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'''PLC'''又称为可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。 [1]  
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'''PLC'''又称为可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作[[ 电子]] 系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行[[ 逻辑运算]] 、[[ 顺序控制]] 、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。   <ref>[https://edu.jiatuxueyuan.com/ plc教程O基础入门到精通_海量课程低至99元_plc是什么]</ref>
  
 
 中文名 ：可编程逻辑控制器
 
 中文名 ：可编程逻辑控制器
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 特    点 ：工作可靠、可编程等  
 
 特    点 ：工作可靠、可编程等  
  
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 所属学科； 计算机
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 所属学科； [[ 计算机]]
  
 
=='''简介'''==
 
=='''简介'''==
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[[File:634698177171431250.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=13#did12 原图链接][https://www.gkzhan.com/Technology/Detail/12538.html 图片来源于智能制造网]]]
  
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 可编程 逻辑 控制器(Programmable Logic Controller ，PLC) ，一 种具有 微处理器 的用于自动化控制 的数字运算 控制 器， 可 以 将控制指令随时载入 内存 进行 储 存与 执行 。可编程 控制 器由CPU 、指令 及 数 据内存、 输入/ 输出接口 、电源、数字模拟转换等功能单元组成。早期的可编程逻辑控制器只有逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断地发展 ， 这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑 控制 、时序控制、模拟控制、多机通信等 各类 功能，名称也改为可编程控制器(Programmable Controller)，但是由于它 的 简写PC与个人电脑(Personal Computer)的简写相冲突，加上习惯的原因，人们还是经常使用可编 程 逻辑控制器这一称呼，并仍使用PLC这一缩写 。 [2]
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 可编程 序 控制器 ，英文称Programmable Controller， 简称PC。但由于PC容易和个人[[计算机]]（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是 一 个以 微处理器 为核心 的数字运算 操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储 器， 用 以 在其 内 部 存储执行 逻辑运算、顺序 控制、 定时/计数和算术运算等操作 指令 ，并通过 数 字式或模拟式的 输入 、 输出接口，控制各 种 类 型 的 机械或生产过 程。
  
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 现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制系统FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用。PLC的生产厂商很多，如西门子、施耐德、三菱、台达等，几乎涉及工业自动化领域的厂商都会有其PLC产品提供。 [2]
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PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。  <ref>[http://www.plc100.com/jiaocheng/what's%20PLC.htm 什么是PLC? PLC的的特点是什么?],PLC之家网，2019-11-13　</ref>
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 现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型[[ 电脑]] 的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制系统FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用。PLC的生产厂商很多，如[[ 西门子]] 、施耐德、三菱、台达等，几乎涉及工业自动化领域的厂商都会有其PLC产品提供。
  
 
=='''发展历史'''==
 
=='''发展历史'''==
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[[File:324d715b-6448-46ea-b164-9656be04da92.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=PLC&src=tab_www&correct=PLC&ancestor=list&cmsid=dde01e820032a2d6c3ed0e69e20bd0c3&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=255#id=b4079710b2338aef943a9aad811f2621&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://www.stonesm.com/News/details-8053.shtml 图片来源于中国石材网]]]
 
===起源===
 
===起源===
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[[美国]]汽车工业生产技术要求的发展促进了PLC的产生，20世纪60年代，美国通用汽车公司在对工厂生产线调整时，发现[[继电器]]、[[接触器]]控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差，于是提出了著名的“通用十条”招标指标。
  
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美国汽车工业生产技术要求的发展促进了PLC的产生，20世纪60年代，美国通用汽车公司在对工厂生产线调整时，发现继电器、接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差，于是提出了著名的“通用十条”招标指标。
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1969年，美国数字化设备公司研制出第一台可编程控制器(PDP-14)，在通用汽车公司的生产线上试用后，效果显著；1971年，[[ 日本]] 研制出第一台可编程控制器(DCS-8)；1973年，[[ 德国]] 研制出第一台可编程控制器；1974年，我国开始研制可编程控制器：1977年，我国在工业应用领域推广PLC。  
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1969年，美国数字化设备公司研制出第一台可编程控制器(PDP-14)，在通用汽车公司的生产线上试用后，效果显著；1971年，日本研制出第一台可编程控制器(DCS-8)；1973年，德国研制出第一台可编程控制器；1974年，我国开始研制可编程控制器：1977年，我国在工业应用领域推广PLC。 [3]
 
  
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 最初的目的是替代机械开关装置(继电模块)。然而，自从1968年以来，PLC的功能逐渐代替了继电器控制板，现代PLC具有更多的功能。其用途从单一过程控制延伸到整个制造系统的控制和监测。 [4]
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 最初的目的是替代机械开关装置(继电模块)。然而，自从1968年以来，PLC的功能逐渐代替了继电器控制板，现代PLC具有更多的功能。其用途从单一过程控制延伸到整个制造系统的控制和监测。  
  
