基于PLC的自动电梯运行系统设计.doc

I 目 录 摘 要.IV ABSTRACT.V 1 前 言 1.1 电梯的起源与发展.1 1.2 载货电梯的特点与技术现状.2 1.3 本文的研究内容、目的与意义.2 2 电梯的拖动与控制技术 2.1 电梯的定义与种类 .3 2.1.1 电梯的定义 .3 2.1.2 电梯的种类 .3 2.2 电梯的主要组成 .4 2.2.1 电梯在空间上的组成 .4 2.2.2 电梯功能的组成 .5 2.3 电梯的主要拖动技术 .5 2.3.1 单、双速交流电动机拖动技术 .6 2.3.2 交流电动机定子调压调速拖动技术 .6 2.3.3 直流发电机电动机可控硅励磁拖动技术 .7 2.3.4 可控硅直接供电拖动技术 .7 2.3.5 交流调速拖动技术 .7 2.4 电梯的主要控制技术 .7 2.4.1 继电器控制技术 .7 2.4.2 交流变频变压控制技术 .8 2.5 本章小结 .9 II 3 货梯控制系统的硬件设计 3.1 可编程控制器（PLC）.10 3.1.1 可编程控制器（PLC）的发展.10 3.1.2 可编程控制器（PLC）的定义.11 3.1.3 可编程控制器（PLC）的基本结构.12 3.1.4 可编程控制器（PLC）的工作原理.13 3.1.5 可编程控制器（PLC）的性能指标.14 3.1.6 可编程控制器（PLC）的特点与应用.15 3.1.7 可编程控制器（PLC）的选择.18 3.2 变频器.18 3.2.1 变频器的基本构成 .18 3.2.2 变频器的分类 .19 3.2.3 变频器的矢量控制原理 .20 3.2.4 电梯变频调速控制的特点 .21 3.2.5 变频器的选择 .21 3.3 货梯控制系统的设计思想.22 3.4 控制对象.27 3.5 控制要求.28 3.6 工作原理.29 3.7 货梯的硬件结构设计.29 3.8 本章小结.32 4 货梯控制系统的软件程序设计 4.1 货梯运行时控制的主要指标.33 4.2 PLC 选型及信号编排 .33 4.3 货梯轿厢内、外控制按钮的动作要求.34 4.4 控制程序流程图.34 4.5 梯形图程序设计.35 4.5.1 开门、关门梯形图 .35 III 4.5.2 货梯到层指示梯形图 .36 4.5.3 层呼叫指示梯形图 .36 4.5.4 启动和运行梯形图 .37 4.5.5 货梯整体运行程序图 .38 4.6 本章小结.40 5 货梯监控系统设计 5.1 货梯的监控.42 5.1.1 货梯监控的必要性 .42 5.1.2 货梯监控的特点、组成与功能 .43 5.2 货梯监控的软件设计.44 5.2.1 监控软件概述 .44 5.2.2 主要程序流程图 .44 5.3 监控界面设计.47 5.4 本章小结.48 结 论.49 谢 辞.50 参考文献.51 附 录.52 IV 摘 要 随着微机技术的应用和固体功率器件的发展和完善，电梯控制技术已由 20 世纪前 半叶的直流调速发展成为交流变频调速的当代技术1。载货电梯作为电梯的一种，在我 国通过引进国际标准和发达国家先进产品和技术，不断发展和完善起来。 本文介绍了电梯的起源与发展，载货电梯的特点与技术现状，以及本设计的目的、 内容和意义。先对电梯的定义、种类、组成进行阐释，从而对电梯有初步了解。进而介 绍了可编程序控制器的发展阶段、定义、基本结构、工作原理、PLC 的性能指标、特 点、PLC 的应用、选型；介绍了变频器的作用、基本构成、变频器的分类、变频器的 矢量控制原理、电梯变频调速控制的特点。货梯控制系统的设计思想是货梯控制系统采 用随机逻辑方式控制。此外本文还介绍了 PLC 工作原理和货梯变频调速的硬件结构设 计和软件程序设计2。 通过此次毕业设计，我成功地完成了三层货梯的 PLC 控制和变频启动。同时使用 计算机实现了对货梯运行状况的监控，也可实现通过计算机对货梯的间接运行控制。由 此可以说明，用 PLC 实现楼宇间货梯的自动控制以及货梯、货梯群的远程、集中监控 的可行性。 关键词：可编程序控制器，货梯控制，变频器，PLC，监控 V The Design of Freight Elevator Running System Based on PLC ABSTRACT In the wake of utilization in computer technology and the development and improvement of solid power device, elevator controlling technology has become modern technology since the first half of the 20thcentury, which is constant current speed regulation to alternating current varying frequency speed regulation. As introducing international standard and advanced products