【正文】 等方面來衡量PLC的性能。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。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。（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)。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。（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。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。（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。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。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(chǎng)合。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。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。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。 可編程控制器（簡(jiǎn)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。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)。數(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)。 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。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。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。 過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。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。 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。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。 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。（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。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”。（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。 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(duì)PLC的影響；對(duì)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(duì)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(duì)有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。 （1） 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)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?？删幊炭刂破鲗鹘y(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。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。它是一種面向生產(chǎn)過程控制的數(shù)字電子裝置。 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。工業(yè)控制機(jī)對(duì)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。PLC 但它對(duì)使用者的技術(shù)水平要求較高，即應(yīng)具有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。它采用的梯形圖編 程語(yǔ)言很受熟悉繼電器控制而不熟悉計(jì)算機(jī)的電氣技術(shù)人員的歡迎。它在硬件結(jié)構(gòu)方面的突出優(yōu)點(diǎn)是總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，產(chǎn)品兼容性強(qiáng)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是指 能夠與現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制對(duì)象的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接接口，能夠提供各種數(shù)據(jù)采集和控制功能，并能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱工業(yè)控制機(jī)或工控機(jī)。并作了大量的擴(kuò)展改進(jìn)，可以視為繼電器系統(tǒng)的超集，所以，對(duì)于有繼電器 系統(tǒng)方面知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人來說，尤其是現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員，學(xué)習(xí)起來十分方便。 4）新一代PLC除具有遠(yuǎn)程通訊功能以及易于與計(jì)算機(jī)接口實(shí)現(xiàn)群控外，還可通過附加高性能模塊對(duì)模擬量進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制功能，這對(duì)于布線邏輯的繼電器控制系統(tǒng)是無法辦到的。 3）由于PLC采用軟件編制程序來完成控制任務(wù)，所以隨著要求的變更對(duì)程序進(jìn)行修改 顯得十分方便，具有很好的柔性。PLC與傳統(tǒng)的繼電器邏輯相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1）由于采用了大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)，因此可靠性高、邏輯功能強(qiáng)且體積小。 到80年代末期，為適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)(FMS)的發(fā)展，在提高單機(jī)功能的同時(shí)，加強(qiáng)軟件的開 發(fā)，提高通信能力。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都 應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充的原則設(shè)計(jì)”。 1985年1月國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)可編程序控制器給出如下定義“可 編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal可編程序控制器的設(shè)計(jì)和制造者及時(shí)吸收了微型計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，引入了微處理器和其它大規(guī)模集成電路，誕生了新一代的可編程序控制器。但這一時(shí)期它主要用 于順序控制，雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但當(dāng)時(shí)只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱PLC(ProgrammableLogic Controller)。 1969年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司(DEC)研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并成功地應(yīng)用在GM公司的生產(chǎn)線上。這就是著名的GM 10條。輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥等；9)在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；7)體積小于繼電器控制柜；5)維護(hù)方便，最好是插件式；3) 其主要內(nèi)容是：1) 20世紀(jì)60年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，由于價(jià)格高、輸入輸出電路不匹配、編程難度大以及難于適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等原因，未能在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得推廣。PLC的應(yīng)用已成為一個(gè)世界潮流，在不久的將來PLC技術(shù)在我國(guó)將得到更全面的發(fā)展。第三章 可編程控制器的概況 第一節(jié) 可編控制器的產(chǎn)生與應(yīng)用 可編程控制器（PLC）是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、和通信技術(shù)為一體放入新型自動(dòng)控制技術(shù)。從而可以在輸出端U、V、W三相上得到相位互差120176。提供控制信號(hào)的回路稱為主控制電路，控制電路由以下電路構(gòu)成:頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”。3. 控制電路 現(xiàn)在變頻調(diào)速器基本系用16位、32位單片機(jī)或DSP為控制核心，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。 1. 整流電路 整流電路的功能是把交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源。因此，交流變頻調(diào)速已逐漸取代了過去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水等領(lǐng)域。第二節(jié) 變頻器的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)容 ，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)從理論到實(shí)際逐漸走向成熟。 ⑦ 應(yīng)用32位MCU、DSP及ASIC等器件，實(shí)現(xiàn)變頻器的高精度，多功能。 ⑤ 無速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等技術(shù)的應(yīng)用將趨于成熟。 ③ 更高電壓、更大電流的新型電力半導(dǎo)體器件將應(yīng)用在高壓變頻器中。因此，未來高壓變頻調(diào)速技術(shù)也將在這兩方面得到發(fā)展，其主要表現(xiàn)為：　① 高壓變頻器將朝著大功率，小型化，輕型化的方向發(fā)展。交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合，機(jī)電一體的綜合技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它必定會(huì)分成功率和控制兩大部分。隨著變頻技術(shù)的高速發(fā)展與產(chǎn)品功能的拓展，變頻器在水泥、電梯、印刷、電力等現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)以及醫(yī)學(xué)、通訊、交通、運(yùn)輸、電力、電子、環(huán)保等領(lǐng)域得到空前的發(fā)展和應(yīng)用，幾乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)都與變頻器密不可分。 ⑩ 部分廠家已經(jīng)開發(fā)出四象限運(yùn)行的高壓變頻器 一般變頻器的節(jié)電率在20%30%左右，最高甚至可超過50%，變頻器的節(jié)能效果與應(yīng)用環(huán)境的工況參數(shù)十分相關(guān)。 ⑧ 與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距在縮小，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品正應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中。 ⑥ 生產(chǎn)工藝一般，可以滿足變頻器產(chǎn)品的技術(shù)要求，價(jià)格相對(duì)低廉?！、?國(guó)內(nèi)高壓變頻器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有待規(guī)范。 ② 具有研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的逐年增加。隨著技術(shù)研究的進(jìn)一步深入，在理論上和功能上國(guó)產(chǎn)高壓變頻器已經(jīng)可以與進(jìn)口變頻器相比肩，但是受工藝技術(shù)的限制，與進(jìn)口產(chǎn)品的差距還是比較明顯。