 
===发展===
 
===发展===
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[[File:634885948521898778.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=PLC&src=tab_www&correct=PLC&ancestor=list&cmsid=dde01e820032a2d6c3ed0e69e20bd0c3&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=255#id=49d919fd054edf391b9e7433fc06c91c&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://www.go007.com/Detail/985_1259813.htm 图片来源于呢图网]]]
  
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20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编 程逻辑 控制器 ， 使可编程 逻辑控制 器增加了运算、 数据传 送及处理等 功能 ，完成了真正具有计算机特征 的 工业 控制装置 。此时 的 可编程逻辑控 制 器为微机 技术 和继电器常规 控制 概念相结合的产物。个人计算机发展起来后 ， 为了方便和反映可编 程控制 器的功能特点 ，可编程 逻辑 控制器 定名为Programmable Logic Controller （PLC ）。 [5]
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在工业生产过 程 中，大量的开关量顺序控制，它按照 逻辑 条件进行顺序动作 ， 并按照 逻辑 关系进行连锁保护动作的 控制 ，及大量离散量的 数据 采集。 传 统上，这些 功能 是通过气动或电气控制系统来实现 的 。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气 控制装置的 要求，第二年，美国数字公司研 制 出了基于集成电路和[[电子]] 技术 的 控制 装置 ， 首次采用 程 序化的手段应用于电气 控制， 这就是第一代 可编程 序 控制器 ，称Programmable Controller （PC ）。
  
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20世纪70年代中末期 ，可编程 逻辑 控制器 进入实用化发展阶段 ， 计算机技术已全面引入 可编程控制器 中 ， 使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它 在 现代工业中的地位 。 [5]
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个人[[计算机]]（简称PC）发展起来后，为了方便 ， 也为了反映 可编程控制器 的功能特点 ，可编程 序 控制器 定名为Programmable Logic Controller（PLC） ， 现 在 ，仍常常将PLC简称PC 。
  
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20世纪80年代初， 可编程 逻辑 控制器在 先进 工业 国家中已获得广泛 应用。 世界上生产 可编程控制 器 的 国家日益增多 ，产 量日益上升 。 这标志着 可编程控制器 已步入 成 熟阶段 。 [5]
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PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是： 可编程控制器 是一种数字运算操作的电子系统，专为 在工业 环境下 应用 而设计 。 它采用 可编程 序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序 控制 、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟 的 输入和输出 ， 控制各种类型的机械或生 产 过程 。可编程 序 控制器 及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形 成 一个整体，易于扩充其功能的原则设计 。
  
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20 世纪80年代至90年代中期， 是可编程逻辑控制器 发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高 ，可编程逻辑控制器 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 [5]
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上 世纪80年代至90年代中期， 是PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高 ，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
  
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20世纪末期， 可编程 逻辑 控制 器 的 发展特点 是 更加适应于现 代 工业 的 需要 。 这个时期 发展 了大型机和超小型机 、 诞生了各种各样的特殊功能单元 、 生产了各种人机界面单元 、 通信单元，使 应用 可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。 [5]  
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PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、 可 靠性高、抗干扰能力强、 编程 简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序 控制 中 的 地位，在可预见的将来， 是 无法取 代的。<ref>[http://www.plc100.com/jiaocheng/jianjie.htm PLC的 发展、 基本结构 、 配置 、应用],PLC之家网，2019-11-13</ref>
  
 
=='''基本结构'''==
 
=='''基本结构'''==
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[[File:3139077 s1.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=8#did7 原图链接][http://china.herostart.com/sell/3139077.html 图片来源于环球贸易网]]]
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1、主机
  
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1 、 电源：电源 用 于 将 交流 电 转换成PLC 内部 所需的直流电j目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电 。 [6]
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主机部分包括[[中央处理器]]（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。[[CPU]]是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量 、 完成 用 户指令规定的各种操作， 将 结果送到输出端，并响应外部设备（如 电 脑、打印机等）的请求以及进行各种 内部 判断等 。  
  
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2、 中央处理单元：中央处理器(CPU)是PLC的控制中枢，也是PLC的核心部件，其性能决定了PLC的性能。 [6]
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2、 输入/输出（I/O）接口
  
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中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线、控制总线 与 存储器的 输入/输出接口 电路相连。中央处理 器的 作用 是处理 和运行 用 户程序 ， 进行逻辑和 数 学运算 ， 控制整 个 系统使之协调 。 [6]
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I/O接口是PLC 与输入/输出 设备连接的部件。输入 接口 接受输入设备（如按钮、传感 器 、触点、行程开关等） 的 控制信号。输出接口 是 将主机经 处理 后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。I/O接口一般采 用 光电耦合电路，以减少电磁干扰 ， 从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子 数 是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点 ， 中型机有几百 个 点，大型机将超过千点 。
  