and technologies from developed countries, freight elevators as a kind of elevators have been developed and improved in our country. The article introduces the origin and the development of the elevator and the characteristics of the freight elevator with the present situation, and the design of the objectives, contents and significance. At first gives the definition, types, composition, which hopes to have a preliminary understanding of the lift. And then describes the PLCs stage of development, definition, the basic structure and working principle, performance and features，PLCs application and selection, describing the basic composition of the inverter, classification, the vector control principle of the inverter and VVVF elevator control features. The design of the freight elevator control system is the system with random logic control. In addition the article also introduces the principle of PLC and hardware design of the VVVF freight elevator and the VVVF freight elevator software program designation. In this design, three-store freight elevators can be applied by PLC controlling and activated with variable frequency. Also, the computer communication succeeds to operate on the surveillance of the freight elevator and completes the running controlled indirectly on the computer. Therefore, it is supposed that it is feasible to use PLC to control freight elevators and focus on monitoring them between buildings. Key Words: programmable controller, freight elevator controlling, frequency transformer，PLC , monitoring function - 1 - 1 前 言 1.1 电梯的起源与发展 随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多。所以，电梯的调速精度、 调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。尽管交流电动机结构简单，造价便宜， 但在调速性能方面却难以满足更高的要求。而对直流电动机来讲，由于后来采用了发电 机电动机组调速系统，能较好地满足电梯调速的更高要求。因此，在 20 世纪前半叶， 电梯的电力拖动，尤其是高层建筑物中的电梯速度的调节，几乎都是采用直流调速系统 来实现的。 1900 年美国奥梯斯电梯公司制造出世界上第一台自动扶梯。 1915 年已设计成功电梯自动平层控制系统。 1933 年美国制造出 6m/s 的高速电梯。 在第二次世界大战以后，美国的建筑业得以快速发展，促使电梯也进入发展时期， 新技术被广泛用于电梯。1949 年研制出 4-6 台电梯的群控系统。1955 年出现了真空电 子管小型计算机控制的电梯。1962 年在美国己出现了 8.5m/s 的超高速电梯。 在 1967 年将固体晶闸管用于电梯拖动系统。随着电力电子技术的发展，在用晶闸 管取代直流发电机电动机组的同时，研制出了交流调压调速系统，使交流电梯的调速 性能得到了明显改善。 1976 年将微处理器应用于电梯。 1977 年日本三菱电机株式会社开发出了 10m/s 的超高速电梯。