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在自動化設備控制領域， PLC 是一種重要的控制設備。目前，世界上有 200 多廠家生產 300 多品種 PLC 產品，應用在汽車（ 23% ）、糧食加工 （ 16.4% ）、化學 / 制藥（ 14.6% ）、金屬 / 礦山（ 11.5% ）、紙漿 / 造紙（ 11.3% ）等行業，在我國的現有輸送設備皮帶輸送,滾筒輸送,鏈板輸送設備,自動化生產線，在線自動檢測儀器，非標準自動化設備等有廣泛的應用。為了使各位初學者更方便地了解 PLC ，本文對 PLC 的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介，以期對各位網友有所幫助。
一、 PLC 的發展歷程
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，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。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，美國數字公司研制出了基于集成電路和電 子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，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 ）發展起來后，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。它采用可 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，并通過數字的、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，都應按易于與工業控制系統形成一個整體，易于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于統治地位的 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。
二、 PLC 的構成
從結構上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆 卸的整體。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。
三、 CPU 的構成
CPU 是 PLC 的核心，起神經中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 CPU ，它按 PLC 的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采 集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序 存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。
CPU 主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是 PLC 不可缺少的組成單元。
在使用者看來，不必要詳細分析 CPU 的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令 及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮 下工作。
CPU 速度和內存容量是 PLC 的重要參數，它們決定著 PLC 的工作速度， IO 數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。
四、 I/O 模塊
PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O ）完成的。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸 出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入 PLC 系統，輸出模塊相反。 I/O 分為開關量輸入（ DI ），開關量輸出（ DO ），模擬量輸入（ AI ）， 模擬量輸出（ AO ）等模塊。
開關量是指只有開和關（或 1 和 0 ）兩種狀態的信號，模擬量是指連續變化的量。常用的 I/O 分類如下：
開關量：按電壓水平分，有 220VAC 、 110VAC 、 24VDC ，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（ 4-20mA,0-20mA ）、電壓型（ 0-10V,0-5V,-10-10V ）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。
除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊 。
按 I/O 點數確定模塊規格及數量， I/O 模塊可多可少，但其最大數受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。
五、電源模塊
PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC ），直流電源（常用的為 24VAC ）。
六、底板或機架
嗎 大多數模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。
七、 PLC 系統的其它設備
1 、編程設備：編程器是 PLC 開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統作一些設定、監控 PLC 及 PLC 所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器 PLC 一般有手持型編程器， 目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。
2 、人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟件）充當人機界面非常普及。
3 、輸入輸出設備：用于永久性地存儲用戶數據，如 EPROM 、 EEPROM 寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等。
八、 PLC 的通信聯網
依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據 。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出 " 網絡就是控制器 " 的觀點說法。 PLC 具有通信聯網的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數 PLC 具有 RS-232 接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。 PLC 的通信，還未實現互操作性 ， IEC 規定了多種現場總線標準， PLC 各廠家均有采用。對于一個自動化工程 ( 特別是中大規模控制系統 ) 來講，選擇網絡非常重要的。首先，網絡必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展；其 次，針對不同網絡層次的傳輸性能要求，選擇網絡的形式，這必須在較深入地了解該網絡標準的協議、機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統成本、設備兼容性、 現場環境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網絡標準。
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