複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友
https://baike.baidu.hk/item/可編程邏輯控制器/84414
複製
複製成功

可編程邏輯控制器

（可編程控制器件）

鎖定
可編程邏輯控制器（PLC）是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，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，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。 [1] 
中文名
可編程邏輯控制器
外文名
Programmable Logic Controller
簡    稱
PLC
出現時間
1969年
特    點
工作可靠、可編程等
所屬學科
計算機
自動化

目錄

  1. 1 簡介
  2. 2 發展歷史
  3. ▪ 起源
  4. ▪ 發展
  5. 3 基本結構
  6. ▪ 電源
  7. ▪ 中央處理單元
  8. ▪ 存儲器
  9. ▪ 輸入單元
  10. ▪ 輸出單元
  1. 4 分類
  2. 5 工作原理
  3. ▪ 輸入採樣
  4. ▪ 用户程序執行
  5. ▪ 輸出刷新
  6. ▪ 小結
  7. 6 功能特點
  8. 7 系統集成
  9. 8 選型規則
  1. ▪ 點數估算
  2. ▪ 存儲器容量
  3. ▪ 控制功能選擇
  4. ▪ 控制器類型
  5. ▪ 輸入輸出類型
  6. ▪ 轉換原理
  7. 9 選擇型號
  8. ▪ PLC機型
  9. ▪ 結構型式
  10. ▪ 安裝方式
  1. ▪ 功能要求
  2. ▪ 響應速度
  3. ▪ 可靠性
  4. ▪ 機型儘量統一
  5. 10 應用概況
  6. ▪ 開環控制
  7. ▪ 模擬量閉環
  8. ▪ 數字量控制
  9. ▪ 數據採集監控

可編程邏輯控制器簡介

可編程邏輯控制器 可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，一種具有微處理器的用於自動化控制的數字運算控制器，可以將控制指令隨時載入內存進行儲存與執行。可編程控制器由CPU、指令及數據內存、輸入/輸出接口、電源、數字模擬轉換等功能單元組成。早期的可編程邏輯控制器只有邏輯控制的功能，所以被命名為可編程邏輯控制器，後來隨着不斷地發展，這些當初功能簡單的計算機模塊已經有了包括邏輯控制、時序控制、模擬控制、多機通信等各類功能，名稱也改為可編程控制器(Programmable Controller)，但是由於它的簡寫PC與個人電腦(Personal Computer)的簡寫相沖突，加上習慣的原因，人們還是經常使用可編程邏輯控制器這一稱呼，並仍使用PLC這一縮寫。 [2] 
工業上使用的可編程邏輯控制器已經相當或接近於一台緊湊型電腦的主機，其在擴展性和可靠性方面的優勢使其被廣泛應用於各類工業控制領域。不管是在計算機直接控制系統還是集中分散式控制系統DCS，或者現場總線控制系統FCS中，總是有各類PLC控制器的大量使用。PLC的生產廠商很多，如西門子、施耐德、三菱、台達等，幾乎涉及工業自動化領域的廠商都會有其PLC產品提供。 [2] 

可編程邏輯控制器發展歷史

可編程邏輯控制器起源

美國汽車工業生產技術要求的發展促進了PLC的產生，20世紀60年代，美國通用汽車公司在對工廠生產線調整時，發現繼電器、接觸器控制系統修改難、體積大、噪聲大、維護不方便以及可靠性差，於是提出了著名的“通用十條”招標指標。 [3] 
1969年，美國數字化設備公司研製出第一台可編程控制器(PDP-14)，在通用汽車公司的生產線上試用後，效果顯著；1971年，日本研製出第一台可編程控制器(DCS-8)；1973年，德國研製出第一台可編程控制器；1974年，中國開始研製可編程控制器：1977年，中國在工業應用領域推廣PLC。 [3] 
最初的目的是替代機械開關裝置(繼電模塊)。然而，自從1968年以來，PLC的功能逐漸代替了繼電器控制板，現代PLC具有更多的功能。其用途從單一過程控制延伸到整個製造系統的控制和監測。 [4] 

可編程邏輯控制器發展

20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。此時的可編程邏輯控制器為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。個人計算機發展起來後，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 [5] 
20世紀70年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業中的地位。 [5] 
20世紀80年代初，可編程邏輯控制器在先進工業國家中已獲得廣泛應用。世界上生產可編程控制器的國家日益增多，產量日益上升。這標誌着可編程控制器已步入成熟階段。 [5] 
20世紀80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC的處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處於統治地位的DCS系統。 [5] 
20世紀末期，可編程邏輯控制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。這個時期發展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程邏輯控制器的工業控制設備的配套更加容易。 [5] 