至此，电梯的控制 技术有了很大发展。 进入 80 年代，电梯控制技术又有了新的变化。由于固体功率器件的不断发展和完 善以及微机技术的应用，出现了交流变频调速系统。1984 年在日本己将其用于 2m/s 以 上的高速电梯。1985 年以后，又将其延伸到中、低速交流调速电梯。交流变频调速技 术被认为是电梯行业的当代技术。 1985 年日本生产出世界上第一台螺旋式自动扶梯，使其明显减少了占地面积。 1993 年日本生产的 12.5m/s 世界上最高速的交流变频调速电梯已投入运行。 当前，在电梯电力拖动方面，除了大容量电梯还采用直流拖动系统以外，用交流变 - 2 - 频调速方式取代直流调速方式，已成为高速电梯的主流。 1.2 载货电梯的特点与技术现状 载货电梯是主要为运送货物而设计的并有人伴随的电梯，通常有专职司机操作。一 般用在事业单位、商场、工矿企业、仓库等场所，货梯的楼层停站大多数在 10 层下， 运行速度一般在 0.63m/s 以下。解放前，全国总共只有电梯 2000 台，货梯的数量就更 加的微乎其微，而且国内几乎没有电梯生产企业。解放后，随着我国经济建设的发展， 电梯企业应运而生。我国的电梯企业由 60 年代开始起步，到了 70 年代己初具规模。 改革开放后，随着经济的快速发展，我国载货电梯的需求量急剧上升。 在我国通过引进国际电梯标准以及发达国家的先进产品和技术，产生了一支以中外 合资企业为主体的外向型企业队伍。如中国迅达公司、天津奥梯斯公司、上海三菱公司、 苏州迅达公司和广州电梯工业公司等企业，就是通过合资和补偿贸易方式，引进发达国 家的先进管理和技术，不断改善现有产品结构和管理体制，使企业素质和产品质量都提 高到了一个新水平，推出一代电梯新产品。为我国载货电梯的快速发展奠定了坚实的基 础。 1.3 本文的研究内容、目的与意义 当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标 志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。 早期的电梯控制装置主要是由继电器、接触器控制逻辑电路组成，存在功能弱、故 障多、寿命短等缺点。目前，已经广泛采用可编程序控制器（PLC）来控制电梯，PLC 作为新一代工业控制器，以其接线简单，高可靠性和技术先进性，在货梯控制中得到广 泛应用，从而使货梯由传统的继电器控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，成为 当前电梯控制和技术改造的热点之一。 本设计的目的就在于用 PLC 代替传统的继电器接触控制逻辑电路，充分利用 PLC 的优点和交流变频变压调速系统，通过远程监控使货梯的实际运行更加的安全、高效。 设计内容主要包括电梯的拖动和控制技术，货梯控制系统的软硬件设计（梯形图程 序设计） ，货梯的监控等组成部分。 - 3 - 2 电梯的拖动与控制技术 2.1 电梯的定义与种类 2.1.1 电梯的定义 国家标准 GB7024.1-86电梯名词术语规定，电梯的定义：用电力拖动，具有乘 客或载货轿厢，其运行于垂直的或与垂直方向倾斜不大于 15 度角的两侧刚性导轨之间， 运送乘客和(或)货物的固定设备。 另外，国家标准 GB7588-87电梯制造与安装规范 ，对电梯的技术含义作了如下 叙述：乘客方便的进出，轿厢至少部分的在两根垂直的或与垂直方向成倾斜角小于 15 度的刚性导轨之间运行。 从以上的两个条文可以理解电梯的含义：(1)电梯是由电力来驱(拖)动的。 （2）沿着 垂直方向运行的一种提升设备，可以是乘客的，也可以是载货的。(3)轿厢要方便于乘 坐乘客或承载货物。 2.1.2 电梯的种类 1、按运行速度分类 （1）超高速电梯（3m/s-10m/s 或更高的电梯，通常用于超高层建筑物内） 。 （2）高速电梯（2-3m/s 的电梯。如 2m/s，2.5m/s，3m/s 等;通常用在 16 层以上的建筑 物内） 。 （3）快速电梯（lm/s 而2m/s 的电梯。如 1.5m/s，1.75m/s；通常用在 10 层以上的建 筑物内） 。 （4）低速电梯（lm/s 及以下的电梯。如 0.25m/s，0.5m/s，0.75m/s，1m/s；通常用在 10 层以下的建筑或客货两用电梯或货梯） 。 2、按用途分类 （1）乘客电梯（2）载货电梯（3）客货（两用）电梯 （4）病床电梯（5）住宅电梯 （6）杂物电梯（7）船用电梯（8）观光电梯（9）车辆电梯 3、按有无司机分类 - 4 - （1）有司机电梯 必须有专职司机操纵。 （2）无司机电梯 不需要专门司机，而由乘客自己操纵，具有集选功能。 （3）有/无司机电梯 根据电梯控制电路及客流量等，平时可改由乘客自己操纵电梯运行，客流大或必要 时可由司机操纵。 4、按操纵控制方式分类 （1）手柄控制电梯（2）按钮控制电梯（3）信号控制电梯（4）集选控制电梯（5）下 (或)上集选控制电梯（6）并联控制电梯（7）梯群程序控制电梯（8）梯群智能控制电 梯（9）微机控制电梯 5、按拖动方式分类 （1）直流电梯（2）交流电梯（3）液压电梯（4）齿轮齿条电梯（5）螺杆式电梯（6） 直线电机驱动电梯 2.2 电梯的主要组成 电梯是把机电合成一体的大型复杂产品，为了研究的方便，必须首先对电梯的总体 结构有概括认识。 