【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)上采取整體密封或插件組合型，并采取了一系列的抗干擾措施，使其具有很高的可靠性。工業(yè)控制機(jī)對各種模板的電氣和機(jī)械性能也有嚴(yán)格的考慮，因而可靠性也較高。 5）PLC一般具有模塊結(jié)構(gòu)，可以針對不同的對象進(jìn)行組合和擴(kuò)展，以滿足工業(yè)控制的需 要，因而具有很好的性能／價(jià)格比。 6）由于PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固、體積小巧，易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備?？删幊炭刂破魇窃诶^電器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，并逐漸發(fā)展成以微處理 器為核心，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置。它是一種面向生產(chǎn)過程控制的數(shù)字電子裝置。不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，還可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制網(wǎng)絡(luò)。作為一種先進(jìn)而又成熟的技術(shù)，目前PLC被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械、冶 金、化工、電力、輕紡等各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)品遍及世界各地。這種新型的電控裝置極大地提高了 勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。可編程控制器將傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息處理兩者 的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要，應(yīng)用最多的控制設(shè)備，并已躍居工業(yè)生產(chǎn) 自動(dòng)化三大支柱(即PLC，機(jī)器人和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)／制造CAD/CAM)的首位。二、可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 可編程控制器是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，專用于工業(yè)控制的環(huán)境，具有許多其他控制器件所無法相比的優(yōu)點(diǎn)。 （1） 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)中對控制器的可靠性要求很高，可靠性也是用戶選擇控制裝置的首要條件。為保證PLC能在工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，從硬件和軟件都采用了抗干擾的措施，使PLC能在惡劣的環(huán)境中可靠德工作，其平均故障間隔時(shí)間一般可達(dá)到幾十萬小時(shí)。 1） 硬件方面：I／O通常采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響；對供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而抑制或消除了高頻干擾；對CPU等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁的干擾；對有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。2）， 軟件方面：PLC采用掃描方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起的故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測和自診斷程序，能對系統(tǒng)硬件電路的故障實(shí)現(xiàn)檢測和判斷；當(dāng)外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。（2） 功能完善、擴(kuò)展方便、組合靈活、實(shí)用性強(qiáng) 現(xiàn)代PLC具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出（I/O）接口、各種擴(kuò)展單元和特殊功能模塊，可以方便靈活的組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。 （3） 編程簡單、使用方便 PLC采用面向控制過程和操作者的“自然語言”—梯形圖作為基本編程語言，容易學(xué)習(xí)和掌握。PLC控制系統(tǒng)采用軟件編程來實(shí)現(xiàn)控制功能，當(dāng)生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新時(shí)，可在不改變硬件設(shè)備的情況下，方便地改變控制程序，具有很強(qiáng)的靈活性和“柔性”。（4） 體積小、質(zhì)量輕，是實(shí)現(xiàn)“機(jī)電一體化”的理想產(chǎn)品 由于PLC內(nèi)部電路主要采用微電子技術(shù)設(shè)計(jì)，因此它具有結(jié)構(gòu)緊密、體積小巧、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，可簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè)備。（5） 性價(jià)比高 PLC完善的功能、可靠的性能以及諸多實(shí)用的特點(diǎn)，使其具有較高的性價(jià)比。 目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 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(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑 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(shí)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。 運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)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(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)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。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。 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(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。 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≈票怼?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)。 