可編程邏輯控制器基本結構

圖1 PLC的基本組成部件 圖1 PLC的基本組成部件
可編程邏輯控制器實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本組成如圖1所示，基本構成詳細描述如下： [6] 

可編程邏輯控制器電源

電源用於將交流電轉換成PLC內部所需的直流電，大部分PLC採用開關式穩壓電源供電。 [6] 

可編程邏輯控制器中央處理單元

中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。 [6] 
中央處理器由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過地址總線、控制總線與存儲器的輸入/輸出接口電路相連。中央處理器的作用是處理和運行用户程序，進行邏輯和數學運算，控制整個系統使之協調。 [6] 

可編程邏輯控制器存儲器

存儲器是具有記憶功能的半導體電路，它的作用是存放系統程序、用户程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統程序是控制PLC實現各種功能的程序，由PLC生產廠家編寫，並固化到只讀存儲器(ROM)中，用户不能訪問。 [6] 

可編程邏輯控制器輸入單元

輸入單元是PLC與被控設備相連的輸入接口，是信號進入PLC的橋樑，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。 [6] 

可編程邏輯控制器輸出單元

輸出單元也是PLC與被控設備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設備，即將中央處理器送出的弱電信號轉換成電平信號，驅動被控設備的執行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。 [6] 
PLC除上述幾部分外，根據機型的不同還有多種外部設備，其作用是幫助編程、實現監控以及網絡通信。常用的外部設備有編程器、打印機、盒式磁帶錄音機、計算機等。 [6] 

可編程邏輯控制器分類

PLC可分為以下三類:
(1)整體式PLC
整體式PLC是將電源CPU、輸入/輸出接口等部件都集中裝在一個機箱內，具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。
(2)模塊式PLC
模塊式PLC是將PLC各組成部分分別做成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、輸入/輸出模塊、電源模塊(有的含在CPU模塊中)以及各種功能模塊。
(3)疊裝式PLC
將整體式PLC和模塊式PLC的特點結合起來，即構成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC的CPU、電源、輸入/輸出接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行連接的，並且各模塊可以一層層地疊裝起來。這樣系統不但可以靈活配置，還可以做得體積小巧。 [10] 

可編程邏輯控制器工作原理

當可編程邏輯控制器投入運行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入採樣、用户程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描週期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重複執行上述三個階段。 [5] 

可編程邏輯控制器輸入採樣

可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器(2張)
在輸入採樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，並將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。輸入採樣結束後，轉入用户程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈衝信號，則該脈衝信號的寬度必須大於一個掃描週期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 [5] 

可編程邏輯控制器用户程序執行

在用户程序執行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用户程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，並按先左後右、先上後下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然後根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。 [5] 
即，在用户程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描週期才能對排在其上面的程序起作用。 [5] 
在程序執行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程映像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程映像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區別。 [5] 

可編程邏輯控制器輸出刷新

當掃描用户程序結束後，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 [5] 

可編程邏輯控制器小結

根據上述過程的描述，可以對PLC工作過程的特點小結如下： [7] 
①PLC採用集中採樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。 [5] 
②PLC的工作過程是循環掃描的過程，循環掃描時間的長短取決於指令執行速度、用户程序的長度等因素。 [5] 
③輸出對輸入的影響有滯後現象。PLC採用集中採樣、集中輸出的工作方式，當採樣階段結束後，輸入狀態的變化將要等到下一個採樣週期才能被接收，因此這個滯後時間的長短又主要取決於循環週期的長短。此外，影響滯後時間的因素還有輸入濾波時間、輸出電路的滯後時間等。 [5] 
④輸出映像寄存器的內容取決於用户程序掃描執行的結果。 [5] 
⑤輸出鎖存器的內容由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數據決定。 [5] 
⑥PLC當前實際的輸出狀態由輸出鎖存器的內容決定。 [5] 