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3、存储器 ：存储器是具有记忆功能的半导体 电路 ，它的 作 用是存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。其中系统程序是控制PLC实现各种功能 的 程序 ， 由PLC生产厂家编写，并固化到只读存储器(ROM)中，用户不能访问 。 [6]
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3、 电源
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[[File:1657319b6a9f025.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=41#did40 原图链接][http://goods.jc001.cn/detail/4458120.html 图片来源于九正建材网]]]
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[[电源]]是指为CPU、[[ 存储器]]、I/O接口等内部电子 电路 工 作 所配置 的 直流开关稳压[[电源]] ， 通常也为输入设备提供直流电源 。
  
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4、 输入单元：输入单元是PLC与被控设备相连的输入接口，是信号进入PLC的桥梁，它的作用是接收主令元件、检测元件传来的信号。输入的类型有直流输入、交流输入、交直流输入。 [6]
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4、 编程
  
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5、输出单元：输出单元也 是PLC 与被控 设备 之间的连接部件 ， 它 的作用 是把PLC的输出信号传送给被控设备，即将中央处理器送出的弱 电 信号转换成 电 平信号 ， 驱动被控设备 的 执 行 元件。输出的类型有继 电 器输出、晶体管输出、晶闸门输出。 [6]
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编程 是PLC 利用外部 设备， 用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC 的 工 作 情况。通过专 用 的PC/PPI[[ 电 缆]]线将PLC与 电 脑联接 ， 并利用专用 的 软件进 行电 脑 编程 和 监控。
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PLC除上述几部分外，根据机型的不同还有多种外部设备，其作用是帮助 编程 、实现 监控 以及网络通信。常用的外部设备有编程器、打印机、盒式磁带录音机、计算机等 。 [6]
 
  
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=='''工作原理'''==
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5、输入/输出扩展单元
  
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当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即 输入 采样、用户程序执行和 输出 刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在 整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以 一 定的扫描速度重复执行上述三个阶段 。 [5]
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I/O扩展接口用于将扩充外部 输入/ 输出 端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接 在一 起 。
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1、输入采样
 
  
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在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 [5]
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6、外部设备接口
  
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2 、用 户程序执行
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此接口可将[[打印机]] 、 条码[[扫描仪]],[[变频器]]等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。<ref>[http://www.plc100.com/jiaocheng/jiegou.htm PLC的结构及各部分的作 用],PLC之家网，2019-11-13</ref>
  
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在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形 图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形 图 所规定的特殊功能指令。 [5]
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=='''工作原理'''==
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[[File:1465718729748925.png|缩略 图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC%B5%C4%D0%CD%BA%C5&mode=1&did=33#did32 原 图 链接][http://www.haiwell.com/news/210-cn.html  图 片来源于海为网]]]
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即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形 图 ，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 [5]  
 
  
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在程 序 执 行的 过 程 中 如 果使用立即I/O 指令则 可以 直 接存取I/O点 。 即使用I/O 指令的 话 ，输入 过程影像寄存器 的 值不会被更新，程序直接从I/O模块取值， 输出 过程影像寄存器会被立即更 新 ，这跟立即输入有些区别 。 [5]
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PLC是采用“顺 序 扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运 行 时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中 的程 序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描， 如 无跳转 指令 ， 则 从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序， 直 至程序结束 。 然后重新返回第一条 指令 ，开始下一轮新 的 扫描。在每次扫描过程中 ， 还要完成对 输入 信号 的 采样和对 输出 状态的刷 新 等工作 。
  
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3 、输出刷新
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PLC的一个扫描周期必经输入采样 、 程序执行和 输出刷新 三个阶段。
  
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当 扫描 用户程 序 结束后，可编程逻辑控制 器 就进 入 输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应 的状态 和 数据 刷新所有 的输 出锁 存 电路 ， 再经 输 出电路驱动相应的外设 。 这时 ， 才是可编 程 逻辑控制器的真正输出 。 [5]
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1、输入采样阶段：首先以 扫描 方式按顺 序 将所有暂存在输入锁存 器 中的输 入 端子 的 通断 状态 或输入 数据 读入，并将其写入各对应 的输 入状态[[寄 存 器]]中 ， 即刷新 输 入 。 随即关闭输入端口 ， 进入 程 序执行阶段 。
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根据上述过程的描述，可以对PLC工作过程的特点小结如下： [7]
 
  
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①PLC采用集中采样 、 集中输出的工作方式，这种方式减少了外界干扰的影响。 [5]
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2 、程 序 执行 阶段：按 用户程序 指令存放 的 先 后 顺 序扫描执行 每条指令，经相应 的 运算和处理后，其 结果 再写入 输出 状态 寄存器中 ， 输出状态 寄 存器 中所有 的内容 随着程序的执行而改变 。
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②PLC的工作过 程 是循环扫描的过程，循环扫描时间的长短取决于指令 执行 速度、 用户程序的 长度等因素。 [5]
 
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③输出对输入的影响有滞 后 现象。PLC采用集中采样、集中输出的工作方式，当采样阶段结束后，输入状态的变化将要等到下一个采样周期才能被接收，因此这个滞后时间的长短又主要取决于循环周期的长短。此外，影响滞后时间的因素还有输入滤波时间、输出电路的滞后时间等。 [5]
 