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(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。 可編程控制器（簡稱PLC）是以微處理器為核心，將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及通信技術(shù)融為一體的一種新型的高可靠性的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。它具有控制能力強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡單、使用方便、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在各種控制中，迅速地改變著工廠自動(dòng)化的面貌和進(jìn)程，成為當(dāng)今及今后工業(yè)控制的主要手段和重要的自動(dòng)化控制設(shè)備。因此專家認(rèn)為，可編程控制器技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造以及機(jī)器人技術(shù)，將成為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。第二節(jié) 可編程控制器的分類、主要技術(shù)指標(biāo)及生產(chǎn)廠家一、 PLC的分類 目前PLC的產(chǎn)品種類很多，型號規(guī)格也不統(tǒng)一，通?？煞譃?種形式。1. 按I／O點(diǎn)數(shù)和程序容量分類PLC按I／O點(diǎn)數(shù)和程序容量可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)3類。（1） 小型機(jī) 輸入輸出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下的PLC稱為小型機(jī)。有時(shí)把64點(diǎn)以下的叫微型機(jī)，其用戶程序容量一般小于4K字。以開關(guān)量輸入／輸出為主，主要功能有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算。其特點(diǎn)是價(jià)格低廉、體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊，適合于替代繼電器、接觸器控制的單機(jī)控制場合。（2） 中型機(jī)中型PLC的I／O點(diǎn)數(shù)在256~2048點(diǎn)之間，也以開關(guān)量輸入／輸出為主，用戶程序容量一般小于32K字。它除了具有小型機(jī)功能外，還具有模擬量控制功能和通信聯(lián)網(wǎng)功能，有較豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度?？蓱?yīng)用于較為復(fù)雜的連續(xù)生產(chǎn)過程控制。（3） 大型機(jī) 大型機(jī)PLC的I／O點(diǎn)數(shù)在2408點(diǎn)以上，用戶程序容量大于32K字，并可擴(kuò)展。除一般類型的輸入／輸出模塊外，還有特殊類型的型號除了模塊和智能控制單元，能進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算、PID調(diào)節(jié)、整數(shù)、浮點(diǎn)運(yùn)算和二進(jìn)制、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算等；還具有自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，可構(gòu)成三級通信網(wǎng)。適合于自動(dòng)化控制、過程控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的自動(dòng)化。2. 按結(jié)構(gòu)形式分根據(jù)PLC的外形和硬件安裝結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，PLC可分為整體式、模塊式和混合式3種。（1） 整體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)又稱箱體式或單元式結(jié)構(gòu)，它是把PLC的CPU、存儲(chǔ)器、I／O接口、電源、通信端口等都合裝在一個(gè)金屬或塑料機(jī)殼內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊。機(jī)殼內(nèi)的兩側(cè)安裝輸入、輸出接線端子和電源進(jìn)線，并有相應(yīng)的指示燈顯示。面板上有編程器插座、通信口插座、外存儲(chǔ)器插座和擴(kuò)展單元接口插座等，同時(shí)也配有多種功能的擴(kuò)展單元。體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格低，適用于工業(yè)生產(chǎn)中的單機(jī)控制。（2） 模塊式結(jié)構(gòu)為了擴(kuò)展方便，大中型PLC和部分小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。PLC由機(jī)架和模塊兩部分組成，模塊安插在插座上，模塊插座焊在機(jī)架總線連接板上，有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC通常把CPU、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口等均作成各自相互獨(dú)立的模塊，功能單一、品種繁多。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際要求配置。這種結(jié)構(gòu)PLC具有較多的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)，且具有擴(kuò)展方便和模塊組合靈活的特點(diǎn)，適用于復(fù)雜的過程控制。二、 PLC的主要技術(shù)性能指標(biāo) 各公司產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)不同，各有特色。一般可按CPU檔次、I／O點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)容量、掃描速度、網(wǎng)絡(luò)功能等方面來衡量PLC的性能。PLC性能指標(biāo)是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型的重要依據(jù)。（1） I／O點(diǎn)數(shù) I／O點(diǎn)數(shù)是PLC最重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，是指PLC能夠處理的輸入、輸出端子的總數(shù)（它通常開關(guān)量的輸入、輸出用點(diǎn)數(shù)來表示，模擬量的輸入、輸出用通道數(shù)來表示）。它決定了PLC在實(shí)際應(yīng)用中的規(guī)模大小。I／O點(diǎn)數(shù)包括主機(jī)的I／O點(diǎn)數(shù)和最大的可擴(kuò)展的點(diǎn)數(shù)，I／O點(diǎn)數(shù)越多，越能夠控制的器件和設(shè)備越多。（2） 內(nèi)存容量 PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器和用戶應(yīng)用存儲(chǔ)器兩部分，主要用