可編程邏輯控制器功能特點

(1)可靠性高。由於PLC大都採用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。 [8] 
(2)編程容易。PLC的編程多采用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由於梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。 [8] 
(3)組態靈活。由於PLC採用積木式結構，用户只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用於任何控制系統。 [8] 
(4)輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號(如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等)，均有相應的模板可與工業現場的器件(如按鈕、開關、傳感電流變送器、電機啓動器或控制閥等)直接連接，並通過總線與CPU主板連接。 [8] 
(5)安裝方便。與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O接口端子正確連接，便可正常工作。 [8] 
(6)運行速度快。由於PLC的控制是由程序控制執行的，因而不論其可靠性還是運行速度，都是繼電器邏輯控制無法相比的。 [8] 
近年來，微處理器的使用，特別是隨着單片機大量採用，大大增強了PLC的能力，並且使PLC與微型機控制系統之間的差別越來越小，特別是高檔PLC更是如此。 [8] 

可編程邏輯控制器系統集成

在製造工業中存在大量的開關量為主的開環的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作和按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈衝量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的—離散量的數據採集監視。由於這些控制和監視的要求，使PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。PLC廠家在原來CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口，現場總線技術及以太網技術也同步發展，使PLC的應用範圍越來越廣泛。 PLC具有穩定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優點，這是它能持久的佔有市場的根本原因。 [5] 
PLC控制器本身的硬件採用積木式結構，有母板，數字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板，條形碼識別模板等模塊，用户可以根據需要採用在母板上擴展或者利用總線技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量。 [5] 
PLC在實現各種數量的I/O控制的同時，還具備輸出模擬電壓和數字脈衝的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號的伺服電機，步進電機，變頻電機等，加上觸摸屏的人機界面支持，PLC可以滿足用户在過程控制中任何層次上的需求。 [5] 

可編程邏輯控制器選型規則

在可編程邏輯控制器系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。可編程邏輯控制器及有關設備應是集成的、標準的，按照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選型所選用可編程邏輯控制器應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，可編程邏輯控制器的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利於縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和範圍確定所需的操作和動作，然後根據控制要求，估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設備特性等，最後選擇有較高性能價格比的可編程邏輯控制器和設計相應的控制系統。 [5] 

可編程邏輯控制器點數估算

I/O點數估算時應考慮適當的餘量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展餘量後，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據製造廠商可編程邏輯控制器的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。 [5] 

可編程邏輯控制器存儲器容量

存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用户應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小於存儲器容量。設計階段，由於用户應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之後才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常採用存儲器容量的估算來替代。 [5] 
存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮餘量。 [5] 

可編程邏輯控制器控制功能選擇

該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 [5] 
1、運算功能
簡單可編程邏輯控制器的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能；普通可編程邏輯控制器的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能；較複雜運算功能有代數運算、數據傳送等；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨着開放系統的出現，在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或上位機的通信，有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發，合理選用所需的運算功能。大多數應用場合，只需要邏輯運算和計時計數功能，有些應用需要數據傳送和比較，當用於模擬量檢測和控制時，才使用代數運算，數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。 [5] 
2、控制功能
控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據控制要求確定。可編程邏輯控制器主要用於順序邏輯控制，因此，大多數場合常採用單迴路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也採用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高可編程邏輯控制器的處理速度和節省存儲器容量。例如採用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。 [5] 
3、通信功能
大中型可編程邏輯控制器系統應支持多種現場總線和標準通信協議（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網（TCP/IP）相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網絡。 [5] 
可編程邏輯控制器系統的通信接口應包括串行和並行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗餘配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。 [5] 
可編程邏輯控制器系統的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大於1Mbps，通信負荷不大於60%。可編程邏輯控制器系統的通信網絡主要形式有下列幾種形式： [5] 
1）PC為主站，多台同型號可編程邏輯控制器為從站，組成簡易可編程邏輯控制器網絡； [5] 
2）1台可編程邏輯控制器為主站，其他同型號可編程邏輯控制器為從站，構成主從式可編程邏輯控制器網絡； [5] 
3）可編程邏輯控制器網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網； [5] 
4）專用可編程邏輯控制器網絡（各廠商的專用可編程邏輯控制器通信網絡）。 [5] 
為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現場總線）通信處理器。 [5] 
4、編程功能
離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現場設備進行控制。完成編程後，編程器切換到運行模式，CPU對現場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本，但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現場控制，並在一個掃描週期內與編程器進行數據交換，編程器把在線編制的程序或數據發送到主機，下一掃描週期，主機就根據新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統調試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中常採用。 [5] 
五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結構文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 [5] 
5、診斷功能
可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內診斷和外診斷。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟件對可編程邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。 [5] 
可編程邏輯控制器的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，並影響平均維修時間。 [5] 
6、處理速度
可編程邏輯控制器採用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續時間小於掃描時間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號，造成信號數據的丟失。 [5] 
處理速度與用户程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。可編程邏輯控制器接點的響應快、速度高，每條二進制指令執行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描週期（處理器掃描週期）應滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時間不大於0.5ms/K；大中型可編程邏輯控制器的掃描時間不大於0.2ms/K。 [5] 

