可編程控制器(PLC)

1987年，國際電工委員會（IEC）定義：
“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計”。

二、可編程控制器(PLC)的產(chǎn)生
因為繼電器邏輯電路配線復(fù)雜

背景：
1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。
1968年，GM公司提出十項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：
編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；
維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；
可靠性高于繼電器控制柜；
體積小于繼電器控制柜；
成本可與繼電器控制柜競爭；
可將數(shù)據(jù)直接送入計算機(jī)；
可直接使用115V交流輸入電壓；
輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；
通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便;
能存儲程序，存儲器容量可以擴(kuò)展到4KB。
1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制第一臺可編程控制器，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。

三、 可編程控制器(PLC)的特點
無觸點免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)
通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便
硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)
編程簡單，容易掌握
系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少
維修工作量小，維護(hù)方便
體積小，能耗低.

四、可編程控制器(PLC)的應(yīng)用領(lǐng)域

五、可編程控制器的發(fā)展

高性能、高速度、大容量發(fā)展
為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標(biāo)。
在存儲容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。
向小型化和大型化兩個方向發(fā)展
小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點數(shù)為8～16點，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動控制的需要。
大型化是指大中型PLC 向大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動控制。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達(dá)14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強(qiáng)。
大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與通信能力
為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。
PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類：① PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；② PLC與計算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信。
為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)與和通信能力，PLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
增強(qiáng)外部故障的檢測與處理能力
據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。
前二項共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理。
而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。
編程語言多樣化
在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。
除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖、語句表語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機(jī)兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢。
六、可編程控制器的類型
按I/O點數(shù)分
小型PLC I/O點數(shù)為256點以下的為小型PLC
（其中I/O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC）
中型PLC I/O點數(shù)為256點以上、2048點以下的為中型PLC
大型PLC I/O點數(shù)為2048以上的為大型PLC
（其中I/O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC）
按結(jié)構(gòu)形式分
整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低等特點。
模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。
緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來。
按功能分
低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。
中檔PLC 具有低檔PLC功能外，增加模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、PID控制等功能。
高檔PLC 具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算、制表及表格傳送等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。