在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多 品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山 （11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC,木文对PLC 的发展、基木结构、配置、应用等基木知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。
一、 PLC的发展历程
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o 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了技术的控制装置，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）。
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。 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 运算操作的电了系统，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。
上世纪80年代至9（）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。 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。
二、 PLC的构成
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU 板、
I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC 包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合 配置。
三、 CPU的构成
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程 序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或 数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中 的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的 任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成， CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC 不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应 有
足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工 作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参 与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，10数量及软件容 量等，因此限制着控制规模。
四、 I/O模块
PLC与电气回路的接曰，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了 PLC的I/O 电路，其输入暂?存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变 换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI）,开关量输出（D0）, 模拟量输入（AI）,模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。
常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC. 110VAC. 24VDC,按隔离方式分，有继电 器隔?
离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4.20mA,0.20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V） 等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管 理
的基本配置的能力，即受最大的底板或机架糟数限制。
五、 电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V 的工作电源。电源输入类型有:交流电源（220VAC或110VAC）,自流电源（常用的为24VAC）。
六、 底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系， 使
CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
七、 PLC系统的其它设备
1、 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、 对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制 运行。小编程器PLC 一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程 器。 2、 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，bl前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操 作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
3、 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读 器，输入模拟量的电位器，打印机等。
八、 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网 络
在|'|动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出”网络就是控制器”的观点说 法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备 之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口， 还有一些内置有支持各自通信协议的接U。
PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。
对于一个日动化工程（特别是中大规模控制系统）来讲，选择网络非常重要的。首
先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网 络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制 的前
提下进行；再次，综合考虑系统成木、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定 不同层次所使用的网络标准。
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