介绍
可编程控制器(PLC)是计算机家族中的一员，专为工业控制应用而设计制造，是现代工业控制自动化不可或缺的技术支撑。早期的可编程控制器称为可编程逻辑控制器(PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超出了逻辑控制的范围。因此，今天这种设备被称为可编程控制器，简称PC。但为了避免与个人电脑的简称混淆，可编程控制器简称为PLC。
1、 PLC PLC的定义PLC自问世以来，虽然时间不长，但发展很快。为了规范其生产和开发，NEMA(美国国家电气制造商协会)经过4年的调研，于1984年正式命名为PC(可编程控制器)，并对PC定义如下：
"PC是一种数字电子设备，它使用可编程存储器来存储指令。它用于执行逻辑、顺序、定时、计数和计算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块控制各种机器或工作程序。如果数字电子计算机执行PC的功能，它也被视为PC，但它不包括鼓或类似的机械顺序控制器。"
简而言之，可编程控制器是一台计算机，是专门为工业应用而设计和制造的。它具有丰富的输入/输出接口和强大的驱动能力。然而，PLC产品并不针对特定的工业应用。在实际应用中，其硬件需要根据实际需要进行选择和配置，软件需要根据控制要求进行设计和编写。
2、 PLC 2.1高可靠性的特点
(1)所有I/O接口电路均采用光电隔离，将工业现场的外部电路与PLC内部电路进行电气隔离。
(2)每个输入端采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10 ~ 20 ms .
(3)所有模块均采用屏蔽措施，防止辐射干扰。
(4)采用性能优良的开关电源。
(5)严格筛选采用的设备。
(6)良好的自诊断功能。一旦电源或其他软硬件出现异常，CPU立即采取有效措施，防止故障扩大。
(7)大型PLC也可采用两个CPU组成的冗余系统或三个CPU组成的表决系统，以进一步提高其可靠性。
2.2丰富的I/O接口模块
PLC用于不同的工业现场信号，如：交流或DC；开关量或模拟量；还是电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O模块和工业器件或设备，如按钮；行程开关；接近开关；传感器和变送器；电磁线圈；控制阀等。此外，为了提高操作性能，它还具有多种人机对话的接口模块；为了形成一个工业局域网，它还具有各种接口模块，用于通信联网，等等。
2.3采用模块化结构。
为了满足各种工业控制需求，除了小单元PLC外，大部分PLC都采用模块化结构。PLC的所有部分，包括CPU、电源、I/O等。采用模块化设计。每个模块通过机架和电缆连接，系统的规模和功能可以根据用户的需要进行组合。
2.4编程简单易学。
PLC编程大多采用类似继电器控制电路的梯形图形式。对于用户来说，不需要有计算机专业知识，很容易被一般工程技术人员理解和掌握。
2.5安装简单，维护方便。
PLC不需要专门的机房，可以直接在各种工业环境下运行。使用时，只需将各种现场设备与PLC相应的I/O端子连接即可投入运行。各种模块均配有运行和故障指示装置，方便用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，一旦某个模块出现故障，用户可以通过更换该模块来快速恢复系统。
3、PLC功能PLC的逻辑控制
定时控制
计数控制
步骤(顺序)控制
E PID控制
f数据控制：PLC具有数据处理能力。
g .通信和网络
其他：PLC有很多特殊的功能模块，适合各种特殊的控制要求，如定位控制模块、CRT模块等。
4、 PLC PLC的发展阶段虽然PLC出现的时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模和超大规模集成电路技术的快速发展，以及数据通信技术的不断进步，PLC也得到迅速发展，其发展过程大致可以分为三个阶段：
4.1早期PLC(20世纪60年代末至70年代中期)
早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。此时，PLC在某种程度上是继电器控制装置的替代品，其主要功能是执行原本由继电器完成的顺序控制和定时。在硬件上以准计算机的形式出现，并对I/O接口电路进行了改进，以满足工业控制领域的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小型集成电路，存储器采用磁芯存储器。此外，还采取了一些措施来提高其抗干扰能力。在软件编程中，采用了电气工程技术人员熟悉的梯形图。因此，早期PLC的性能优于继电器控制装置，其优点包括简单、易于安装、体积小、能耗低、故障指示和可重复使用。其中梯形图这种PLC特有的编程语言一直沿用至今。
4.2中期(70年代中期至80年代中后期)