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④输出映像寄存器的内容取决于用户程 序扫描执行的结果 。 [5]
 
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⑤ 输出 锁存器的内容由上一次输出刷新期间输出映像 寄存器中 的数据决定。 [5]
 
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⑥PLC当前实际的 输出状态 有输出锁 存器的内容 决定 。 [5]
 
  
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3、输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态[[寄存器]]的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（[[继电器]]、[[晶体管]]或[[晶闸管]]）输出，驱动相应输出设备工作。<ref>[http://www.plc100.com/jiaocheng/gongzuoyuanli.htm PLC的工作原理],PLC之家网，2019-11-13　</ref>
 
=='''功能特点'''==
 
=='''功能特点'''==
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[[File:1啊啊啊.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=PLC&src=tab_www&correct=PLC&ancestor=list&cmsid=dde01e820032a2d6c3ed0e69e20bd0c3&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=255#id=d35134f5474475d5190b53b38ebed716&currsn=0&ps=97&pc=97 原图链接][http://article.cechina.cn/Schneider_PLC_control_technology.htm 图片来源于控制工程网]]]
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1、可靠性高。由于PLC大都采用单片微型[[计算机]]，因而集成度高，再加上相应的保护电路及自诊断功能，提高了系统的可靠性。
  
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1 、 可靠性高。由于PLC大都 采用 单片 微型 计算 机， 因而集成度 高， 再加上相应 的 保护电路及自诊断功能 ， 提高了系统的 可 靠性 。 [8]
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2 、 编程容易。PLC的编程多 采用[[继电器]]控制梯形图及命令语句，其数量比 微型机 指令要少得多 ， 除中、 高 档PLC外 ， 一般 的 小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要计算机专业知识 ， 就 可 进行编程 。  
  
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2 、 编程容易。PLC的编程多 采用 继电器控制梯形图及命令语句 ， 其数量比微型机指令 要 少得多 ， 除中、高档PLC外，一般 的 小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单 ，因此 容易掌握、使用方便，甚至不需要计算机专业知识 ， 就 可 进行编程 。 [8]
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3 、 组态灵活。由于PLC 采用 积木式结构 ， 用户只需 要 简单地组合 ， 便可灵活地改变控制系统 的 功能和规模 ，因此，可 适用于任何控制系统 。  
  
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3 、 组态灵活。由于PLC采用积木式结构，用户只需要简单地组合，便可灵活地改变控制系统的 功能 和规 模， 因此 ，可 适用于任何 控制 系统 。 [8]
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4 、 输入/输出 功能模 块齐全。PLC的最大优点之一 ， 是针对不同的现场信号(如直流或交流、开关量、数字量或模拟量、[[电压]]或[[电流]]等) ， 均有相应的模板 可 与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、[[电机]]启动器或 控制 阀等)直接连接，并通过总线与CPU主板连接 。  
  
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4 、 输入/输出功能模块齐全。PLC 的 最大优点之一 ， 是针对 不 同的现场信号(如直流或交流、开关量、数字量或模拟量、电压或电流等)，均有相应的模板可与工业现场 的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电 机 启动器或控制阀等)直 接连接， 并通过总线与CPU主板连接 。 [8]
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5 、 安装方便。与[[计算机]]系统相比，PLC 的 安装既不需要专用机房 ， 也 不 需要严格 的 屏蔽措施。使用时只需把检测 器件 与执行 机 构和PLC的I/O 接 口端子正确 连接， 便可正常工作 。
  
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5 、 安装方便 。 与计算机系统相比，PLC 的 安装既不需要专用机房 ， 也 不 需要严格的屏蔽措施。使用时只需把检测器件与执 行 机构和PLC的I/O接口端子正确连接 ， 便可正常工作。 [8]  
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6 、 运行[[速度]]快 。 由于PLC的控制是由程序控制执行 的， 因而 不 论其可靠性还是运 行 速度 ， 都是[[ 继电器]]逻辑控制无法相比的。
  
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6、运行速度快。由于PLC 的 控制 是 由程序 控制 执行 的， 因而不论其可靠性还 是 运行速度，都 是 继电器逻辑控制无法相比的 。 [8]  
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近年来，微处理器 的 使用，特别 是 随着单片机大量采用，大大增强了PLC的能力，并且使PLC与微型机 控制 系统之间 的 差别越来越小 ， 特别 是 高档PLC更 是 如此 。<ref>[http://www.plc100.com/jiaocheng/jibentedian.htm PLC的基本特点],PLC之家网，2019-11-13</ref>
  
