PLC概述和主要特点

PLC发展概述

可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称PLC，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的，从最初的逻辑控制、顺序控制，发展为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。它具有可靠性高、模块化组合灵活、功能强、编程方便、适应工业环境、安装维护简单以及运行速度快等特点。由于它具有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛，已经被称为现代工业的三大支柱(即PLC、机器人和CAD／CAM)之一。

PLC是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的，它既不同于普通的计算机，又不同于一般的计算机控制系统，作为一种特殊形式的计算机控制装置，它在系统结构，硬件组成，软件结构以及多通道用户界面等许多方面都有其特殊性。从原理上说，可编程控制器和计算机是一致的，为了和工业控制相适应，PLC采用扫描原理来工作。之所以采用这样的工作方式，是因为PLC是由继电器控制发展而来的，而CPU 扫描用户程序的时间远远短于继电器的动作时间，只要采用循环扫描的方法就可以解决其中的矛盾。循环扫描的工作方式是PLC区别于普通的计算机控制系统的一个重要方面。

虽然各种PLC的组成各不相同，但是在结构上是基本相同的，一般由CPU、存储器、输入输出设备(I/O)和其他可选部件组成。其他的可选部件包括编程器、外存储器、模拟I/O盘、通信接口、扩展接口等。CPU是PLC的核心，它用于输入各种指令，完成预定的任务起到了大脑的作用；存储器包括随机存储器RAM和只读存储器ROM，通常将程序以及所有的指定参数同化在ROM中，RAM则为程序运行提供了存储实时数据与计算中间变量的空间；输入输出系统(I/O)使过程状态和参数输入到PLC的通道以及实时控制信号输出的通道，这些通道可以有模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、脉冲量输入等，使PLC的应用十分广泛。

今天的PLC已经开始用于闭环控制，不仅如此，随着其扩展能力和通信能力的发

展，它也越来越多地应用到了复杂的分布式控制系统中。PLC自1969年问世以来，它按照成熟而又有效的继电器控制概念和设计思想，不断利用新科技，新器件，尤其和现在飞速发展的计算机技术相联系，逐步形成一门较为独立的新兴技术和具有特色的产品，同时也逐步发展成为一类解决自动化问题的有效而且便捷的方式。PLC 自身具有的完善功能，模块化的结构，以及开发容易、操作方便、性能稳定、可靠性高的特点和较高的性价比，使其在工业生产中的应用前景越发看好，而且随着集成电路的发展和网络时代的到来，PLC必将能够有更大的用武之地。

PLC 的主要特点

(1)高可靠性，抗干扰能力强

在PLC控制系统中，大量的开关动作是由无触点的半导体电路完成的，因触电不良等原因造成的故障大为减少。

所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离；各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰；采用性能优良的开关电源；对采用的器件进行严格的筛选；良好的自诊断功能，一旦电源或其他软硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施以防止故障扩大；大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统，使可靠性更进一步提高。

(2)丰富的I/O 接口模块

PLC针对不同的工业现场信号如交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位、强电或弱电等有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀。

直接连接另外为了提高操作性能它还有多种人机对话的接口模块；为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。

(3) 采用模块化结构

为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外，绝大多数PLC均采用模块化结构，PLC的各个部件包括CPU电源I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

(4) 编程简单易学

PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

(5) 安装简单维修方便

PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障，由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。