【正文】 工業(yè)控制裝置很快在美國其他工業(yè)控制領域推廣應用，至1971年，以成功的將PLC用于食品，飲料，冶金，造紙等行業(yè)。1971年日本從美國引進這項新技術，很快研制出了日本第一臺PLC。我國的PLC研制始于1974年，于1977年開始工業(yè)應用。 國際電工委員會1987年頒布的可編程控制器標準草案中對PLC做了如下的定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它采用可編程控制器的存儲器，用來在其內部儲存程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數和算術運算等面向用戶的指令，并通過數字和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。” 可編程控制器的特點 隨著微處理器，計算機和數字通信技術的飛速發(fā)展，計算機控制已擴展到了幾乎所有的工業(yè)領域。它較好地解決了工業(yè)控制領域中普遍關心的可靠性、通用性、靈活性、使用方便等問題?？煽啃愿呤荘LC最突出的優(yōu)點之一。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。如:硬件方面采用隔離、濾波、精選元器件等。（3）應用靈活。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中的大量中間繼電器、時間繼電器、計數器及其它專用功能的器件，使控制系統的設計、安裝、接線工作量大大減少。有豐富的Ｉ／Ｏ接口模塊。PLC具有通信聯網功能，可以實現不同PLC之間聯網，并可以與計算機構成分布式控制系統。大多數PLC采用梯形圖編程方式。操作者通過閱讀PLC操作手冊，可以很快熟悉梯形圖語言，并用來編制一般的用戶程序，這也是PLC獲得迅速普及和推廣的重要原因之一。PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。（8）系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。（9）體積小，重量輕，能耗低。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。表1 可編程控制器規(guī)模分類表類型I/O點數存儲器容量/KB超小型24以下1～2小型242562～8中型25610248～16大型1024819216～64超大型大于819264～256PLC按結構形式分類可分為廂體式和模塊式兩種。廂體式PLC將電源，CPU,I/0等都集中裝在一個機箱內，結構緊湊，體積小，價格低?；締卧獌扔蠧PU,I/O和電源，擴展單元內沒有CPU。模塊式結構的PLC將各部分分成若干個單獨的模塊，如電源模塊，CPU模塊，I/O模塊和各種功能模塊。有的小型PLC也采用模塊式結構。 國外的PLC發(fā)展世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數字設備公司(DEC)研制的。20世紀70年代初出現了微處理器。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。這個階段的另一個特點是世界上生產可編程控制器的國家日益增多，產量日益上升。20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現代工業(yè)的需要。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。目前，我國自己已可以生產中小型可編程控制器。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產廠家。 PLC未來展望21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用。第二章 可編程序控制器的結構和原理 可編程序控制器的基本結構PLC實質上是一種專門用于工業(yè)控制的通用計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，主要有中央處理器(CPU)，存儲器(RAM,ROM)，輸入輸出接口電路（I/O接口），電源及編程設備幾大部分構成。PLC的CPU按照系統程序賦予的功能接收并存儲用戶鍵入的應用程序和數據，檢查電源，存儲器，I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，診斷用戶程序的語法錯誤。二．存儲器PLC是工業(yè)控制計算機，除了硬件以外，還必須有軟件才能正常工作。存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器；存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。PLC的輸出接口往往始于被控對象相連接，被控對象有電磁閥，指示燈，接觸器，小型電動機等。一種是直流（12~14）輸入，另一種是交流（100~120V，200~240V）輸入，第三種是交直流輸入。繼電器輸出型PLC最為常用。晶體管輸出型PLC是通過光耦合器是晶體管截至或導通以控制外部負載電路，并同時PLC內部電路和晶體管輸出電路進行電氣隔離。模塊的PLC，是獨立的電源模塊；整體式PLC電源集成在廂體內。五．編程器編程器是PLC的重要外圍設備。 可編程序控制器的編程語言可編程序控制器可采用的編程語言大致可分為以下兒種:梯形圖(LAD)編程語言、功能塊圖(FBD)編程語言，指令語句編程語言和邏輯表達式編程語言。它沿用了繼電器、觸電、串并聯等術語和類似的圖形符號，并簡化了符號，還增加了一些功能性的指令。軟繼電器各觸電均為存儲器中的一位，表示軟繼相應位為“１”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，它的常開觸點閉合或常閉觸點斷開；表示軟繼相應位為“０”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，他的常開觸點斷開或常閉觸點閉合；（2）功能塊圖(FBD)功能塊圖，是圖形化的高級編程語言，通過軟連接的方法把所需的功能塊圖連接起來，用于實現系統的控制。功能塊圖與梯形圖可以互相轉換。（4） 順序功能圖（SFC）順序功能圖屬于圖形語言，用它經常編制順序控制類程序。（5） 結構化文本（ST）ST被稱為與PASCAL 和C語言一樣的高級編程語言。與語句指令表IL相比，ST語言的優(yōu)點是明顯的：編程任務高度壓縮化的表達格式，在語句塊中有清晰的程序結構。1. 掃描工作原理當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復始重復運行。如圖211所示，整個掃描工作過程包括內部處理、通信服務、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個階段。掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及用戶程序長短有關，典型值為1～100ms。在通信服務階段，PLC與其它智能裝置實現通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容等。當PLC處于運行（RUN）狀態(tài)時，除完成內部處理和通信服務工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。當PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用， 而且還可通過CPU內部設置的監(jiān)視定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定時間，避免由于CPU內部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)。a)在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序對所有輸入端的輸入狀態(tài)進行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時輸入映象寄存器被刷新。b)在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進行掃描執(zhí)行。當遇到程序跳轉指令時，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序是否跳轉。對于元件映象寄存器來說，其內容會隨程序執(zhí)行的過程而變化。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅動外部負載。當PLC進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。第三章 PLC與繼電器、單片機的異同 什么是PLCPLC是什幺呢？PLC的全稱是Programmable Lo