1 PLC的發(fā)展歷程
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護動(dòng)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(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統來(lái)實(shí)現的。1968年美國GM（通用汽車(chē)）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(shù)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(chēng)Programmable Controller（PC）。
個(gè)人計算機（簡(jiǎn)稱(chēng)PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(cháng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò )能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)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(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。
2 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(gè)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。
3 CPU的構成
CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶(hù)程序和數據，用掃描的方式采集由現場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數據，并存入規定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯誤等。進(jìn)入運行后，從用戶(hù)程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規定的任務(wù)產(chǎn)生相應的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。
CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實(shí)現它們之間聯(lián)系的數據、控制及狀態(tài)總線(xiàn)構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線(xiàn)接口及有關(guān)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(lái)，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(jìn)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(zhù)PLC的工作速度，IO數量及軟件容量等，因此限制著(zhù)控制規模。
4 I/O模塊
PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)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(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進(jìn)入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
常用的I/O分類(lèi)如下：
開(kāi)關(guān)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(lèi)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(diǎn)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。
5 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(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類(lèi)型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。
6 底板或機架
大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實(shí)現各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪(fǎng)問(wèn)底板上的所有模塊，機械上，實(shí)現各模塊間的連接，使各模塊構成一個(gè)整體。
7 PLC系統的其它設備
7.1 編程設備：
編程器是PLC開(kāi)發(fā)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(chǎng)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。也就是我們系統的上位機。
7.2 人機界面：
最簡(jiǎn)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(lái)越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。
8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)
依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數據。因此，網(wǎng)絡(luò )在自動(dòng)化系統集成工程中的重要性越來(lái)越顯著(zhù)，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò )就是控制器"的觀(guān)點(diǎn)說(shuō)法。
PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)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(gè)統一的整體，實(shí)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(xié)議的接口。PLC的通信現在主要采用通過(guò)多點(diǎn)接口（MPI）的數據通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
