【正文】 的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC 有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)?？善绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。 PLC相對(duì)于繼電器線路的優(yōu)勢(shì)功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 一臺(tái)小型 PLC 內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。但是，這也是隨之帶來(lái)的一些問(wèn)題。 控制繼電器存在的缺點(diǎn)今天繼電器已應(yīng)用到家庭及工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。可靠性和可維護(hù)不同，由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損，電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性差。定時(shí)和計(jì)數(shù)控制不同，電器控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化影響，定時(shí)精度不高。組成器件不同，繼電器控制線路是許多真正的硬繼電器組成的，而梯形圖是由許多所謂“軟繼電器”組成的。而 PLC 的用戶程序按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串聯(lián)工作方式。系統(tǒng)連線少，體積小，功耗小，而且 PLC 所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無(wú)限的，PLC 系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性好。另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性受到很大性質(zhì)。用戶可以選擇 CPU 單元、通信單元、電源單元或 I/O 單元甚至整個(gè)系統(tǒng)的冗余配置，使得整個(gè) PLC 系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步加強(qiáng)。隨著專用集成電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuits)和表面安裝技術(shù)(SMT，SurfaceMout Technology)在 PLC 硬件設(shè)計(jì)上的運(yùn)用，使得 PLC 產(chǎn)品硬件元件數(shù)量更少，集成度更高，體積更小，其可靠性更高。IPC 型控制器除了采用梯形圖、指令表編程以外，還可以用 IEC1131 規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言以及C、Basic 等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程。如 FESTO 總線、Profibus、ASI、CAN 等，以及各種網(wǎng)絡(luò)連接模塊，如 Novell 等，從而使 PLC 與 PLC、PLC 與 PC、PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間建立通訊聯(lián)網(wǎng)。(3) 進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)功能，以實(shí)現(xiàn)信息管理自動(dòng)化。例如，德國(guó)FESTO 公司的 IPC(Industrial PC)由一系列符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成，它與微機(jī)兼容且具有 PLC 的功能。此外，開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC 融入更加開(kāi)放的工業(yè)控制行業(yè)。隨著軟 PLC（SoftPLC）控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這些事實(shí)使傳統(tǒng) PLC 供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng) PLC 的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開(kāi)放的高姿態(tài)。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè) PC 面前，PLC 將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC 提供一定的市場(chǎng)份額。PLC 需要解決的問(wèn)題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開(kāi)放性和價(jià)格。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還要作綜合分析，要看使用了 PLC 能否帶來(lái)效益，然后，再分析使用哪家的 PLC 效益更好些。一般講，同樣技術(shù)性能的 PLC，價(jià)格低其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就好。所以，這個(gè)指標(biāo)也是重要的。其實(shí)，使用 PLC，還要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。鑒于可靠工作是 PLC 的重要特點(diǎn)，至關(guān)重要，故有關(guān)提高 MTBF 及降低MTTR 的措施如何，以及 PLC 的 MTBF 與 MTTR 值也成為 PLC 性能的重要指標(biāo)。而從上式可知，MTBF 越大，MTTR 越小，則 A 越大?？煽看胧┑哪康氖窃黾?PLC 平均故障間隔時(shí)間、MTBF（Mean Time Between Failure）及減少 PLC 的平均修復(fù)時(shí)間、MTTR（Mean Time ToRepair） ，以提高 PLC 的有效度 A（Availability） ?？煽靠刂茷槭?PLC 能可靠工作，在硬件與軟件兩個(gè)方面 PLC 廠家都采取了很多措施，對(duì)一些特殊可靠要求的 PLC，還有相應(yīng)的特殊的措施，如熱備、冗余等等。這方面的軟件已日益受到重視。有的 PLC 廠家或第三方廠家還開(kāi)發(fā)了使用 PLC 的組態(tài)軟件，用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)PLC 控制系統(tǒng)監(jiān)控，以及與 PLC 交換數(shù)據(jù)。所以，多數(shù)支持編程的軟件，也具有監(jiān)視 PLC 工作的功能。只是要下力氣去開(kāi)發(fā)，以及市場(chǎng)有這個(gè)需要。如 GE－FANAC 的PLC 就提供有可用 C 語(yǔ)言編程的軟件。而編寫(xiě)這個(gè)轉(zhuǎn)換的軟件工作量很大，當(dāng)然應(yīng)由有關(guān)廠家開(kāi)發(fā)與提供。關(guān)鍵在于要把用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言，或直接轉(zhuǎn)換成 PLC 所能識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言，PLC 編程也可以使用高級(jí)語(yǔ)言，如 BASIC、C 語(yǔ)言等。用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。這種語(yǔ)言，梯形圖與流程圖兩者兼用，可使PLC 程序結(jié)構(gòu)化。日本 OMRON 公司開(kāi)發(fā)的 F 系列機(jī)就是使用這種語(yǔ)言。流程圖語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言也有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只是它對(duì)應(yīng)的符號(hào)語(yǔ)言與梯形圖的對(duì)應(yīng)不一樣。多數(shù)是在計(jì)算機(jī)對(duì) PLC 編程時(shí)，才使用這種語(yǔ)言。這種語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言有對(duì)應(yīng)關(guān)系，很容易互相轉(zhuǎn)換，并便于電氣工程師了解與熟悉，故用得很普遍，幾乎所有的 PLC 都開(kāi)發(fā)有這種語(yǔ)言。所以，多數(shù) PLC 都配備有這種語(yǔ)言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，PLC 的指令系統(tǒng)就是用這種語(yǔ)言表達(dá)的。它之所以能使用一些助記符語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言，以至高級(jí)語(yǔ)言，全靠為使用這些語(yǔ)言而開(kāi)發(fā)的種種軟件。