可編程邏輯控制器控制器類型

可編程邏輯控制器按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發，通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。 [5] 
整體型可編程邏輯控制器的I/O點數固定，因此用户選擇的餘地較小，用於小型控制系統；模塊型可編程邏輯控制器提供多種I/O卡件或插卡，因此用户可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用於大中型控制系統。 [5] 

可編程邏輯控制器輸入輸出類型

開關量主要指開入量和開出量，是指一個裝置所帶的輔助點，譬如變壓器的温控器所帶的繼電器的輔助點（變壓器超温後變位）、閥門凸輪開關所帶的輔助點（閥門開關後變位），接觸器所帶的輔助點（接觸器動作後變位）、熱繼電器（熱繼電器動作後變位），這些點一般都傳給PLC或綜保裝置，電源一般是由PLC或綜保裝置提供的，自己本身不帶電源，所以叫無源接點，也叫PLC或綜保裝置的開入量。 [5] 
1、數字量
在時間上和數量上都是離散的物理量稱為數字量。把表示數字量的信號叫數字信號。把工作在數字信號下的電子電路叫數字電路。 [5] 
例如：用電子電路記錄從自動生產線上輸出的零件數目時，每送出一個零件便給電子電路一個信號，使之記1，而平時沒有零件送出時加給電子電路的信號是0，所在為記數。可見，零件數目這個信號無論在時間上還是在數量上都是不連續的，因此他是一個數字信號。最小的數量單位就是1個。 [5] 
2、模擬量
在時間上或數值上都是連續的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。把工作在模擬信號下的電子電路叫模擬電路。 [5] 
例如：熱電偶在工作時輸出的電壓信號就屬於模擬信號，因為在任何情況下被測温度都不可能發生突跳，所以測得的電壓信號無論在時間上還是在數量上都是連續的。而且，這個電壓信號在連續變化過程中的任何一個取值都是具體的物理意義，即表示一個相應的温度。 [5] 

可編程邏輯控制器轉換原理

1. 數模轉換器是將數字信號轉換為模擬信號的系統，一般用低通濾波即可以實現。數字信號先進行解碼，即把數字碼轉換成與之對應的電平，形成階梯狀信號，然後進行低通濾波。 [5] 
根據信號與系統的理論，數字階梯狀信號可以看作理想衝激採樣信號和矩形脈衝信號的卷積，那麼由卷積定理，數字信號的頻譜就是衝激採樣信號的頻譜與矩形脈衝頻譜（即Sa函數）的乘積。這樣，用Sa函數的倒數作為頻譜特性補償，由數字信號便可恢復為採樣信號。由採樣定理，採樣信號的頻譜經理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。 [5] 
一般實現時，不是直接依據這些原理，因為尖鋭的採樣信號很難獲得，因此，這兩次濾波（Sa函數和理想低通）可以合併（級聯），並且由於這各系統的濾波特性是物理不可實現的，所以在真實的系統中只能近似完成。 [5] 
2. 模數轉換器是將模擬信號轉換成數字信號的系統，是一個濾波、採樣保持和編碼的過程。 [5] 
模擬信號經帶限濾波，採樣保持電路，變為階梯形狀信號，然後通過編碼器， 使得階梯狀信號中的各個電平變為二進制碼。 [5] 

可編程邏輯控制器選擇型號

PLC產品的種類繁多。PLC的型號不同，對應着其結構形式、性能、容量、指令系統、編程方式、價格等均各不相同，適用的場合也各有側重。因此，合理選用PLC，對於提高PLC控制系統的技術經濟指標有着重要意義。 [5] 

可編程邏輯控制器PLC機型

PLC的選擇主要應從PLC 的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯網能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時應主要考慮到合理的結構型式，安裝方式的選擇，相應的功能要求，響應速度要求，系統可靠性的要求，機型儘量統一等因素。 [5] 

可編程邏輯控制器結構型式

PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。 [5] 
整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，一般用於系統工藝過程較為固定的小型控制系統中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模塊的種類等方面選擇餘地大，且維修方便，一般用於較複雜的控制系統。 [5] 

