【正文】 司、歌德公司、數(shù)字設(shè)備公司等。 還有德國(guó)的西門子，荷蘭的飛利浦，香港的鷹達(dá)等公司也是很有名氣 。 日本三菱電機(jī)公司（ MITSUBISHI）于 1971 年開始研制 PLC，目前主要有F1,F2,FX,K,A 等十幾個(gè)系列幾十種產(chǎn)品 ， 在我國(guó)（主要是華東和華南地區(qū)）的工業(yè)控制領(lǐng)域具有一定的市場(chǎng)占有率。 一、 PLC 的特點(diǎn) 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是 PLC 最重要的特點(diǎn)之一 ： 1） 硬件方面： 在輸入 /輸出 (I/O)通道采用光電隔離，有效抑制外部干擾源對(duì) PLC 的影響；在設(shè)計(jì)中采用濾波器等電路增強(qiáng) PLC 對(duì)電噪聲、電源波動(dòng)、振動(dòng)、電磁波等的干擾，確保 PLC 在高溫、高濕以及空氣中存有各種強(qiáng)腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣工業(yè)環(huán)境下能穩(wěn)定地工作；對(duì)中央處理器 (Central Processing Unit， CPU)等重要部件采用具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少電磁干擾 。 2） 在軟件方面： PLC 的監(jiān)控定時(shí)器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運(yùn)算處理器的延遲，保證在程序出錯(cuò)和程序調(diào)試時(shí)，避免因程序錯(cuò)誤而出現(xiàn)死循環(huán)；當(dāng) CPU、電池、輸入 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 /輸出接口、通信等出現(xiàn)異常時(shí)， PLC 的自診斷功能可以檢測(cè)到這些錯(cuò)誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴(kuò)大；停電時(shí)，后備電池會(huì)正常工作 。 通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便 PLC 品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變 PLC 的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此， PLC 除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。 體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便 PLC 是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于 PLC 的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以 三菱公司的 F140M 型 PLC 為例：其外型尺寸僅為305110110mm，重量 ，功耗小于 25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有 FX 系列 PLC，與其超小型品種 目前，大多數(shù) PLC 仍采用繼電控制形式的 “梯形圖編程方式 ”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過閱讀 PLC 的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué) 會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語句表等編程語言。 PLC 在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（ PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。第 2 章 PLC 的概述 5 減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量 由于 PLC 采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)， PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試 工作量。并且，由于 PLC 的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便 。 體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便 PLC 是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于 PLC 的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的 F140M 型 PLC 為例：其外型尺寸僅為305110110mm，重量 ，功耗小于 25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有 FX 系列 PLC，與其超 小型品種 。 二、 PLC 的分類 1. 從 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分 ： （ 1） 小型機(jī) 小型 PLC 的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)一般在 256 點(diǎn)以下，其功能以開關(guān)量控制為主，用戶程序存儲(chǔ)器容量在 4k 字節(jié)以下 。 （ 2） 中型機(jī) 中型機(jī) PLC 的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)一般在 256~2048 點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)容量達(dá)到 2~8k 字節(jié) 。 （ 3） 大型機(jī) 大型 PLC 的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)在 2048 點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)容 8~16 字節(jié)，它具有計(jì)算，控制和調(diào)節(jié)的功能，還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通訊聯(lián)網(wǎng)能力 2. 從結(jié)構(gòu)形式分類 （ 1） 整體式結(jié)構(gòu) 整體式又稱箱式體，整體式結(jié)構(gòu)式將 PLC 各主要組成部分集裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，即 cpu 板、輸入板、輸 出板、電源板等很緊湊地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體，組成 PLC 的一個(gè)基本單元（主機(jī)）或擴(kuò)展單元。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 （ 2） 模塊式結(jié)構(gòu) 模塊式結(jié)構(gòu) PLC 采用積木搭接的方式組成系統(tǒng)，其特點(diǎn)是 CPU、輸入、輸出、電源等都是獨(dú)立的模塊 。 （ 3） 疊裝式結(jié)構(gòu) 疊裝式吸收了整體式和模塊式 PLC 的優(yōu)點(diǎn)，其基本單元、擴(kuò)展單元等高等寬，但是長(zhǎng)度不同。 三、 PLC 的應(yīng)用范圍 目前，在國(guó)內(nèi)外 PLC 已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著 PLC 性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看， PLC 的 應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面： 1. 開關(guān)量邏輯控制 利用 PLC 最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是 PLC 最基本的應(yīng)用，也是 PLC 最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 2. 運(yùn)動(dòng)控制 大多數(shù) PLC 都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。 3. 過程控制 大、中型 PLC 都具有多路模擬量 I/O 模塊和 PID 控制 功能，有的小型 PLC也具有模擬量輸入輸出。所以 PLC 可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有 PID 控制功能的PLC 可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛 用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。第 2 章 PLC 的概述 7 4. 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的 PLC 都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時(shí)可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（ CNC）設(shè)備，進(jìn)行處理。 5. 通信聯(lián)網(wǎng) PLC 的通信包括 PLC 與 PLC、 PLC 與上位計(jì)算機(jī)、 PLC 與其它智能設(shè)備之間的通信， PLC 系統(tǒng) 與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化（ FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。 四、 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 1)向高速度、大容量方向發(fā)展 為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的 PLC 的掃描速度可達(dá) 。 PLC 的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。 在存儲(chǔ)容量方面，有的 PLC 最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。 2)向超大型、超小型兩個(gè) 方向發(fā)展 當(dāng)前中小型 PLC 比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后 PLC 要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。現(xiàn)已有 I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá) 14336 點(diǎn)的超大型 PLC，其使用 32 位微處理器，多 CPU 并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。 小型 PLC 由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場(chǎng)需要已開發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型 PLC，最小配置的 I/O 點(diǎn)數(shù)為 8～ 16點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要，如三菱公司α系列 PLC。 3)PLC 大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的 要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶 CPU和存儲(chǔ)器的智能 I/O 模塊，既擴(kuò)展了 PLC 功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了 PLC 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 應(yīng)用范圍。 加強(qiáng) PLC 聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是 PLC 技術(shù)進(jìn)步的潮流。 PLC 的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是 PLC 之間聯(lián)網(wǎng)通信，各 PLC 生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是 PLC 與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般 PLC 都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力， PLC 生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， PLC 已成為集散控制系統(tǒng)（ DCS）不可缺少的重要組成部分。 4)增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在 PLC 控制系統(tǒng)的故障中， CPU 占 5%， I/O 接口占 15%，輸入設(shè)備占 45%，輸出設(shè)備占 30%，線路占 5%。前二項(xiàng)共 20%故障屬于 PLC 的內(nèi)部故障，它可通過 PLC 本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理；而其余 80%的故障屬于 PLC 的外部故障。因此， PLC 生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 5)編程語言多樣化 在 PLC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)， PLC 的編程語言也越來越豐富， 功能也不斷提高。除了大多數(shù) PLC 使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語言（ BASIC、 C 語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是 PLC 進(jìn)步的一種趨勢(shì)。 五、 PLC 的基本組成 PLC 主要由中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出單元、電源和編程