作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。从编程语言上看，有许多指令语言，如、和梯形图等，其中梯形图运用最广泛。然而在控制思想日趋复杂的今天，用梯形图及指令表来表达，实在显得过于复杂繁琐。随着语言、饼、等高级语言加入到中去，使复杂思想的表达就显得方便简洁得多了引。综上所述，我们可以看出，正朝着智能化的方向发展。用可编程

17、逻辑控制器这个词来表达当今可编程控制系统，已经不再合适了，因为在其中已经溶进了工业计算机和计算机集散系统的特点。贝加莱公司于年首先提出了“可编程计算机控制器（）”的概念【】，提出了过程控制系统（）的概念，基于现场总线技术人们也。臻，垡：悉娄薰烹“糟惦万方数据研究学苑提出了现场总线控制系统（）的概念。这些系统虽然名称不同，侧重面不一样，但系统的技术水平是近似的。当今的发向已向可编程计算控制（，简称）方向发展，使得与集散控制系统融合通用性、开放性和高度专业的融合。结束语己经走过了近年的历程，以其通用性强、使用方便、适应面广、抗干扰能力强、编程简单、结构紧凑、可靠性高、功能强、速度快、价格低等优点获

18、得广泛应用，已经成为工业控制系统的主流。目前与相结合的控制系统发展很快，与相互渗透、相互融合、相互竞争，已成为当前工业控制系统的发展趋势。在硬件技术、网络技术加速发展的形势下，通过技术衔接、创新产品，产品将进一步得到优化与发展，其应用必将具有广阔的发展前景。目参考文献】邱阿瑞，柴建云，孟朔，等现代电力传动与控制北京，电子工业出版社，】，；，【】肖维荣发展迅猛的控制技术新一代可编程控制器一现代机械制造业的开拓者（三）机械制造，（）：】邓星钟，周祖德，邓坚机电传动控制（第三版）武汉：华中科技大学出版社，】王士兰可编程序逻辑控制器（）的发展概况及其应用安徽工学院学报，（）：】陈洁新技术形势下的发展前

19、景机械上程与自动化，（）：，愚，黛苍，蔬慧煮。】乔美荣，杨昌煽可编程序控制器发展走向及其市场应用中国计算机用户，（）：】华容在集散控制系统中的作用及其发展趋势电工技术杂志，（）：】，徐昌荣对国产产业化的几点思考自动化博览，（）【】陈洁现代控制技术与发展精密制造与自动化，（）【】许立梓，程良伦工业控制机及其网络控制系统北京：机械工业出版社【】史殿义，刘吉东的现状及发展分析计算机与网络，（）：】许多浅谈的发展趋势甘肃科技，（）：，】、，；，】杨庆柏的发展方向曲，曲、，破，猢、厂：】一盯，【】肖维荣发展迅猛的控制技术现代可编程控制技术的发展趋向（一）机械制造，（）：作者简介张东明，男，硕士生，华中农

20、业大学工程技术学院农业装备自动化及测控研究室。万方数据PLC的发展历程及其在生产中的应用 作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期： 被引用次数： 张东明， 文友先 华中农业大学工程技术学院,湖北,武汉,430070 现代农业装备 MODERN AGRICULTURAL EQUIPMENTS 2007，(9 1次 参考文献(19条 1.邱阿瑞.柴建云.孟朔 现代电力传动与控制 2004 2.Martin,Vaughn D Programmable logic controllers 1996(04 3.肖维荣 发展迅猛的PLC控制技术新一代可编程控制器-现代机械制造业的开拓者(三 1

21、999(03 4.邓星钟.周祖德.邓坚 机电传动控制 2001 5.王士兰 可编程序逻辑控制器(PLC的发展概况及其应用 1995(01 6.陈洁 新技术形势下PLC的发展前景期刊论文-机械工程与自动化 2004(08 7.乔美荣.杨昌焜 可编程序控制器发展走向及其市场应用 1994(06 8.华容 PLC在集散控制系统中的作用及其发展趋势期刊论文-电工技术杂志 2000(03 9.Kevin HIqqins Plant controls building block 2004(06 10.徐昌荣 对国产PLC产业化的几点思考期刊论文-自动化博览 2005(03 11.陈洁 现代PLC控制技术

22、与发展期刊论文-精密制造与自动化 2004(04 12.许立梓.程良伦 工业控制机及其网络控制系统 2005 13.史殿义.刘吉东 PLC的现状及发展分析期刊论文-计算机与网络 2004(22 14.许多 浅谈PLC的发展趋势期刊论文-甘肃科技 2004(20 15.Anonymous PLC versus PC battle heats up 2002(11 16.杨庆柏 PLC的发展方向.1995-2006 17.Gab Seon Rho.Kyeong-hoon,Koo.Naehyuck Chang.Jaehyun Park,Yeong-gi Kim and Wook Hyun Kwon

23、Implementation of a RISC microprocessor for programmable logic controllers 1995(10 18.Sanjay B.Joshiand Mark.R.Supinski The development of a generic PC-based programmable logic controller simulator 1992(01 19.肖维荣 发展迅猛的PLC控制技术现代可编程控制技术的发展趋向(一 1999(01 相似文献(10条 1.期刊论文 宋秀玲 PLC在中国的发展及应用前景 -和田师范专科学校学报2010

24、,29(5 文章概述了PLC的产生和特点,介绍了PLC在国内外的发展历程和应用领域,根据形势分析了PLC在中国的应用前景,并对国产PLC厂商提出了几点小小建 议. 2.学位论文 黄江海 PLC软件集成开发平台的设计与实现 2004 PLC是工业自动化的不可缺少的部分,中国对PLC有着巨大的市场需求.但是国外厂商和合资企业的占去了中国国内PLC市场90以上的销售额.因此开 发有自主产权的新型PLC对于中国来讲是很重要的,不但能够摆脱PLC技术和市场为发达国家所垄断的被动局面,而且对于提高中国的自动化整体水平等都 有深远的意义.国际标准IEC61131-3的颁布和近年来先进高性能单片机技术的发展为

25、国内研究者提供了与国外厂商竞争的机会.在北京市教委的立项支持 下(项目批准号为:2002kj026,该校开展了新型PLC系统的研究工作.作者课题的主要任务是为该PLC系统开发出一个基于个人普通计算机的能为用户提直 观、方便、高效的编程环境的PLC软件集成开发平台.该论文首先在绪论中对PLC的发展历程、国内外现状以及发展趋势作了综述,给出了新型PLC用户软件 开发平台应具有的特点.第二章里则按照软件工程理论的规范对该平台的进行了系统分析和需求分析,得出软件的具体功能需求,并在此基础之上对平台的 系统框架和核心数据结构进行了设计.在第三章至第七章则介绍平台软件的详细设计(包括核心数据结构、用户界面、编辑器和编译器等.第七章和第八 章则介绍软件平台与PLC硬件系统的联机调试和安装程序的制作.在论文最后对该课题已完成的工作做了总结,并对后续工作中的重点作了说明.联机调试 结果表明,该平台能正确地把用户程序编译成可在PLC硬件中的运行的文件.遵循国际准已经是PLC发展的一大趋势,而国内外PLC厂家的研究还刚刚起步.该 平台同时支持多种PLC编程语言,且