可編程邏輯控制器安裝方式

PLC系統的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多台PLC聯網的分佈式。 [5] 
集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件，系統反應快、成本低；遠程I/O式適用於大型系統，系統的裝置分佈範圍很廣，遠程I/O可以分散安裝在現場裝置附近，連線短，但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多台PLC聯網的分佈式適用於多台設備分別獨立控制，又要相互聯繫的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。 [5] 

可編程邏輯控制器功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能，對於只需要開關量控制的設備都可滿足。 [5] 
對於以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統，可選用能帶A/D和D/A轉換單元，具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對於控制較複雜，要求實現PID運算 、閉環控制、通信聯網等功能，可視控制規模大小及複雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用於大規模過程控制和集散控制系統等場合。 [5] 

可編程邏輯控制器響應速度

PLC是為工業自動化設計的通用控制器，不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用範圍內的需要。如果要跨範圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應該慎重考慮PLC的響應速度，可選用具有高速I/O處理功能的PLC，或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。 [5] 

可編程邏輯控制器可靠性

對於一般系統PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統，應考慮是否採用冗餘系統或熱備用系統。 [5] 

可編程邏輯控制器機型儘量統一

一個企業，應儘量做到PLC的機型統一。主要考慮到以下三方面問題： [5] 
1)機型統一，其模塊可互為備用，便於備品備件的採購和管理。 [5] 
2)機型統一，其功能和使用方法類似，有利於技術力量的培訓和技術水平的提高。 [5] 
3)機型統一，其外部設備通用，資源可共享，易於聯網通信，配上位計算機後易於形成一個多級分佈式控制系統。 [5] 

可編程邏輯控制器應用概況

可編程邏輯控制器開環控制

開關量的開環控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系統具有強大的邏輯運算能力，很容易實現定時、計數、順序(步進)等各種邏輯控制方式。大部分PLC就是用來取代傳統的繼電接觸器控制系統。 [9] 

可編程邏輯控制器模擬量閉環

對於模擬量的閉環控制系統，除了要有開關量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點，以便採樣輸入和調節輸出實現對温度、流量、壓力、位移、速度等參數的連續調節與控制。目前的PLC不但大型、中型機具有這種功能外，還有些小型機也具有這種功能。 [9] 

可編程邏輯控制器數字量控制

控制系統具有旋轉編碼器和脈衝伺服裝置(如步進電動機)時，可利用PLC實現接收和輸出高速脈衝的功能，實現數字量控制，較為先進的PLC還專門開發了數字控制模塊，可實現曲線插補功能，近來又推出了新型運動單元模塊，還能提供數字量控制技術的編程語言，使PLC實現數字量控制更加簡單。 [9] 

可編程邏輯控制器數據採集監控

由於PLC主要用於現場控制，所以採集現場數據是十分必要的功能，在此基礎上將PLC與上位計算機或觸摸屏相連接，既可以觀察這些數據的當前值，又能及時進行統計分析，有的PLC具有數據記錄單元，可以用一般個人電腦的存儲卡插入到該單元中保存採集到的數據。PLC的另一個特點是自檢信號多．利用這個特點，PLC控制系統可以實現自診斷式監控，減少系統的故障，提高系統的可靠性。 [9] 
參考資料
  • 1.    竺志超，陳元斌，韓豫編著．非標自動化設備設計與實踐 畢業設計、課程設計訓練：國防工業出版社，2015.12
  • 2.    蔡建華，温秀蘭主編；孟飛，李輝，李洪海，邢紹邦副主編．計算機測控技術：東南大學出版社，2016.12：第170頁
  • 3.    楊依領，謝龍漢編著．西門子S7-300 PLC程序設計及應用：清華大學出版社，2014.01
  • 4.    楊曉輝，劉麗紅，許晶主編；孫延娟，唐暉副主編．機電專業英語：北京理工大學出版社，2013.02
  • 5.    馮景文著．電氣自動化工程：光明日報出版社，2016.08：第211頁
  • 6.    崔金玉，唐紅霞，郝利麗著．電路中的理論計算及應用設計：黑龍江大學出版社，2014.06
  • 7.    陳建明，王亭嶺，孫標．電氣控制與PLC應用．北京：電子工業出版社，2010：83-84
  • 8.    潘新民，王燕芳編著．微型計算機控制技術：電子工業出版社，2011.01
  • 9.    餘朝剛主編；史志才副主編．ELECWORKS2013電氣製圖：清華大學出版社，2014.05
  • 10.    崔金玉，唐紅霞，郝利麗著. 電路中的理論計算及應用設計[M]. 黑龍江大學出版社, 2014.06.132.