电子书 学习资源 网上只有 PLC的电子书 可编程控制

PLC的历史

PLC或可编程序逻辑控制器已经彻底改变了自动化行业今天,从工厂设备到自动售货机,任何东西都可以找到plc,但在1968年元旦之前,可编程控制器甚至不存在。相反,存在的是一系列需要解决的独特挑战。为了了解PLC的历史,我们必须首先花一些时间来了解可编程控制器之前存在的问题。

可编程控制器使用前

在PLC的日子之前,控制机械的唯一方法是通过使用继电器。继电器通过利用线圈,当通电时,产生磁力,以有效地将开关拉到开启或关闭位置。当继电器断电时,开关释放并将设备返回其标准或关闭位置。因此,例如,如果我想控制电机是否打开或关闭,我可以在电源和电机之间附加继电器。然后我可以通过激励或断电继电器来控制电动机电源。当然没有动力,电机不会运行,因此我控制电机。这种类型的继电器被称为动力继电器。一个工厂中可能有几个电动机需要控制,所以你做了什么?您添加了大量电源继电器。因此工厂开始了充满电力继电器的电气柜。 But wait, what switches the coils in the power relays ON and OFF before the power relay turns the motor ON, and what if I want to control that? What do you do? More relays. These relays are known as control relays because they control the relays that control the switch that turns the motor ON and OFF. I could keep going, but I think you get the picture of how machines were controlled pre-PLC, and, more importantly, I think you start to see some of the problems with this system of electromechanical control via relays.

公司的历史由Signalhead提供维基共享

继电器的问题

想想现代工厂,控制一台机器需要多少马达和开关电源。然后加上所有你需要的控制继电器,你得到的是…是的,机器控制,但你也得到一个后勤噩梦。为了让机器正常工作,所有这些继电器都必须以非常特定的顺序硬连线,如果其中一个继电器出了问题,整个系统就不能工作了。排除故障需要几个小时,而且由于线圈会失效,触点会磨损,所以需要大量的排除故障。这些机器必须遵循严格的维护计划,而且它们占用了很多空间。那如果你想改变什么呢?你基本上需要重做整个系统。很快就发现,在安装和维护这些大型继电器控制系统方面存在问题。

让我们听听70年代早期的控制设计师是怎么说的

1970年从技术学院毕业后,我开始从事控制设计工作,使用工业继电器、气动柱塞计时器和机电计数器自动化金属加工机械和设备。还包括保险丝、控制变压器、电机启动器、过载继电器、按钮、选择开关、限位开关、转鼓顺序器、先导灯、电磁阀等。

我创建的基于继电器的控制系统包括50到100多个继电器。用于控制的电子外壳通常是6英尺宽、4英尺高,安装在机器附近。想象一下,许多电线捆绑在一起,连接着继电器、计时器、计数器、终端和其他组件,所有这些都很整齐。然后图片经过几个月或几年相同的布线,经过多次的工程更改和故障排除,被出线管或不系线;在许多情况下,线路以交叉的点对点模式添加,以使用最短的路线和时间进行更改。我们把这些控制框的状况称为鼠窝;可靠性受到影响,同时故障排除的难度增加,或进行额外的操作工程更改。”

- Tom,控制设计师

PLC解决方案的诞生

那么解决方案是什么呢?我敢肯定,这正是通用汽车Hydra-Matic部门的工程师们每天都在努力解决的问题。幸运的是,在那个时候,计算机控制的概念已经开始在像通用汽车这样的大公司的谈话中出现。根据可编程控制器无可争议之父迪克·莫利的说法,“可编程控制器在1968年元旦就被详细介绍了。”

受欢迎的论坛PLCDEV.com概述了通用汽车工程师对“标准机器控制器”的一系列要求。Dick Morley和他的公司Bedford and Associates在设想第一个PLC时,正是响应了这一要求。除了更换继电器系统外,GM对该控制器的要求还包括:

  • 一个像电脑一样灵活的固态系统,但竞争性地用类似的继电器逻辑系统定价。
  • 易于维护和按照已经被接受的中继梯逻辑方式编程。
  • 它必须在一个充满灰尘,潮湿,电磁和振动的工业环境中工作。
  • 它必须是模块化的,以方便组件的交换和可扩展性。

PLC梯形图

PLC的编程外观所要求通过维护电工和工厂工程师轻松理解和使用。随着基于中继的控制系统的发展并且变得更加复杂,物理分量定位布线图的使用也在梯形时代以梯形方式示出的继电器逻辑中。控制电源热线将是左轨,控制电源中性为右轨。各种继电器触点,按钮,选择开关,限位开关,继电器线圈,电动机启动线圈,电磁阀等,以其逻辑顺序显示的是梯子的梯级。请求PLC以这种梯形逻辑方式编程。

PLC的历史迪克·莫利的形象

礼貌的AutomationWorld.com.

