plc基本知识简介（plc基本知识）

1、在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。

2、目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。

3、为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。

4、 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。

5、传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

6、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)。

7、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。

8、PLC的定义有许多种。

9、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。

10、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。

11、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。

12、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%。

13、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。

14、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。

15、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。

16、 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。

17、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。

18、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。

19、 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。

20、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。

21、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。

22、内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

23、 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。

24、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。

25、但工作节奏由震荡信号控制。

26、运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。

27、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。

28、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。

29、 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。

30、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。

31、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。

32、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。

33、 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。

34、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。

35、 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。

36、 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。

37、 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。

38、 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。

39、同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。

40、电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC)，直流电源(常用的为24VAC)。

41、 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。

42、 七、PLC系统的其它设备编程设备: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。

43、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。

44、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。

45、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。

46、 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。

47、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。

48、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。

49、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。

50、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。

51、 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。

52、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。