可編程序控制器

20世紀60年代，由於小型計算機的出現和大規模生產及多機羣控的發展，人們曾試圖用小型計算機來實現工業控制，代替傳統的繼電接觸器控制。但採用小型計算機實現工業控制價格昂貴，輸入、輸出電路不匹配，編程技術複雜，因而沒能得到推廣和應用。

20世紀60年代末期，美國汽車製造工業競爭激烈，為了適應生產工藝不斷更新的需要，在1968年美國通用汽車公司首先公開招標，對控制系統提出的具體要求基本為①它的繼電控制系統設計週期短，更改容易，接線簡單，成本低；②它能把計算機的功能和繼電器控制系統結合起來。但編程又比計算機簡單易學、操作方便；③系統通用性強。

1969年美國數字設備公司根據上述要求，研製出世界上第一台可編程序控制器，並在通用公司汽車生產線上首次應用成功，實現了生產的自動控制。其後日本、德國等相繼引入，可編程序控制器迅速發展起來。但這一時期它主要用於順序控制，雖然也採用了計算機的設計思想，但當時只能進行邏輯運算，故稱為可編程序邏輯控制器，簡稱PLC（Programmable Logic Controller）。

20世紀70年代後期，隨着微電子技術和計算機技術的迅猛發展，可編程邏輯控制器更多地具有計算機功能，不僅用邏輯編程取代硬接線邏輯，還增加了運算、數據傳送和處理等功能，真正成為一種電子計算機工業控制裝置，而且做到了小型化和超小型化。這種採用微電腦技術的工業控制裝置的功能遠遠超出邏輯控制、順序控制的範圍，故稱為可編程序控制器，簡稱PC（Programmablc Controller）。但由於PC容易和個人計算機（Personal Computer）混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。

（1）可靠性高，抗抗干擾能力強（平均無故障時間一般可達3—5萬小時）

（2）維修方便

（3）靈活、通用

（4）功能完善

（5）接線簡單

（6）編程簡單，使用方便

PLC的工作原理就是無限循環掃描，掃描過程是，初始化處理；處理輸入信號階段；程序處理階段；處理輸出信號階段。掃描週期過程是T=（讀入一點時間*點數）+（運算速度*程序步數）+故障診斷時間。

（1）工作環境，一般PLC的工作的温度為0攝氏度到55攝氏度，最高為60攝氏度，存儲温度為-20攝氏度至+85攝氏度；相對温度為5%~95%。（空氣條件，周圍不能混有可然性，易爆性和腐蝕性氣體）

（2）耐振動，衝擊性能強，一般PLC能承受振動和衝擊頻率為10~55HZ，振幅為0.5mm加速度為2g，衝擊為10g

（3）循環掃描，一週期掃描時間為10ms左右，因此PLC故障率低，不易壞，可靠性高。

（1）開關量邏輯控制

（2）模擬量閉環控制

（3）數字量智能控制

（4）數據採集與監控

（5）通訊，聯網及採集控制

整體式：CPU單元，存儲器，I/O單元，安裝在同一機體內，構成主機。

組合式：所有單元都分散在模塊上，不同的模塊可以實現不同的功能。

小型機：控制點數100~500點左右。（整體試）

中形機：控制點數500~1000點左右。（整體試）

大型機：控制點數1000以上（組合試）。

什麼是開關量?什麼是模擬量?

開關量僅有兩種相反的工作狀態，例如高電平和低電平，繼電器線圈的通電和斷電，觸電的接通和斷開，PLC可以直接輸入和輸出開關量信號。有的PLC（例如西門子的S7系列）將開關量稱為數字量。

模擬量是連續變化的物理量，例如電壓，温度，壓力和轉速等PLC，不能直接處理模擬量，需要用模擬量輸入模塊中的A/D轉換器，將模擬量轉換為與輸入信號成正比的數字量。PLC中的數字量（例如PID控制器的輸出）需要用模擬量輸出模塊中的D/A轉換器將它們轉換為與相應數字成比例電壓或電流，供外部執行機構（例如電動調節閥或變頻器）使用。

那麼什麼是開關量?什麼是模擬量?

開關量不是通電，就是斷電，或稱為0和1，0代表通電，1代表斷電。例如，按鈕，開關，時間繼電器，過電流壓力繼電器，這類屬於輸入，輸出的有接觸器，繼電器，電磁閥，等

模擬量是一種連續變化的量，例如，輸入的有：傳感器，（好多種）輸出的有：伺服電動機，電磁閥，距離，速度，等控制信號。

換句説法説：開關量是真實物體，而模擬量是一個虛擬物體，比如在電腦上畫畫等.

哪些編程語言最常用?

梯形圖是使用最多的PLC圖形語言。梯形圖與繼電器電路相似，具有直觀易懂的優點，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適合於開關量邏輯控制。

語句表是一種類似於微機的彙編語言的文本語言，多條語句組成一個程序段。語句表的輸入方便快捷，還可以在沒條語句的後面加上註釋，便於複雜程序的閲讀和理解。在設計通訊，數字運算等高級應用程序時建議使用語句表，語句表程序較難閲讀，其中的邏輯關係很難一眼看出，在設計有複雜的觸電控制電路的程序時最好使用梯形圖語言。

功能塊圖用類似於與門、或門的方框來表示邏輯運算關係，一些複雜的功能（例如數字運算功能等）用指令框來表示，功能塊圖適合於熟悉數字電路的人使用。國內使用梯形圖的人最多，指令表語言使用的也較多，歐洲人比較偏愛功能塊圖。

順序功能圖是一種位於其他編程之上的圖形語言，是用來描述開關量控制系統的功能和編寫順序控制程序的有力工具。

結構文本是為IEC 61131-3標準創建的一種專用的高級編程語言。

梯形圖有什麼特點?

（1）PLC梯形圖中的某些編程元件沿着繼電器這一名稱，例如輸入繼電器，輸出繼電器輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件，每一編程元件與PLC存儲器中的元件映像寄存器的一個存儲器單元相對應。以輔助繼電器M0為例，如果對應的存儲單元為0狀態，梯形圖中的M0的線圈"斷電"，其常開觸電斷開，常閉觸電閉合，稱M0為0狀態，或M0為OFF。該存儲單元如果為1狀態，M0的線圈："通電"，其常開觸點接通，常閉觸點斷開，稱M0為OFF。該存儲單元如果為1狀態，M0的線圈"通電"其常開觸點接通，常閉觸點斷開，稱M0為狀態，或稱M0為ON。

（2）根據梯形圖中的個觸點的狀態的邏輯關係，求出與圖中個線對應的編程元件的ON/OFF的狀態，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下，從左到右的順序進行的。解算的結果，馬上可以被後面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據輸入映像寄存器中的值，而不是根據解算瞬時外部輸入觸點的狀態來進行的。

（3）編程元件的常開觸點的狀態來進行的。

（4）輸入繼電器的狀態唯一地取決於對應的外部輸入電路通斷狀態，因此在梯形圖中不能出現輸入繼電器的線圈。