支持軟件為了便于編制 PLC 程序，多數(shù) PLC 廠家都開(kāi)發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。以上只是指出幾個(gè)例子，說(shuō)明要從哪幾個(gè)方面了解 PLC 指令，從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響 PLC 的性能。狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄 PLC 及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對(duì)提高PLC 控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。流程控制指令，用以控制程序運(yùn)行流程。數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送、移位等等。PLC 的指令繁多，但主要的有這么幾種類型：基本邏輯指令，用于處理邏輯關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。你不懂 PLC 指令怎么編程，沒(méi)有程序，PLC 又怎么工作？PLC 的指令越來(lái)越多，越來(lái)越豐富。內(nèi)部器件也是 PLC 指令的操作數(shù)，不弄清楚是無(wú)法編程的。大型機(jī)的 DM 可達(dá) 10K 以至幾十 K。如日本 OMRON公司的 CQM1 機(jī)，其 DM 區(qū)就有 6k 字。趨勢(shì)也是越來(lái)越大。多以字、兩字或多字為單位予以使用，是 PLC 進(jìn)行模擬量控制，或記錄數(shù)據(jù)所必不可少的。可進(jìn)行什么樣的計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)范圍多大，怎么設(shè)定，有多少計(jì)數(shù)器，則是 PLC 計(jì)數(shù)器性能的代表指標(biāo)。定時(shí)器有多少，設(shè)定范圍有多大，設(shè)定值的分辨率又是多少，這些都代表定時(shí)器件的性能。定時(shí)器，可進(jìn)行定時(shí)控制。再上電后可繼續(xù)丟電前的狀態(tài)。一般講，內(nèi)部繼電器數(shù)比 I/O 繼電器要多得多。它與 I/O 繼電器區(qū)相聯(lián)系著，有時(shí)與后者相聯(lián)系進(jìn)行處理。它與 PLC 所能控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。它也是代表 PLC 性能的重要指標(biāo)。但通過(guò)運(yùn)行程序進(jìn)行使用時(shí)，給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。大型 PLC 的內(nèi)存容量可達(dá)幾十 k，以至于一百多 k。內(nèi)存大，可存儲(chǔ)的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。CPU 既要具備訪問(wèn)這些內(nèi)存的能力，還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序，個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。這就是把工作速度作為 PLC 第一指標(biāo)的原因。工作速度關(guān)系到 PLC 對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度，是 PLC 對(duì)系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提。多數(shù) PLC 都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng)，快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。一般的作法是采用輸入中斷，然后再輸出即時(shí)刷新，即中斷程序運(yùn)行后，有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新，而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，PLC 有種種措施。對(duì)一般的輸入信號(hào)，這個(gè)延遲雖可以接受，但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，就不能接受了。這個(gè)性輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。組成模塊PLC 的結(jié)構(gòu)雖有箱體及模塊式之分，但從質(zhì)上看，箱體也是模塊，只是它集成了更多的功能。規(guī)模大的 PLC 指令條數(shù)多，指令的功能也強(qiáng)，才能應(yīng)付對(duì)點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。所以，規(guī)模大，所使用的模塊也多。如控制規(guī)模為 1024 點(diǎn)，那就得有1024 條 I/O 電路。這個(gè)區(qū)大，相應(yīng)地內(nèi)部器件也要增多，這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)。規(guī)模大，用戶程序長(zhǎng)，要求有更大的用戶存儲(chǔ)區(qū)。所以，大型 PLC 的工作速度總是比小的要快。因?yàn)橐?guī)模大了，用戶程序也長(zhǎng)，執(zhí)行指令的速度不快，勢(shì)必延長(zhǎng) PLC 循環(huán)的時(shí)間，也必然會(huì)延長(zhǎng) PLC 對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)?？刂埔?guī)?？刂埔?guī)模代表 PLC 控制能力，看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制?？刂撇患皶r(shí)，就不可能準(zhǔn)確與可靠，特別是對(duì)一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。性能高的、大型的 PLC 響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來(lái)衡量：一是能否對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)作快速響應(yīng)；二是快速響應(yīng)的速度有多快。不同的 PLC 措施也不完全相同，提高響應(yīng)速度的效果也不同。對(duì)急需處理的輸入信號(hào)延遲多長(zhǎng)時(shí)間 PLC 能予以響應(yīng)，要另作要求。這時(shí)，要多等待一個(gè)周期，PLC 的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。不理想時(shí)，還要多延長(zhǎng)一個(gè)周期。從討論 PLC 的工作原理知，從對(duì) PLC 加入輸入信號(hào)，到 PLC 產(chǎn)生輸出，最理想的情況也要延遲一個(gè)PLC 運(yùn)行程序的周期。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步，這個(gè)時(shí)間還在縮短。但各種 PLC 總有一些基本指令，而且各種的 PLC 都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。少的幾十條，多的幾百條。PLC 的指令是很多的。工作速度是 PLC 工作的基礎(chǔ)。 PLC 的功能（1） 邏輯控制 （2） 定時(shí)控制 （3） 計(jì)數(shù)控制 （4） 步進(jìn)（順序）控制 （5） PID 控制（6） 數(shù)據(jù)控制 (PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力)（7） 通信和聯(lián)網(wǎng) （8） 其它 PLC 還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT 模塊。（5）安裝簡(jiǎn)單維修方便。（4）編程簡(jiǎn)單易學(xué)。（3）采用模塊化結(jié)構(gòu)。 電磁線圈。 接近開(kāi)關(guān)。有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕。（2）豐富的 I/O 接口模塊。6）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，以防止故障擴(kuò)大。4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms。 PLC的基本性能指標(biāo) PLC 的主要特點(diǎn) （1）高可靠性。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或 110VAC） ，直流電源（常用的為 24VAC） 。