CPU模塊

CPU模塊起源于二十世紀(jì)六十年代，當(dāng)時(shí)的美國通用汽車公司，為解決生產(chǎn)線調(diào)整時(shí)出現(xiàn)的控制系統(tǒng)電路修改耗時(shí)，維護(hù)檢修繁瑣的問題，于

1968年面向社會公開招標(biāo)，要求設(shè)計(jì)出新系統(tǒng)替代原有的繼電器系統(tǒng)，并提出著名的“通用十條”標(biāo)準(zhǔn)（詳見附錄I），美國數(shù)字設(shè)備公

司（DEC)依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)于1969年生產(chǎn)出第一臺PDP-14控制器，并在汽車自動裝配線上獲得成功。此后幾年，日本，歐洲，中國分別研發(fā)出自

己的CPU模塊推向市場。1971年，日本推出DCS-8，1973年西門子研發(fā)出型號為SIMATIC S4的PLC，為歐洲第一臺PLC，中國于1974年研發(fā)出自己

的PLC，于1977年工業(yè)應(yīng)用。

國際電工委員會（IEC)在其標(biāo)準(zhǔn)中對可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）的定義：可編程邏輯控制器是一種

數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控

制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程邏輯控制器及其

有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。著名的PLC生產(chǎn)廠家有西門子，三菱，松下，歐姆

龍，施耐德，AB（羅克韋爾），富士以及GE(通用電氣）等各種品牌。

PLC的發(fā)展歷程：PLC自從產(chǎn)生之后，其在發(fā)展歷程中經(jīng)歷了四個(gè)階段：1.1970-1980年代，結(jié)構(gòu)定型階段，在此階段以微處理器為核心的

現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形式得到了市場的認(rèn)可，并迅速發(fā)展，PLC的原理，軟硬件趨向統(tǒng)一成熟，應(yīng)用領(lǐng)域逐漸的向生產(chǎn)線領(lǐng)域以及機(jī)床拓展。

2.1980-1990年代，普及與系列化階段，在此階段，各個(gè)廠家的PLC開始形成系列，相繼推出固定I/O點(diǎn)型，基本單元加擴(kuò)展型和模塊化型

的三種基本結(jié)構(gòu)，應(yīng)用領(lǐng)域開始遍及順序控制的全部領(lǐng)域。3.1990-2000年，高性能與小型化階段，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，芯片處理速

度的增強(qiáng)以及存儲容量的擴(kuò)大，使得PLC的功能日益增強(qiáng)，從單一的順序控制箱現(xiàn)場控制領(lǐng)域延伸，由于電子元器件的縮小，PLC的體積也

大幅縮小。4.2000年至今，高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段，PLC隨著技術(shù)的日益發(fā)展，其功能不斷完善，開發(fā)出過程控制，運(yùn)動控制的特殊功能和

模塊，應(yīng)用范圍擴(kuò)展到工業(yè)自動化全部領(lǐng)域，隨著現(xiàn)場總線以及以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC的通信功能得到了加強(qiáng)，其不但能連接I/0設(shè)備以

及傳統(tǒng)的編程，更可以通過現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為工業(yè)自動化奠定基礎(chǔ)。

PLC的發(fā)展趨勢：PLC從控制規(guī)模上來講，向小型化和大型化兩個(gè)方向發(fā)展，大型化主要用于滿足大規(guī)模高性能控制系統(tǒng)，可帶I/O點(diǎn)數(shù)可

達(dá)到上萬，小型化就是在保持甚至減少現(xiàn)有PLC的體積的情況下，的提高PLC的性能。PLC的性能分為CPU性能和I/O性能兩個(gè)方面

，而CPU性能又可以分為基本性能，邏輯運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)處理能力三個(gè)方面。而I/O性能有分為過程I/O,功能模塊與系統(tǒng)接口三個(gè)部分，我

們主要介紹I/O性能中的功能模塊和系統(tǒng)接口。