2.2.1 电梯在空间上的组成 一部电梯总体的组成有机房、井道、轿厢和层站四个部分，也可看成一部电梯占有 了四大空间。 1、轿厢 所属的主要构件：轿顶轮、轿厢架、轿厢底、轿厢门、自动门机构、自动安全触板、 平层感应器、护脚板、导靴、对重、电话、绳头板。 2、井道 所属的主要构件：轿厢导轨、对重导轨、导轨支架和压道板，对重轮、随线电缆、 极限开关、端站限位开关、轿厢中间接线盒。 3、机房 - 5 - 所属的主要构件：控制柜、承重梁、导向轮、限速器、选层器、极限开关。 4、层站 所属的主要构件：层楼显示器、自动层门钥匙开关、手动钥匙开关、层门门锁、层 门框、层门地坎、呼梯钮、到站钟。 2.2.2 电梯功能的组成 1、导向系统 功能：限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作上、下运动。 组成的主要构件与装置：轿厢的导轨、对重的导轨及其导轨架。 2、曳引系统 功能：输出与传送动力，驱动电梯运行。组成的主要构件与装置：曳引机、曳引钢 丝绳、导向轮、反绳轮等。 3、轿厢 功能：用以运送乘客和(或)货物的组件，是电梯的工作部分。组成的主要构件与装 置：轿厢架和轿厢体。 4、门系统 功能：乘客或货物的进出口，运行时层、轿门必须封闭，到站时才能打开。组成的 主要构件与装置：轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等。 5、重力平衡系统 功能：相对平衡轿厢重力以及补偿高层电梯中曳引绳长度的影响。组成的主要构件 与装置：对重和重力补偿装置等。 6、电器控制系统图 功能：对电梯的运行进行操纵和控制。电梯结构图见图 2.1。 2.3 电梯的主要拖动技术 电梯的拖动控制系统经历了从简单到复杂的过程，到目前为止应用于电梯的拖动技 术主要有以下几个方面。 - 6 - 2.3.1 单、双速交流电动机拖动技术 2.1 货梯结构图 大家都知道交流电动机具有结构紧凑，维修简单等特点。当电动机是单速时，称为 交流单速电梯，其速度一般不高于 0.5m/s。当电动机是双速时，称为交流双速电梯，其 速度一般不高于 1m/s。单、双速交流电动机拖动系统采用开环方式控制，线路简单， 价格较低，因此目前仍在电梯上广泛应用。但它的缺点是舒适感较差，所以一般被用于 载货电梯上。 2.3.2 交流电动机定子调压调速拖动技术 交流电动机定子调压调速拖动技术国外已大量应用于电梯。这种系统采用可控硅闭 环调速，加上能耗或涡流等制动方式，使得它所控制的电梯能在中低速范围内大量取代 直流快速和交流双速电梯。它的舒适感好，平层准确度高，而造价却比直流电梯低，结 构简单，易于维护，多用于 2m/s 以下的电梯。 - 7 - 2.3.3 直流发电机电动机可控硅励磁拖动技术 直流电动机具有调速性能好，调速范围大的特点，因此很早就应用于电梯，采用发 电机电动机组形式驱动。它控制的电梯速度达 4m/s，但是，机组结构体积大，耗电 大，维护工作量较大，造价高，因此，常用于对速度，舒适感要求较高的建筑物中。 2.3.4 可控硅直接供电拖动技术 可控硅直接供电拖动技术在工业上早有应用，但用于电梯上却要解决舒适感问题 （尤其是低速段） ，因此应用较晚，它几乎与微机同时应用，比起电动机发电机组形 式的直流电梯，它有很多优点。如：机房占地节省 35%，重量减轻 40%，节能 25%到 35%。 2.3.5 交流调速拖动技术 80 年代初，VVVF 变频变压系统控制的电梯问世。当电动机具有调压（variable voltage 缩写为 VV）调速装置时称为交流调速电梯，它采用交流电动机驱动，却可以达 到直流电动机的水平，其速度一般不高于 1.75m/s。当电动机具有调压调频（variable voltage variable frequency，缩写为 VVVF）调速装置时称为交流调频调压电梯，简称 VVVF 控制电梯，目前控制速度已达 6m/s。它的体积小，重量轻，效率高，节省能源 等几乎包括了以往电梯的所有优点。是目前最新的电梯拖动系统。本设计应用的就是这 种拖动技术。 2.4 电梯的主要控制技术 2.4.1 继电器控制技术 对使用者来说，在编制程序时，可以不考虑微处理器及存储器内部的复杂结构，也 不必用各种计算机使用的语言，而是把 PLC 看成内部由许多“软继电器”组成的控制 器，以便于提供使用者按设计继电器控制线路的形式进行编程。这样，从功能上来讲， 可以把 PLC 的控制部分看作是由许多“软继电器”组成的等效电路。 必须注意的是电路中的继电器并不是实际的物理继电器，它实质上是存储器中的一 - 8 - 位的触发器。触发器为“1”态，相当于继电器接通；为“0”态，相当于继电器断开。 PLC 为用户提供的继电器一般是：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、特殊 功能继电器、移位寄存器、计时器、计数器等。