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1 引言

    可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)控制技術(shù)而開(kāi)發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破髟谖覈?guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國(guó)的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。

    2 可編程序控制器的發(fā)展歷程

    可編程序控制器問(wèn)世于 20 世紀(jì) 60 年代，當(dāng)時(shí)的可編程序控制器功能都很簡(jiǎn)單，只有邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能；硬件方面用于可編程序控制器的集成電路還沒(méi)有投入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)， CPU 以分立元件組成；存儲(chǔ)器為磁心存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量有限；用戶(hù)指令一般只有二三十條，還沒(méi)有成型的編程語(yǔ)言；機(jī)型單一，沒(méi)有形成系列。一臺(tái)可編程序控制器最多只能替代200~300個(gè)繼電器組成的控制系統(tǒng)，在體積方面，與現(xiàn)在的可編程序控制器相比，可以說(shuō)是龐然大物。

    進(jìn)入70年代，隨著中小規(guī)模集成電路的工業(yè)化生產(chǎn)，可編程序控制器技術(shù)得到了較大的發(fā)展。可編程序控制器功能除邏輯運(yùn)算外，增加了數(shù)值運(yùn)算、計(jì)算機(jī)接口、模擬量控制等；軟件開(kāi)發(fā)有自診斷程序，程序存儲(chǔ)開(kāi)始使用EPROM ；可靠性進(jìn)一步提高，初步形成系列，結(jié)構(gòu)上開(kāi)始有模塊式和整體式的區(qū)分，整機(jī)功能從專(zhuān)用向通用過(guò)渡。

    70年代后期和80年代初期，微處理器技術(shù)日趨成熟，單片微處理器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)，大規(guī)模集成電路開(kāi)始普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鏖_(kāi)始向多處理器發(fā)展，使可編程序控制器的功能和處理速度大為增強(qiáng)，并具有通信和遠(yuǎn)程 I/O 能力，增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)運(yùn)算、三角函數(shù)、查表、列表等，自診斷和容錯(cuò)技術(shù)也迅速發(fā)展。

    80年代后期到90年代中期，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，超大規(guī)模集成電路、門(mén)陣列以及專(zhuān)用集成電路的迅速發(fā)展，可編程序控制器的CPU已發(fā)展為由16位或32位微處理器構(gòu)成，處理速度得到很大提高，高速計(jì)數(shù)、中斷、PID、運(yùn)動(dòng)控制等功能引入了可編程序控制器。使得可編程序控制器能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)領(lǐng)域，可編程序控制器已完全取代了傳統(tǒng)的邏輯控制裝置，模擬量?jī)x表控制裝置和以小型機(jī)為核心的DDC（直接數(shù)字控制）控制裝置。由于聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)，既可和上位計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也可以下掛 FLEX I/O 或遠(yuǎn)程 I/O ，從而組成分布式控制系統(tǒng)（DCS）已無(wú)困難。梯型圖語(yǔ)言和語(yǔ)句表語(yǔ)言完全成熟，基本上標(biāo)準(zhǔn)化，SFC（順序功能圖）語(yǔ)言逐步普及，專(zhuān)用的編程器已被個(gè)人計(jì)算機(jī)和相應(yīng)編程軟件所替代，人機(jī)界面裝置日趨完善，已能進(jìn)行對(duì)整個(gè)工廠的監(jiān)控、管理，并發(fā)展了冗余技術(shù)，大大加強(qiáng)了可靠性。

    進(jìn)入21世紀(jì)，可編程序控制器仍保持旺盛的發(fā)展勢(shì)頭，并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，如為用戶(hù)配置柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。目前可編程序控制器主要向兩 個(gè)方向擴(kuò)展：一是綜合化控制系統(tǒng)，它已經(jīng)突破了原有的可編程序控制器的概念，將工廠生產(chǎn)過(guò)程控制與信息管理系統(tǒng)密切結(jié)合起來(lái)，甚至向上為MES和ERP系統(tǒng)準(zhǔn)備了技術(shù)基礎(chǔ)，這種發(fā)展趨勢(shì)會(huì)使得舉步為艱的ERP系統(tǒng)有了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，從而會(huì)帶來(lái)工業(yè)控制的一場(chǎng)變革，實(shí)現(xiàn)真正意義上的電子信息化工廠；二是微型可編程序控制器異軍突起，體積如手掌大小，功能可覆蓋單體設(shè)備及整個(gè)車(chē)間的控制功能，并具備聯(lián)網(wǎng)功能，這種微型化的可編程序控制器使得控制系統(tǒng)可將觸角延伸到工廠的各個(gè)角落。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家更加注重了對(duì)可編程序控制器的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，國(guó)際大型可編程序控制器制造商紛紛加入了可編程序控制器的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，他們利用許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立了符合他們經(jīng)濟(jì)利益的技術(shù)保護(hù)壁壘。