正如迪克·莫雷(Dick Morley)在他的回忆录中哀叹的那样,从想法到实际控制者的过程并非一帆风顺。

“从未交付的初始机器只有125个内存,速度不是前面提到的标准。你可以想象发生了什么!首先,我们立即耗尽内存,第二个,机器太慢,无法在继电器响应时间附近的任何地方执行任何功能。中继响应时间在1/60的一秒的1/60的顺序中,并且许多机柜形成的拓扑变换为代码的继电器被显着超过125字。我们将内存扩展到1k,然后到4k。在4K时,它会在一段时间内进行时间的考验。“

Tom,我们的控制设计师,叙述道:“我在创造基于继电器的控制系统的经验,在那个时候,使我处于一个完美的位置,成为第一个使用第一批可编程控制器来取代基于继电器的控制系统的控制系统设计师之一。我第一次接触PLC是在贝德福德公司(Bedford Associates)竞争对手的固态设备上。这个装置是用一个手提箱大小的编程装置来编程的,它需要设置指令类型和线路地址,然后按下一个按钮烧断存储芯片上的保险丝链接来设置逻辑路径。一旦编程完成并经过测试,PLC就能够以非常可靠的方式执行机器的循环操作。不幸的是,PLC卡架在后面打开了24 VDC和120 VAC电源和信号的混合物。在排除故障的过程中,不小心将120伏交流电短路到24伏直流电,并使整个PLC系统瘫痪,这并不需要一个电工检查信号。作为一家大型公司首次使用PLC的公司,这次失败注定了该制造工厂将在未来几年使用PLC。”

最后,迪克·莫雷成立了一家名为Modicon的新公司,并开始销售第一批可编程控制器Modicon 084(因为它是84号原型机而得名)。这是Modicon 084被提交给通用汽车,以满足其“标准机器控制器”的标准。Modicon刚开始销售084的时候收获甚微。正如迪克·莫利(Dick Morley)所说:“我们头四年的销售非常糟糕。”尽管如此,公司还是继续学习和发展。最终,Modicon带来了一款永远改变整个行业的控制器,Modicon 184。迪克·莫雷在184页写道:

“制造了Modicon公司和可编程控制器的事情真正起飞的不是084,而是184年。184年由Michael Greenberg的设计周期完成,我见过的最好的工程师之一。他和Lee Rousseau总裁兼营销人员提出了一项规范和设计,彻底改变了自动化业务。他们真的建造了184人,真正的反对意见。我是一个纯粹主义者,觉得所有这些钟声和口哨和东西都没有“纯粹”,而且不知何故他们污染了我的“光荣的设计”,再次错了,莫利再次错了!他们特别正确!184是斜挂载,而不是084,而不是编制控制器的发明 - 但是一个旨在满足市场需求和客户的产品,称为184,起飞并制作了Modicon和可编程控制器公司和行业今天。“

PLC的历史图片由RepairZone.com

PLC在十几岁的时候

第一个plc能够处理输入和输出信号、继电器线圈/触点内部逻辑、计时器和计数器。计时器和计数器使用了字大小的内部寄存器,所以简单的四函数数学很快就可用了。PLC继续发展,增加了一次性的,模拟输入和输出信号,增强定时器和计数器,浮点数学,鼓序列和数学功能。内置PID(比例-积分-导数)功能是流程工业中使用的plc的一个巨大优势。通用指令集演变成填充数据框,使编程更加高效。使用有意义的标签名代替非描述性标签的能力允许终端用户更清楚地定义他们的应用程序,并且导入/导出标签名到其他设备的能力消除了在手工向每个设备输入信息时产生的错误。新利足球

作为功能Porgrammable逻辑控制器随着科技的发展,编程设备和通信也出现了快速增长。第一个编程设备是专用的,但不幸的是,它的尺寸太小了。后来出现了手持编程设备,但很快被运行在个人电脑上的专有编程软件所取代。AutomationDirect的DirectSOFT由主机工程开发的是第一个基于Windows的PLC编程软件包。具有与PLC通信的PC提供了不仅可以编程的能力,而且还允许更容易的测试和故障排除。通信使用RS-232串行通信与Modbus协议开始。添加了通过RS-485,DeviceNet,PROFIBUS和其他串行通信架构进行通信的各种自动化协议。使用串行通信和各种PLC协议还允许PLC与其他PLC,电机驱动器和人机联网(HMI)。最近的最近以太网和诸如以太网/ IP(用于工业协议)的协议已经获得了巨大的流行度。

来源

http://www.barn.org/FILES/historyofplc.html
http://www.machine-information-systems.com/PLC_History.html
http://www.plcs.net/chapters/history2.htm
http://www.controldesign.com/articles/2005/264/
http://www.plcdev.com/plc_timeline.http://www.plcdev.com/the_birth_of_the_plc