这些继电器统称为 PLC 的元素。其中， 输入、输出继电器与外部用户输入，输出设备连接，而其他继电器与外部用户设备没有 联系，因此统称为内部继电器。 继电器由两个主要的部件构成，一是(电磁)线圈，二是(常开、常闭)接点。一旦继 电器线圈经接点 A 接通电源，电流就流过线圈(称为得电)，使电磁铁吸动衔铁。衔铁通 过机械作用使原来呈闭合状态的常闭接点断开(成为吸断)，紧接着使原来呈断开状态的 常开接点闭合(称为吸合)。反之，继电器线圈断电，电源不再给线圈供电(称为失电)， 那么衔铁释放返回原位(简称复位)，常开接点也随之断开复位(称为释断)，紧接着常闭 接点也复位闭合(称为释合)。 2.4.2 交流变频变压控制技术 PWM 控制技术是通用型变频器中应用十分广泛的一种电压和频率控制方法，它可 以极为有效地抑制输出电压的谐波，而且动态响应较好。在频率控制、效率等诸方面都 有着十分显著的优点。 1、PWM 控制的原理 PWM 是 Pulse Width Modulation 的缩写，即脉宽调制。PWM 控制是利用半导体开 关器件的导通与关断把直流电压变为电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以 达到改变电压的目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频的目的。 在变频调速应用中，则主要是后者即变压变频。 形成 PWM 波形的方法有很多种，其中最基本的方法是利用三角形调制波和控制波 的比较。控制系统通过比较电路将调制三角波与各相的控制波进行比较，变换为逻辑电 平，并通过驱动电路使功率器件交替导通和关断，则变频器输出各相电压波形。为使逆 变器输出电压波形趋于正弦波，常采用 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)控制 方式。 2、SPWM 控制 逆变器开关模式信号通常情况下利用三相对称的正弦波参考信号（控制波）与一个 共用的三角波载频信号（调制波）互相比较来生成。控制上常有单极性和双极性两种情 - 9 - 况。 所谓单极性控制，是指在输出的半个周波内同一相的两个导电臂仅一个反复通断而 另一个始终截止。所谓双极性控制是指在输出的半个周波内同一相的两个导电臂互补交 替通断，具体工作情况与单极性控制类似。 2.5 本章小结 本章先对电梯的定义、种类、组成进行阐释，从而对电梯有初步了解。 电梯是由电力拖动用以载货或载人的垂直升降装置。空间上由轿厢、井道、机房、 层站组成；包含导向系统、曳引系统、轿厢、门系统、重力平衡系统、电器控制系统、 电力拖动系统、安全保护系统等。本章主要介绍的是电梯的拖动和控制技术。电梯的拖 动技术主要有单、双速交流电动机拖动技术、交流电动机定子调压调速拖动技术、直流 发电机电动机可控硅励磁拖动技术、可控硅直接供电拖动技术、交流调速拖动技术。 本文主要用的是交流调速拖动技术。电梯的主要控制技术包括继电器控制技术和交流变 频变压控制技术。继电器控制技术从功能上把 PLC 的控制部分看作是由许多“软继电 器”组成的等效电路。交流变频变压控制技术主要介绍的是：（1）PWM 控制技术即 脉宽调制。PWM 控制是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变为电压脉冲序 列，并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到改变电压的目的，或者控制电压脉冲宽度和 脉冲序列的周期以达到变压变频的目的。在变频调速应用中，则主要是后者即变压变频。 通用型变频器是应用十分广泛的一种电压和频率控制方法，它可以极为有效地抑制输出 电压的谐波，而且动态响应较好。 （2）SPWM 控制。形成 PWM 波形的方法有很多种， 其中最基本的方法是利用三角形调制波和控制波的比较。控制系统通过比较电路将调制 三角波与各相的控制波进行比较，变换为逻辑电平，并通过驱动电路使功率器件交替导 通和关断，则变频器输出各相电压波形。为使逆变器输出电压波形趋于正弦波，常采 SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)控制方式。包括单极性和双极性两种情况。单 极性控制是指在输出的半个周波内同一相的两个导电臂仅一个反复通断而另一个始终截 止。所谓双极性控制是指在输出的半个周波内同一相的两个导电臂互补交替通断，具体 工作情况与单极性控制类似。 - 10 - 3 货梯控制系统的硬件设计 随着社会的不断迅速发展，电梯的应用越来越广泛也越来越必要。电梯的调速精度、 调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求，而且电梯的首要保证就是安全，所以采 用可编程控制器是非常合适的选择。 3.1 可编程控制器（PLC） 可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技 术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、灵活通用与维护 方便等一系列的优点。