早在上世紀60年代以(yi)前(qian),主要(yao)的控制(zhi)系統是由各種(zhong)繼(ji)電器組和(he)儀(yi)表組成(cheng),其中繼(ji)電器組主要(yao)用來完成(cheng)邏輯和(he)數字(zi)量控制(zhi),而(er)儀(yi)表則主要(yao)完成(cheng)模擬量回路控制(zhi)。
60年代以前,汽車生產流水線的自動控制系統基本上都是由繼電器控制裝置構成。當時汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產的發展,汽車型號更新周期愈來愈短,這樣,繼電器控制裝置就需要經常地重新設計和安裝,十分費時、費工、費料,甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現狀,美國通用汽車公司在1969年公開招標,要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置,并提出了著名的10項招標指標,即:(1)編程方便現場可修改程序;(2)維修方便采用模塊化結構;(3)可靠性高于繼電器控制裝置;(4)體積小于繼電器控制裝置;(5)數據可直接送入管理計算機;(6)成本可與繼電器控制裝置競爭;(7)輸入可以是交流115V;(8)輸出為交流115V 2A 以上,能直接驅動電磁閥接觸器等;(9)在擴展時原系統只要很小變更;(10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。
這時候8位CPU還差一年才誕生,所以DEC公司采用了一種獨特的架構,這種架構后來派生出了位塊處理器2901,很好地滿足了汽車公司的要求,但這也導致了長達數十年PLC體系架構之爭。
這(zhe)是(shi)因為PLC最開始(shi)的(de)(de)定位(wei)是(shi)位(wei)邏輯處(chu)理,如(ru)果(guo)采用(yong)一(yi)(yi)(yi)個通(tong)用(yong)的(de)(de)CPU去處(chu)理位(wei)操作是(shi)很(hen)(hen)麻煩和(he)無(wu)效率的(de)(de)。如(ru)果(guo)有(you)一(yi)(yi)(yi)個專(zhuan)(zhuan)用(yong)的(de)(de)處(chu)理器(qi)來(lai)處(chu)理則(ze)會變得快捷和(he)可(ke)(ke)靠很(hen)(hen)多。從(cong)這(zhe)種架(jia)構派生出(chu)來(lai)的(de)(de)新(xin)一(yi)(yi)(yi)代(dai)PLC專(zhuan)(zhuan)用(yong)CPU功能越來(lai)越強,已(yi)不光(guang)是(shi)簡(jian)單的(de)(de)位(wei)塊處(chu)理器(qi),而是(shi)可(ke)(ke)以(yi)完整的(de)(de)解(jie)析梯形(xing)圖程序,今天大多數的(de)(de)新(xin)一(yi)(yi)(yi)代(dai)中高檔PLC都在(zai)采用(yong)專(zhuan)(zhuan)用(yong)的(de)(de)位(wei)塊處(chu)理器(qi)。
隨著(zhu)PLC技術的(de)(de)(de)發展(zhan),單(dan)(dan)(dan)單(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)邏輯處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)是遠遠不夠的(de)(de)(de),所以現在大多數中(zhong)高檔(dang)的(de)(de)(de)PLC都有兩個CPU核,一個是通用處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)器(qi),一個是專(zhuan)用處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)器(qi)(如矩形科技的(de)(de)(de)V80和PPC11系(xi)列,其專(zhuan)用處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)器(qi)單(dan)(dan)(dan)芯片(pian)內帶梯形圖專(zhuan)用處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)器(qi)、運控處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)單(dan)(dan)(dan)元、通信管理(li)(li)單(dan)(dan)(dan)元、I/O接口、擴展(zhan)總線(xian)接口等,如圖2所示)。
當然(ran)新一(yi)代(dai)的(de)(de)(de)位塊處理器已遠非當初的(de)(de)(de)2901可以相比(bi)較,除了完成了梯(ti)形圖(tu)指(zhi)(zhi)令的(de)(de)(de)解(jie)析和邏輯指(zhi)(zhi)令的(de)(de)(de)運(yun)算(suan),并通過一(yi)系(xi)列的(de)(de)(de)優(you)化,使整個(ge)系(xi)統的(de)(de)(de)穩定性(xing)、可靠(kao)性(xing)、實時性(xing)都大(da)(da)大(da)(da)的(de)(de)(de)提(ti)升(sheng),所以這個(ge)位塊處理器是中(zhong)高檔PLC中(zhong)的(de)(de)(de)核(he)心(xin)器件,也是各大(da)(da)PLC廠商的(de)(de)(de)核(he)心(xin)技術(shu)。
簡單歸納傳統PLC自動控制的系統特點:程序周期循環調度機制+中斷調度機制;增量式現場總線通信方式;梯形圖編程方式為主;以單機運行為主。