70年代，微处理器的出现给PLC带来了巨大的变革。美国、日本、德国等的一些制造商。已经开始使用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU)。这样，PLC的功能就大大增强了。软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、定时、计数等功能外，还增加了算术运算、数据处理与传输、通信、自诊断等功能。硬件方面，除了保持其原有的开关模块外，增加了模拟模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块。扩大了存储容量，增加了各种逻辑线圈的数量，并提供了一定数量的数据寄存器，从而扩大了PLC的应用范围。
4.3近期PLC(80年代中后期至今)
80年代中后期，由于VLSI技术的飞速发展，微处理器的市场价格大幅下降，使得各类PLC使用的微处理器的普及率普遍提高。而且为了进一步提高PLC的处理速度，各个厂商都开发了专用的逻辑处理芯片。因此，PLC的软硬件功能发生了很大的变化。
5、 PLC PLC 5.1小型PLC的分类
小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小，结构紧凑。整个硬件是集成的。除了开关I/O外，它还可以连接模拟I/O和其他特殊功能模块。它可以执行逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传输、通信组网以及各种应用指令。
5.2中型PLC
中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256 ~ 1024之间。I/O可以直接处理，即在扫描用户程序的过程中，直接读取输入，刷新输出，此外还有PLC一般的扫描处理方式。可连接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，存储容量更大，扫描速度更快。
5.3大型PLC
一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软硬件功能极强。具有很强的自诊断功能。具有强大的通信功能，有多种通信组网模块，可组成三级通信网络，实现工厂生产管理的自动化。大型PLC也可以使用三个CPU组成表决系统，使机器的可靠性更高。
6、 PLC PLC的基本结构：PLC本质上是专用于工业控制的计算机，其硬件结构与微型计算机基本相同。
6.1中央处理器
(CPU)是PLC的控制中心。根据PLC系统程序给出的功能，接收并存储编程器输入的用户程序和数据；检查电源、内存、I/O和警报定时器的状态，并诊断用户程序中的语法错误。PLC投入运行时，首先通过扫描接收现场各输入设备的状态和数据，并分别存储在I/O图像区。然后，它从用户程序存储器中逐个读取用户程序。解释完命令后，根据指令进行逻辑或算术运算的结果被发送到I/O图像区或数据寄存器。在所有用户程序执行完毕后，I/O图像区的每个输出状态或输出寄存器中的数据最终被传送到相应的输出设备，并重复该操作直到操作停止。
为了进一步提高PLC的可靠性，近年来大型PLC采用双CPU组成冗余系统，或者采用三CPU的表决系统。这样，即使一个CPU出现故障，整个系统仍然可以正常运行。
6.2内存
存储系统软件的存储器称为系统程序存储器。存储应用软件的存储器称为用户程序存储器。
6 . 2 . 1 PLC的常用存储器类型
(1) RAM(随机资产存储器)这是一种读/写存储器(随机存取存储器)，存取速度最快，由锂电池支持。
(2) EPROM(可擦可编程只读存储器)这是一种可擦只读存储器。万一断电，存储器中的所有内容将保持不变。(在紫外线的持续照射下，存储器的内容可以被擦除)。
(3) EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)这是一种电可擦除只读存储器。您可以使用编程器轻松修改存储的内容。
6 . 2 . 2 PLC存储空间分配
虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间不同，但根据PLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：
(1)系统程序存储区
(2)系统RAM存储区(包括I/O映像区和系统软件设备等。)
(3)用户程序存储区系统程序存储区：相当于计算机操作系统的系统程序存储在系统程序存储区。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。它由制造商固化在EPROM中，用户可以不要直接访问它。它与硬件一起决定了PLC的性能。
6.3电源
PLC的电源在整个系统中起着非常重要的作用。没有良好可靠的供电系统，它就不能正常工作。因此，PLC制造商非常重视电源的设计和制造。一般交流电压波动在10%( 15%)以内，所以PLC可以直接接入交流电网，不需要采取其他措施。