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到用户的 青睐。因而在冶金、化工、交通、电力、机械等领域获得了广泛的应用，成为了现代工 业控制的三大支柱之一。 3.1.1 可编程控制器（PLC）的发展 可编程序控制器的发展与计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通 信网络技术等高新技术的发展息息相关。这些高新技术的发展推动了可编程序控制器的 发展，而可编程序控制器的发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求，促进了它们 的发展。 从控制功能来分，可编程序控制器的发展经历了下列四个阶段。 第一阶段：从第一台可编程序控制器问世到 20 世纪 70 年代中期，是可编程序控制 器的初创阶段。这一阶段的产品主要用于逻辑运算和计时、计数运算，它的 CPU 由中 小规模的数字集成电路组成，它的控制功能较简单。其典型产品包括有 MODICON 公 司的 084ALLEN-BRADLEY(AB)公司的 PDQ2,DEC 公司的 PDP-14、日立公司的 SCY- 022 等。由于这些产品主要完成逻辑运算功能，因此被称为可编程序逻辑控制器 (Programmable Logic Controller-PLC)。 第二阶段：从 20 世纪 70 年代中期到末期，是可编程序控制器的扩展阶段。在这一 阶段，产品的主要控制功能得到了较大的发展，它的发展主要来自两方面，从可编程序 - 11 - 控制器发展而来的控制器，它的主要功能是逻辑运算，同时扩展了其他运算功能；而从 模拟仪表发展而来的控制器，其功能主要是模拟运算，同时扩展了逻辑运算功能。因此， 按习惯的分类方法，前者被称为可编程序逻辑控制器(PLC)，后者被称为单回路或多回 路控制器。可编程序控制器的名称缩写为 PC(Programmable Controller)，但是为了与个 人计算机(Personal Computer)的名称缩写 PC 相区别，通常还是把可编程序控制器简称 为 PLC，这一阶段的产品有 MODICON 公司的 184,284,384，西门子公司的 SYMATIC S3 系列，富士电机公司的 SC 系列等产品。 第三阶段：从 20 世纪 70 年代末期到 20 世纪 80 年代中期，是 PLC 通信功能实现 阶段。与计算机通信的发展相联系，PLC 也在通信方面有了很大的发展，初步形成了 分布式的通信网络体系，但是，由于制造企业各自为政，通信系统自成系统，因此，各 产品的互相通信是较困难的。在该阶段，由于生产过程控制的需要，对 PLC 的需求大 大增加，产品的功能也得到了发展，数学运算的功能得到了较大的扩充，产品的可靠性 进一步提高。这一阶段的产品有西门子公司的 SYMATIC S6 系列、富士电机公司的 MICREX 和德州仪器公司的 T1530 等等。 第四阶段：从 20 世纪 80 年代中期开始是 PLC 的开放阶段。由于开放系统的提出， 使 PLC 也得到了较大的发展。主要表现在通信系统的开放，使各制造企业的产品可以 通信，通信协议的标准化使用户得到了好处。在这一阶段，产品的规模增大，功能不断 完善，大中型的产品多数有 CRT 屏幕的显示功能，产品的扩展也因通信功能的改善而 变得方便，此外，还采用了标准的软件系统，增加了高级编程语言等。这一阶段的产品 有西门子公司的 SYMATIC S5 和 S7 系列、AB 公司的 PLC-5 等。 3.1.2 可编程控制器（PLC）的定义 由于 PLC 在不断发展，因此，对它下一个确切的定义是困难的。在二十世纪七十 年代 PLC 问世后，由美国电气制造商协会(National ElectricManufacturer Association- NEMA)对 PLC 下过如下的定义：PLC 是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存 储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数计时和算术运算等功能，用来对各种 机械或生产过程进行控制。 1987 年，国际电工委员会(International Electrical Committee-IEC)颁布了 PLC 标准 草案，其第 3 版对 PLC 作了如下的定义：PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计 - 12 - 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。PLC 及其有关的外围设备都应按照易 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。 3.1.3 可编程控制器（PLC）的基