1. PLC基礎知識簡介
在自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，應用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學/制葯（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業。為了使各位初學者更方便地了解PLC，本文對PLC的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介，以期對各位網友有所幫助。
一、PLC的發展歷程
在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。
個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可編程式控制制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現在，仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程式控制制領域，在某些應用上取代了在過程式控制制領域處於統治地位的DCS系統。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。
二、PLC的構成
從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。
三、CPU的構成
CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。
CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶元、匯流排介面及有關電路。內存主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。
在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震盪信號控制。運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。
四、I/O模塊
PLC與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態的信號，模擬量是指連續變化的量。常用的I/O分類如下：
開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。
五、電源模塊
PLC電源用於為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。
六、底板或機架
大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。
七、PLC系統的其它設備
1、編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用於編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟體）充當編程器。
2、人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟體）充當人機界面非常普及。
3、輸入輸出設備：用於永久性地存儲用戶數據，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，列印機等。
八、PLC的通信聯網
依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網路在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。
PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232介面，還有一些內置有支持各自通信協議的介面。
PLC的通信，還未實現互操作性，IEC規定了多種現場匯流排標准，PLC各廠家均有採用。
對於一個自動化工程(特別是中大規模控制系統)來講，選擇網路非常重要的。首先，網路必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展；其次，針對不同網路層次的傳輸性能要求，選擇網路的形式，這必須在較深入地了解該網路標準的協議、機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統成本、設備兼容性、現場環境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網路標准。
2. plc可編程式控制制器的發展及應用
1. 什麼是PLC？
國際電工委員會（IEC）在1987年2月頒布了PLC的標准草案（第三稿），草案對PLC作了如下定義：「可編程序控制器是一種數字運算操作的電子裝置，專為在工業環境下應用而設計。它採用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關的外圍設備都應按易於與工業控制系統連成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。」可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術而發展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。
2. PLC可編程式控制制器的產生
2.1 隨著半導體技術，尤其是微型計算機和微處理器技術的發展，在20世紀70年代初期、中期，設計製造出可編程邏輯控制器PLC，它能完成順序控制，僅有邏輯運算、定時、計數等控制功能。
2.2 20世紀70年代末至80年代初，可編程式控制制器的處理速度大提高，增加了許多特殊功能，使得可編程式控制制器不僅可以進行邏輯控制，還可以對模擬量進行控制。
2.3 20世紀80年代以來，隨著大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展，以16位和32位微處理器為核心的可編程式控制制器也得到迅猛發展，其功能越來越強。PLC具有了高速計數、中斷技術、PID調節、數據處理和數據通信功能。
2.4 1985年1月國際電工委員會(IEC)制定了PLC的標准。
3. PLC的特點
3.1 可靠性高，抗干擾能力強
3.2 通用性強，使用方便
3.3 採用模塊化結構，系統組合靈活方便
3.4 編程語言簡單、易學，便於掌握
3.5 系統設計周期短
3.6 對生產工藝以身試法適應性強
3.7 安裝簡單、調試方便、維護工作量小
4. 可編程式控制制器的分類
4.1 按輸入/輸出點數分
a) 小型機：小型PLCI/O總點數在256點以下，用戶程序存儲容量在4KB左右。
b) 中型機：中型PLCI/O總點數在256∽2048點之間，用戶程序存儲容量在8KB左右。
c) 大型機：大型PLCI/O總點數在2048點以上，用戶程序存儲容量在16KB以上。
4.2 按結構形式分
a) 整體式
b) 模塊式
3) 按生產廠家分
在全世界有上百家PLC製造商，其中佔PLC市場80%以上的生產公司是：德國的西門子（SIEMENS）公司、法國的施耐德（SCHNEIDER）自動化公司、日本的歐姆龍（OMRON）和三菱公司。
5. PLC的應用
5.1 開關量邏輯控制
5.2 模擬量控制
5.3 過程式控制制
5.4 定時和計數控制
5.5 順序控制
5.6 數據處理
5.7 通信和聯網
6. PLC的發展趨勢
6.1 系列化、模塊化
6.2 小型機功能強化
6.3 中、大型機高速度、高功能、大容量
6.4 低成本
6.5 多功能
7. 可編程式控制制器技術性能指標
7.1 I/O點數
I/O點數是指PLC外部I/O端子的總數。如FX毓的I/O點數最多為256。
7.2 掃描速度
一般指執行指令的時間，單位是μs/步，有時也以執行1000步指令的時間計，單位為ms/千步，通常為10ms，小型PLC的掃描時間可能大於40s。
7.3 內存容量
通常以PLC所能存放用戶程序的多少來衡量。
7.4 指令系統
PLC指令的多少是衡量其軟體功能強弱的主要指標。PLC具有的指令種類越多，它的軟體功能則超強。
7.5 內部寄存器
寄存器的配置情況是衡量PLC硬體功能的一個指標。這些寄存器主要用以存放變數狀態、結果和數據等。