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  近年 来 ，微处理器的使用，特别是随着单片 机大量 采用，大大增强了PLC 的 能力 ， 并且使PLC 与 微型机 控制 系统之间 的 差别 越 来越小 ， 特别是高档PLC更是如此。 [8]  
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=='''系统集成'''==
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[[File:201698111355.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=91#did90 原图链接][http://www.jdzj.com/cp_vlist/35-p171.html 图片 来 源于 机 电之家网]]]
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在制造工业中存在 大量的 开关量为主的开环的顺序控制 ， 它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作;另外还有 与 顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的 控制;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量 的越 限报警等状态量为主的—离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求 ， 使PLC发展成了取代[[ 继电器]] 线路和进行顺序控制为主的产品。
  
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=='''系统集成'''==
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PLC厂家在原来CPU模板上提逐渐增加了各种通讯接口，现场总线技术及以太网技术也同步发展，使PLC的应用范围越来越广泛。 PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。 
  
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在 制 造工业中存在大量 的 开关量为主的开环的顺序控制 ， 它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作;另外 还有 与顺序、时序无关 的 按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、 模 拟量的越限报警 等 状态量为主的—离散量的数 据采 集监视。由于这些控制和监视的要求，使PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。PLC厂家 在 原来CPU模 板上 提逐渐增加了各种通讯接口，现场 总线技术 及以太网技术也同步发展，使PLC 的 应用范围越 来 越广泛。 PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因 。 [5]
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PLC控 制 器本身 的 硬件采用积木式结构，有母板，数字I/O模板，模拟I/O模板 ，还有 特殊 的 定位模板，条形码识别 模 板 等 模块，用户可以根 据 需要 采 用 在 母 板上 扩展或者利用 总线技术 配备远程I/O从站 的 方法 来 得到想要的I/O数量 。  
  
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PLC控制器本身的硬件采用积木式结构，有母板，数字I/O模板，模拟I/O模板，还有特殊的定位模板，条形码识别模板等模块，用户可以根据需要采用在母板上扩展或者利用总线技术配备远程I/O从站的方法来得到想要的I/O数量。 [5]
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PLC在实现各种数量的I/O控制的同时，还具备输出模拟电压和数字脉冲的能力，使得它可以控制各种能接收这些信号的[[ 伺服电机]] ，[[ 步进电机]] ，变频电机等，加上触摸屏的人机界面支持，施耐德的PLC可以满足您在过程控制中任何层次上的需求。  
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PLC在实现各种数量的I/O控制的同时，还具备输出模拟电压和数字脉冲的能力，使得它可以控制各种能接收这些信号的伺服电机，步进电机，变频电机等，加上触摸屏的人机界面支持，施耐德的PLC可以满足您在过程控制中任何层次上的需求。 [5]
 
  
 
=='''选型规则'''==
 
=='''选型规则'''==
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[[File:24d09b02b2c572ef98c4d4183e71f949.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=96#did95 原图链接][http://www.c-c.com/sale/View-68537388.html 图片来源于制造交易网]]]
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在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。
  
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  在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。 熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。 [5]
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 熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。
  
 
1、点数估算
 
1、点数估算
  
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I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商可编程逻辑控制器的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 [5]
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I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商可编程逻辑控制器的产品特点，对输入输出点数进行圆整。
  
 
2、存储器容量
 
2、存储器容量
  
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 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 [5]
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 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是[[ 存储器]] 中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
  
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 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 [5]
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 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
  
 
3、控制功能选择
 
3、控制功能选择
  
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 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 [5]
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 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
  
 
=='''选择型号'''==
 
=='''选择型号'''==
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[[File:1366178774.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=52#did51 原图链接][http://www.qy6.com/cpdq/showprod2329693.html 图片来源于企业录网]]]
  
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PLC产品的种类繁多。PLC的型号不同，对应着其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等均各不相同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。 [5]
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PLC产品的种类繁多。PLC的型号不同，对应着其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等均各不相同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。  
  
 
1、PLC机型
 
1、PLC机型
  
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PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式，安装方式的选择，相应的功能要求，响应速度要求，系统可靠性的要求，机型尽量统一等因素。 [5]
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PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式，安装方式的选择，相应的功能要求，响应速度要求，系统可靠性的要求，机型尽量统一等因素。  
  
 
2、结构型式
 
2、结构型式
  
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PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。 [5]
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PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。  
  
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 整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。 [5]
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 整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。  
  
 
3、安装方式
 
3、安装方式
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[[File:20171116170000337.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC&mode=1&did=101#did100 原图链接][http://www.jdzj.com/cp_vlist2/35-p14.html 图片来源于机电之家网]]]
  
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PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。 [5]
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PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。  
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集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I/O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。 [5]
 
  
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集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I/O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I/O[[电源]]；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。
 
4、功能要求
 
4、功能要求
  
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 一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。 [5]
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 一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。  
  
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 对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A/D和D/A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂，要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。 [5]
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 对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A/D和D/A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂，要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。  
  
 
5、响应速度
 
5、响应速度
  
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PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I/O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。 [5]
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PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应[[ 速度]] 一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I/O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。  
  
 
6、可靠性
 
6、可靠性
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[[File:1215755261700.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC%B5%C4%D0%CD%BA%C5&mode=1&did=6#did5 原图链接][http://goods.jc001.cn/detail/1249474.html 图片来源于九正建材网]]]
  
