PLC尿素合成塔控制系统设计+文献综述(4)
4.1 PLC的产生和应用
在PLC诞生之前，继电器控制系统已经广泛应用于工业生产的各个领域，有着不可替代的作用。随着生产规模的逐步扩大，继电器控制系统越来越难以适应现代工业生产的要求。继电器控制系统通常是针对某一固定的动作顺序或生产工艺而进行设计的，他的控制功能也局限于逻辑控制、定时、计数等一些简单的控制，一旦动作顺序或生产工艺发生了变化，就必须重新进行设计、布线、装配和调试，造成时间和资金的严重浪费。继电器控制系统体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差。为了改变这一现状， 1968年美国最大汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的需求，并能在竞争异常激烈的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型工业控制装置来取代原有的继电器控制装置，为此，拟定了10项公开招标的技术要求，即：
（1） 编程简单，可在现场修改程序
（2） 可靠性高于继电器控制柜
（3） 文护方便，最好是插件式
（4） 体积小于继电器控制柜
（5） 在成本上可与继电器控制柜竞争
（6） 可将数据直接送入管理计算机
（7） 输入可以是交流115V
（8） 输出可以是交流115V，2A以上，可直接驱动电磁阀等
（9） 用户程序存储器容量至少能扩展到4K
（10） 在扩展时，原有系统只要很小的变更
根据招标的技术要求，第二年美国数字设备公司（GEC）率先成功研制出了第一台可编程控制器PDP-14，并且在GM公司的汽车自动装配线上试用获得成功，开创了工业控制的新局面。1971年日本引进这项技术并且很快研制出了日本第一台可编程控制器DSC-8。1973年，西欧国家研制出他们的第1台PLC。我国从1974年开始研制PLC，到1977年开始应用于工业控制领域。在这一时期内，PLC虽然采用了计算机的设计思想，但实际上PLC只能完成顺序控制，仅有逻辑运算等简单的功能，所以人们将它称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称为PLC。
20世纪70年代末期开始，微处理器日趋成熟，使PLC的处理速度大大地提高，增加了许多功能。在软件方面，除了保持原有的逻辑运算、计数、计时等功能以外，还增加了算术运算、网络通信、数据处理、自诊断等功能。在硬件方面，除了原有的开关模块之外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块，还扩大了存储器的容量，此外还提供一定数量的数据寄存器。因此，美国电气制造协会将可编程序逻辑控制器，正式命名为编程序控制器（Programmable Controller），简称PC。但由于PC很容易与个人计算机PC（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯用PLC作为可编程序控制器的简称。1985年，国际电工委员会(IEC)对PLC做出如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专门为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、计数、定时、和算术运算等操作的指令，并通过数字、模拟输入和输出，控制各类的机械或生产过程。可编程序控制器及与其有关的外围设备，都应该按易于与工业控制系统宜形成一个整体、易于扩充其它功能的原则设计。
由该定义可知：PLC是一种由经过“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机。PLC它是按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品，是一种数字运算操作的专用电子计算机。它是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算术运算等控制程序，以一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置。进入20世纪70年代，随着电子技术的飞速发展，尤其是PLC开始采用通用微处理器，这种控制器不再局限于当初的逻辑运算方面，功能不断地增强。进入20世纪80年代，由于微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的PLC控制器得到长足的发展。使得PLC的功能有了新的突破，其可靠性提高，体积和功耗进一步减小，编程更加的灵活方便，使得故障检测更加准确。目前，随着PLC技术的发展与功能的不断丰富，PLC的应用越来越广泛地被应用于运动控制、过程控制、顺序控制、数据处理等领域。现在PLC在国内外已被钢铁、建材、采矿、机械制造、化工、电力、环保、轻纺、造纸、汽车及文化娱乐等各个行业所广泛应用。