【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的配置情況是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)。PLC除了主控模塊外還可以配接各種模塊。主控模塊實(shí)現(xiàn)基本控制功能，高級(jí)模塊則可實(shí)現(xiàn)某種特殊功能。高級(jí)模塊的種類(lèi)及功能的強(qiáng)弱常用來(lái)衡量該P(yáng)LC產(chǎn)品的水平如何。主要的高級(jí)模塊有：A/D、D/A、高速計(jì)數(shù)、高速脈沖輸出、PID控制、網(wǎng)絡(luò)通信等。特別是網(wǎng)絡(luò)通信模塊的迅速發(fā)展，使得PLC可以充分利用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的資源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由于PLC自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)控制中PLC以得到了廣泛應(yīng)用，包括機(jī)械、冶金、化工、運(yùn)輸、建筑等眾多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。PLC主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面。1. 邏輯控制邏輯控制室PLC最基本的應(yīng)用，它可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，如機(jī)床電氣控制、各種電機(jī)控制等，可實(shí)現(xiàn)組合邏輯控制、定時(shí)控制和順序邏輯控制等功能。2. 運(yùn)動(dòng)控制PLC使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，可對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)單軸、雙軸和多軸位置的控制，使運(yùn)動(dòng)控制和順序控制功能有機(jī)的結(jié)合在一起。3. 過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，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(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。4．通信聯(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(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)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。5. 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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(chǔ)在存儲(chǔ)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?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)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)。 PLC的分類(lèi)可編程控制器類(lèi)型很多，可從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)：按照硬件的結(jié)構(gòu)形式，PLC可分為：（1）整體式PLC：這種結(jié)構(gòu)的PLC將電源、CPU、輸入/輸出部件等集中配置字一起，裝在一個(gè)箱體內(nèi)，通常稱(chēng)為主機(jī)。整體式結(jié)構(gòu)的PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價(jià)格較低等特點(diǎn)，但主機(jī)的I/O點(diǎn)數(shù)固定，使用上不太靈活。小型的PLC通常使用這種結(jié)構(gòu)，適用于比較簡(jiǎn)單的控制場(chǎng)合。（2）模塊式PLC：也稱(chēng)為積木式結(jié)構(gòu)，即把PLC的各組成部分以模塊的形式分開(kāi)，如電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊等，把這些模塊插在底板上，組裝在一個(gè)機(jī)架內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活、裝配方便、便于擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。大型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)，適用于比較復(fù)雜的控制場(chǎng)合。（3）疊裝式PLC：這是一種新的結(jié)構(gòu)形式，它吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，如三菱公司的FX2系列PLC，它的基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊的等高等寬，但長(zhǎng)度不同。它們不用基板，僅用扁平電纜，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方形，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。PLC的容量主要是指其輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。按容量大小，可將PLC分為：● 小型PLC: I/O點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下● 中型PLC: I/O點(diǎn)數(shù)一般在256～1024點(diǎn)之間● 大型PLC: I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上按PLC功能上的強(qiáng)弱,可分為:（1）低檔機(jī):具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，有的有一定的算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送等功能，可實(shí)現(xiàn)邏輯、順序、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)等控制功能。（2）中檔機(jī):除具有低檔機(jī)的功能外,還具有較強(qiáng)的模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等功能，可完成既有開(kāi)并量又有模擬量的控制任務(wù)。（3）高檔機(jī):除具有中檔機(jī)的功能外，還具有帶符號(hào)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算等功能，使得運(yùn)算能力更強(qiáng)，還具有模擬量調(diào)節(jié)、強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)通信等功能，能進(jìn)行智能控制、遠(yuǎn)程控制、大規(guī)?？刂?，可構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化管理。 PLC的特點(diǎn)作為一種新型的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，PLC有以下一些特點(diǎn)。高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力是PLC最突出的特點(diǎn)之一，主要表現(xiàn)在：用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線大大減少，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少；所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離；各輸入端均采用RC濾波器，并采取屏蔽措施；采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源；對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選；良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防故障擴(kuò)大；大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或3個(gè)CPU構(gòu)成的表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步增強(qiáng)。為了實(shí)現(xiàn)與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中的各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的相互連接，PLC除具有普通計(jì)算機(jī)的基本部分（如CPU、存儲(chǔ)器等）外，還有豐富的I/O接口模塊。對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)（交流或直流、開(kāi)關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱點(diǎn)等），設(shè)計(jì)有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備（按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等）直接連接就。為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了一些小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。相對(duì)于傳統(tǒng)的電氣控制線路，PLC為改進(jìn)和修改原設(shè)備提供了極其方便的手段，通過(guò)修改或重新編寫(xiě)應(yīng)用軟件，就可以用一臺(tái)PLC實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。PLC大多數(shù)用梯形圖作為主要的編程語(yǔ)言。梯形圖是一種面向用戶(hù)的編程語(yǔ)言，它的表達(dá)方式類(lèi)似于繼電器控制系統(tǒng)電路圖，具有形象直觀、易學(xué)易懂的特點(diǎn)。，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。PLC的各種模塊上大多都有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 現(xiàn)代PLC的發(fā)展趨勢(shì)世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類(lèi)似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物?？偟陌l(fā)展趨勢(shì)為：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。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(pán)。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(kāi)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。其共同特點(diǎn)是，現(xiàn)代PLC的結(jié)構(gòu)和功能不斷改進(jìn)，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，并不斷地向高性能、高速度、高性能價(jià)格比方向發(fā)展。3．PLC大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿(mǎn)足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來(lái)不斷開(kāi)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(lèi)：一類(lèi)是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專(zhuān)有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類(lèi)是PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專(zhuān)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(guò)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(zhuān)用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。5．編程語(yǔ)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(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語(yǔ)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(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言（BASIC、C語(yǔ)言等）等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。2 電梯的結(jié)構(gòu)電梯的基本結(jié)構(gòu)按照位置，可分為機(jī)房、井道、轎廂和