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 对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。 [5]
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 对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。  
  
 
7、机型尽量统一
 
7、机型尽量统一
  
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 一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题： [5]
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 一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
  
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1)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。 [5]
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1)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。  
  
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2)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。 [5]
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2)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。  
  
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3)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。 [5]
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3)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。  
  
 
=='''应用概况'''==
 
=='''应用概况'''==
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[[File:114559299616966.jpg|缩略图|250px|[http://pic.sogou.com/d?query=PLC%B5%C4%D0%CD%BA%C5&mode=1&did=50#did49 原图链接][http://www.cn716.com/sellmarket/sell8904981.shtml 图片来源于中国企业链网]]]
 
1、开环控制
 
1、开环控制
  
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 开关量的开环控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系统具有强大的逻辑运算能力，很容易实现定时、计数、顺序(步进)等各种逻辑控制方式。大部分PLC就是用来取代传统的继电接触器控制系统。 [9]
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 开关量的开环控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系统具有强大的逻辑运算能力，很容易实现定时、计数、顺序(步进)等各种逻辑控制方式。大部分PLC就是用来取代传统的继电[[ 接触器]] 控制系统。  
  
 
2、模拟量闭环
 
2、模拟量闭环
  
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 对于模拟量的闭环控制系统，除了要有开关量的输入输出外，还要有模拟量的输入输出点，以便采样输入和调节输出实现对温度、流量、压力、位移、速度等参数的连续调节与控制。目前的PLC不但大型、中型机具有这种功能外，还有些小型机也具有这种功能。 [9]
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 对于模拟量的闭环控制系统，除了要有开关量的输入输出外，还要有模拟量的输入输出点，以便采样输入和调节输出实现对[[ 温度]] 、流量、[[ 压力]] 、[[ 位移]] 、[[ 速度]] 等参数的连续调节与控制。目前的PLC不但大型、中型机具有这种功能外，还有些小型机也具有这种功能。  
  
 
3、数字量控制
 
3、数字量控制
  
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 控制系统具有旋转编码器和脉冲伺服装置(如步进电动机)时，可利用PLC实现接收和输出高速脉冲的功能，实现数字量控制，较为先进的PLC还专门开发了数字控制模块，可实现曲线插补功能，近来又推出了新型运动单元模块，还能提供数字量控制技术的编程语言，使PLC实现数字量控制更加简单。 [9]
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 控制系统具有旋转[[ 编码器]] 和脉冲伺服装置(如[[ 步进电动机]])时，可利用PLC实现接收和输出高速[[ 脉冲]] 的功能，实现数字量控制，较为先进的PLC还专门开发了数字控制模块，可实现曲线插补功能，近来又推出了新型运动单元模块，还能提供数字量控制技术的编程语言，使PLC实现数字量控制更加简单。  
  
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4、数据采集监控
  
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4、 数据采集监控
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由于PLC主要用于现场控制，所以采集现场数据是十分必要的功能，在此基础上将PLC与上位[[计算机]]或触摸屏相连接，既可以观察这些数据的当前值，又能及时进行统计分析，有的PLC具有 数据 记录单元，可以用一般个人电脑的存储卡插入到该单元中保存 采集 到的数据。PLC的另一个特点是自检信号多．利用这个特点，PLC控制系统可以实现白诊断式 监控 ，减少系统的故障，提高系统的可靠性。<ref>[http://www.plc100.com/jiaocheng/jibenyingyong.htm PLC的基本应用],PLC之家网，2019-11-13</ref>
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=='''相关视频'''==
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1、7天PLC培训：01基础知识储备
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2、plc接线
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== '''參考來源''' ==
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{{Reflist}}
  
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  由于PLC主要 用 于现场控制，所以采集现场数据是十分必要的功能，在此基础上将PLC与上位计算机或触摸屏相连接，既可以观察这些数据的当前值，又能及时进行统计分析，有的PLC具有数据记录单元，可以用一般个人电脑的存储卡插入到该单元中保存采集到的数据。PLC的另一个特点是自检信号多．利用这个特点，PLC控制系统可以实现白诊断式监控，减少系统的故障，提高系统的可靠性。 [9]
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[[Category:400 應 用 科學總論]]

於 2021年5月23日 (日) 21:59 的最新修訂

PLC
原圖鏈接圖片來源於中國自動化網

PLC又稱為可編程邏輯控制器是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。 [1]

中文名 ：可編程邏輯控制器

外文名： Programmable Logic Controller

簡 稱: PLC

出現時間 ;1969年

特 點 ：工作可靠、可編程等

所屬學科； 計算機

簡介

原圖鏈接圖片來源於智能製造網

可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。但由於PC容易和個人計算機（Personal Computer）混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置，專為在工業現場應用而設計，它採用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令，並通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。

PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線複雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點，又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是採用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC後，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應用於生產實踐。 [2]

