认识PLC可编程控制器 什么是PLC 学习PLC培训 PLC编程入门 电气自动化

PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。DCS集散系统: DCS英文全称 DISTRIBUTED ConTROL SYSTEM ,中文全称为集散型控制系统。DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的，尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。DCS一般由五部分组成：1：控制器2：I/O板 3：操作站 4：通讯网络 5：图形及编程软件。

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一、PLC的发展历程

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。　

二、PLC的构成

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。　　

三、CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。　　

四、I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。　　

五、电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。　　

六、底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。　　

七、PLC系统的其它设备

1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。

2、人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

3、输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。　　　

八、PLC的通信联网

依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。

对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。

有些老电工，不会PLC（可编程控制器）一起了解一下

一起了解一下PLC

一、PLC是 Programmmable Logic Controller 的缩写，即可编程理积控制器。

IEC对PLC的定义是:PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻佃运算、顺序控制、定时、日数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是针对继电器系统的缺陷和现代社会对制造业的要求而出现的。

二、传统控制柜的缺点（电柜）

我们知道在继电控制系统中，作为单台装置，继电器本身是比较可靠的,但是对于复杂的控制系统，如果某一个继电器损坏，甚至某一个继电器的某一个触点接触不良，都会影响整个系统的正常运行。

查找和排除故障往往是非常困难的，有时可能会花费大量的时间。继电器本身并不贵，但是控制柜内部的安装、接线工作量极大，因此整个控制柜的价格相当的高。如果工艺要求发生变化，控制柜内的元件和接线需要做相应的变动，这种改造工期长。费用高，以至于有的用户宁愿扔掉旧的控制柜，另外制作一台新的控制柜。这就是继电控制系统的缺陷。

现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。老式的继电器控制系统已经成为实现这一目标的巨大障碍，显然需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制系统，使电气控制系统的工作更加的可靠,更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。

PLC就是在这种工业需求和市场需求的背景下出现的。

从1969年美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台PLC以来，也不过才短短的40年，但PLC控制技术已得到异常迅猛的发展，并在各种工业控制领域、公共事业、新闻传播等各个方面都获得了广泛的应用。由于PLC广泛地应用在所有的工业部门，也就迫切需要越来越多的工业技术人员掌握应用PLC技术。可以预见，将来，PLC技术和变频器技术会和普通的电工技术一样为越来越多的电工技术人员所掌握，这也是为什么学好PLC技术和变频器技术成为越来越多电工的学习需求。

2.PLC的特点

1)编程方法简单易学

考虑到企业中一般电气技术人员和技术工人的传统读图习惯，可编程序控制器配备了易于接受和掌握的梯形图语言。

梯形图的语言的电路符号和表达方式与继电器电路原理图相当接近，只用PLC的二十几条开关量逻辑控制指令就可以实现继电器电路的功能。

通过阅读PLC的使用手册或接受短期培训，电气技术人员或者技术工人只需几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。简易编程器的操作和使用也很简单。上述特点是PLC近年来获得迅速普及的原因之。

2)硬件配套齐全，用户使用方便

PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户不必自己设计和制作。用户在硬件方面的设计工作，只是确定可编程序控制器的硬件配置和设计外部接线图而已。LC的安装接线也很方便，各种外部接线都有相应的接线端子。

PLC的输入/输出端可以直接与AC220V或者DC24V的强电信号相接、它还具有较强的负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器的线圈。

3)通用性强，适应性强

由于PLC的系列化和模块化，硬件配置相当的灵活，可以组成能够满足各种控制要求的控制系统。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

4)可靠性高，抗干扰能力强

绝大多数的用户都将可靠性作为选择控制转装置的首要条件。可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。从实际的使用情况来看,用户对PLC的可靠性都相当满意。

PLC用软件取代了继电器系统中容易出现故障的大量触点和接线，这是PLC具有可靠性的主要原因之一。除此之外，PLC还采取了一系列抗干扰、提高可靠性的措施。

5)系统的设计、安装、调试工作量少

PLC 用软件功能取代了控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图所花的时间比设计继电器系统电路图花的时间要少得多。

6)维修工作量小，维修方便

PLC的故障率很低，并且有完善的诊断和显示功能。PLC 或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或者编程器提供的信息迅速查明故障的原因用更换模块的方法迅速排除PLC的故障。

7)体积小，能耗低

以OMRON的CPM1A型超小型PLC(10个I/O点)为例，其底部尺寸仅为90mmx67mm，功耗≤30VA。由于体积小，PLC很容易装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想的控制设备。

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