PLC，可編程邏輯控制器，專為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(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械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。

     上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)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(shù)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)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 

       隨著可編程控制器的推廣、應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)中的地位已十分重要。為了占領(lǐng)市場，贏得盡可能大的市場份額，各大公司都在原有PLC產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，努力開發(fā)新產(chǎn)品。這些發(fā)展主要側(cè)重于兩個方面：一方面是向著網(wǎng)絡(luò)化、大型化、高可靠性、多功能方向發(fā)展；另一方面則是向著小型化、低成本、簡單易用方向發(fā)展。

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

     PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。

（圖為三菱PLC）

使用情況大致可歸納為如下幾類：

1開關(guān)量的邏輯控制

這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺設(shè)備的控制,也可用于多機群控及自動化流水線.如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等.

2模擬量控制

在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量.為了使可編程控制器處理模擬量,必須實現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換.PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制.

3運動控制

PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制.從控制機構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊.如可驅(qū)動步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊.世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合.

4過程控制

過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制.作為工業(yè)控制計算機,PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制.PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法.大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊.PID處理一般是運行專用的PID子程序.過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用.

5數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算(含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理.這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng).

6通信及聯(lián)網(wǎng)

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信.隨著計算機控制的發(fā)展,工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,通信非常方便.

（圖為西門子PLC）

 PLC的基本工作原理：

一．PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式 

1．每次掃描過程。集中對輸入信號進(jìn)行采樣。集中對輸出信號進(jìn)行刷新。 

2．輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。 

3．一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 

4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 

5．掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時間（3）指令條數(shù) 

6．由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。 

二．PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機區(qū)別 

1．PLC與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別 

前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。 

前者用“軟件”，后者用“硬件”。 

2．PLC與微機區(qū)別 

前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷” 

PLC 編程方式 

PLC最突出的優(yōu)點采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。 

PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。 

梯形圖語言特點： 

1．每個梯形圖由多個梯級組成。 

2．梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)某一梯級的邏輯運算結(jié)果為“1”時，有假想的電流通過。 

3．繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次。 

4．每一梯級的運算結(jié)果，立即被后面的梯級所利用。 

5．輸入繼電器受外部信號控制。只出現(xiàn)觸點，不出現(xiàn)線圈。 

第四節(jié) 主要技術(shù)性能 

用戶程序存儲容量：是衡量可存儲用戶應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。通常以字或K字為單位。16位二進(jìn)制數(shù)為一個字，每1024個字為1K字。PLC以字為單位存儲指令和數(shù)據(jù)。一般的邏輯操作指令每條占1個字。定時/計數(shù)，移位指令占2個字。數(shù)據(jù)操作指令占2~4個字。 

每五節(jié) PLC的分類 

按結(jié)構(gòu)分類： 

1． 整體式：是把PLC各組成部分安裝在一起或少數(shù)幾塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在機殼內(nèi)形成一個單一的整體，稱之為主機或基本單元、小型、超小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。 

模塊式：是把PLC各基本組成做成獨立的模塊。中型、大型PLC采用這種方式。便于維修。

     PLC控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程！