現在工業上使用的可編程邏輯控制器已經相當或接近於一台緊湊型電腦的主機，其在擴展性和可靠性方面的優勢使其被廣泛應用於目前的各類工業控制領域。不管是在計算機直接控制系統還是集中分散式控制系統DCS，或者現場總線控制系統FCS中，總是有各類PLC控制器的大量使用。PLC的生產廠商很多，如西門子、施耐德、三菱、台達等，幾乎涉及工業自動化領域的廠商都會有其PLC產品提供。

發展歷史

原圖鏈接圖片來源於中國石材網

起源

美國汽車工業生產技術要求的發展促進了PLC的產生，20世紀60年代，美國通用汽車公司在對工廠生產線調整時，發現繼電器、接觸器控制系統修改難、體積大、噪聲大、維護不方便以及可靠性差，於是提出了著名的「通用十條」招標指標。

1969年，美國數字化設備公司研製出第一台可編程控制器(PDP-14)，在通用汽車公司的生產線上試用後，效果顯著；1971年，日本研製出第一台可編程控制器(DCS-8)；1973年，德國研製出第一台可編程控制器；1974年，我國開始研製可編程控制器：1977年，我國在工業應用領域推廣PLC。

最初的目的是替代機械開關裝置(繼電模塊)。然而，自從1968年以來，PLC的功能逐漸代替了繼電器控制板，現代PLC具有更多的功能。其用途從單一過程控制延伸到整個製造系統的控制和監測。

發展

原圖鏈接圖片來源於呢圖網

在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。

個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現在，仍常常將PLC簡稱PC。

PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。

上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處於統治地位的DCS系統。

PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。[3]

基本結構

原圖鏈接圖片來源於環球貿易網

1、主機

主機部分包括中央處理器（CPU）、系統程序存儲器和用戶程序及數據存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監控輸入/輸出接口狀態、作出邏輯判斷和進行數據處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作，將結果送到輸出端，並響應外部設備（如電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。

2、輸入/輸出（I/O）接口

I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等）的控制信號。輸出接口是將主機經處理後的結果通過功放電路去驅動輸出設備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般採用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數即輸入/輸出端子數是PLC的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。

3、電源

原圖鏈接圖片來源於九正建材網

電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源，通常也為輸入設備提供直流電源。

4、編程

編程是PLC利用外部設備，用戶用來輸入、檢查、修改、調試程序或監示PLC的工作情況。通過專用的PC/PPI電纜線將PLC與電腦聯接，並利用專用的軟件進行電腦編程和監控。

5、輸入/輸出擴展單元

I/O擴展接口用於將擴充外部輸入/輸出端子數的擴展單元與基本單元（即主機）連接在一起。

6、外部設備接口

此接口可將打印機、條碼掃描儀,變頻器等外部設備與主機相聯，以完成相應的操作。[4]

工作原理

原圖鏈接圖片來源于海為網

PLC是採用「順序掃描，不斷循環」的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好並存於用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束。然後重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的採樣和對輸出狀態的刷新等工作。

PLC的一個掃描周期必經輸入採樣、程序執行和輸出刷新三個階段。

1、輸入採樣階段：首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入，並將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執行階段。

2、程序執行階段：按用戶程序指令存放的先後順序掃描執行每條指令，經相應的運算和處理後，其結果再寫入輸出狀態寄存器中，輸出狀態寄存器中所有的內容隨着程序的執行而改變。

3、輸出刷新階段：當所有指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，並通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅動相應輸出設備工作。[5]

功能特點

原圖鏈接圖片來源於控制工程網

1、可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。

2、編程容易。PLC的編程多採用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。

3、組態靈活。由於PLC採用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用於任何控制系統。

4、輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、傳感電流變送器、電機啟動器或控制閥等)直接連接，並通過總線與CPU主板連接。

5、安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O接口端子正確連接，便可正常工作。

6、運行速度快。由於PLC的控制是由程序控制執行的，因而不論其可靠性還是運行速度，都是繼電器邏輯控制無法相比的。

近年來，微處理器的使用，特別是隨着單片機大量採用，大大增強了PLC的能力，並且使PLC與微型機控制系統之間的差別越來越小，特別是高檔PLC更是如此。[6]

系統集成

原圖鏈接圖片來源於機電之家網

在製造工業中存在大量的開關量為主的開環的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈衝量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的—離散量的數據採集監視。由於這些控制和監視的要求，使PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。

PLC廠家在原來CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口，現場總線技術及以太網技術也同步發展，使PLC的應用範圍越來越廣泛。 PLC具有穩定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優點，這是它能持久的占有市場的根本原因。

PLC控制器本身的硬件採用積木式結構，有母板，數字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板，條形碼識別模板等模塊，用戶可以根據需要採用在母板上擴展或者利用總線技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量。

PLC在實現各種數量的I/O控制的同時，還具備輸出模擬電壓和數字脈衝的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號的伺服電機，步進電機，變頻電機等，加上觸摸屏的人機界面支持，施耐德的PLC可以滿足您在過程控制中任何層次上的需求。

選型規則

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在可編程邏輯控制器系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。可編程邏輯控制器及有關設備應是集成的、標準的，按照易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，可編程邏輯控制器的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。

熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利於縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和範圍確定所需的操作和動作，然後根據控制要求，估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設備特性等，最後選擇有較高性能價格比的可編程邏輯控制器和設計相應的控制系統。

1、點數估算

I/O點數估算時應考慮適當的餘量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展餘量後，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據製造廠商可編程邏輯控制器的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。

2、存儲器容量

存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小於存儲器容量。設計階段，由於用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之後才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常採用存儲器容量的估算來替代。

存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮餘量。

3、控制功能選擇

該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。

選擇型號

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PLC產品的種類繁多。PLC的型號不同，對應着其結構形式、性能、容量、指令系統、編程方式、價格等均各不相同，適用的場合也各有側重。因此，合理選用PLC，對於提高PLC控制系統的技術經濟指標有着重要意義。

1、PLC機型

PLC的選擇主要應從PLC 的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯網能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時應主要考慮到合理的結構型式，安裝方式的選擇，相應的功能要求，響應速度要求，系統可靠性的要求，機型儘量統一等因素。

2、結構型式

PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。

整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，一般用於系統工藝過程較為固定的小型控制系統中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模塊的種類等方面選擇餘地大，且維修方便，一般於較複雜的控制系統。

3、安裝方式

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PLC系統的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多台PLC聯網的分布式。

集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件，系統反應快、成本低；遠程I/O式適用於大型系統，系統的裝置分布範圍很廣，遠程I/O可以分散安裝在現場裝置附近，連線短，但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多台PLC聯網的分布式適用於多台設備分別獨立控制，又要相互聯繫的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。 4、功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能，對於只需要開關量控制的設備都可滿足。

對於以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統，可選用能帶A/D和D/A轉換單元，具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對於控制較複雜，要求實現PID運算 、閉環控制、通信聯網等功能，可視控制規模大小及複雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用於大規模過程控制和集散控制系統等場合。

5、響應速度

PLC是為工業自動化設計的通用控制器，不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用範圍內的需要。如果要跨範圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應該慎重考慮PLC的響應速度，可選用具有高速I/O處理功能的PLC，或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

6、可靠性

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對於一般系統PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統，應考慮是否採用冗餘系統或熱備用系統。

7、機型儘量統一

一個企業，應儘量做到PLC的機型統一。主要考慮到以下三方面問題：

1)機型統一，其模塊可互為備用，便於備品備件的採購和管理。

2)機型統一，其功能和使用方法類似，有利於技術力量的培訓和技術水平的提高。

3)機型統一，其外部設備通用，資源可共享，易於聯網通信，配上位計算機後易於形成一個多級分布式控制系統。

應用概況

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1、開環控制

開關量的開環控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系統具有強大的邏輯運算能力，很容易實現定時、計數、順序(步進)等各種邏輯控制方式。大部分PLC就是用來取代傳統的繼電接觸器控制系統。

2、模擬量閉環

對於模擬量的閉環控制系統，除了要有開關量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點，以便採樣輸入和調節輸出實現對溫度、流量、壓力、位移、速度等參數的連續調節與控制。目前的PLC不但大型、中型機具有這種功能外，還有些小型機也具有這種功能。

3、數字量控制

控制系統具有旋轉編碼器和脈衝伺服裝置(如步進電動機)時，可利用PLC實現接收和輸出高速脈衝的功能，實現數字量控制，較為先進的PLC還專門開發了數字控制模塊，可實現曲線插補功能，近來又推出了新型運動單元模塊，還能提供數字量控制技術的編程語言，使PLC實現數字量控制更加簡單。

4、數據採集監控

由於PLC主要用於現場控制，所以採集現場數據是十分必要的功能，在此基礎上將PLC與上位計算機或觸摸屏相連接，既可以觀察這些數據的當前值，又能及時進行統計分析，有的PLC具有數據記錄單元，可以用一般個人電腦的存儲卡插入到該單元中保存採集到的數據。PLC的另一個特點是自檢信號多．利用這個特點，PLC控制系統可以實現白診斷式監控，減少系統的故障，提高系統的可靠性。[7]

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參考來源

  1. ↑ plc教程O基礎入門到精通_海量課程低至99元_plc是什麼
  2. ↑ 什麼是PLC? PLC的的特點是什麼?,PLC之家網，2019-11-13　
  3. ↑ PLC的發展、基本結構、配置、應用,PLC之家網，2019-11-13
  4. ↑ PLC的結構及各部分的作用,PLC之家網，2019-11-13
  5. ↑ PLC的工作原理,PLC之家網，2019-11-13　
  6. ↑ PLC的基本特點,PLC之家網，2019-11-13
  7. ↑ PLC的基本應用,PLC之家網，2019-11-13
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