Plc是什么——Plc界说
在世界电工委员会(IEC)的规范中，可编程逻辑操控器(Programmable Logic Controller，简称PLC)的界说为：可编程逻辑操控器是一种数字运算操作的电子体系，专为在工业环境运用而规划。它选用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，履行逻辑运算、次第操控、守时、计数与算术操作等面向用户的指令，并经过数字或模仿式输入/输出操控各种类型的机械或出产进程。可编程逻辑操控器及其有关外部设备，都按易于与工业操控体系联成一个全体，易于扩大其功用的准则进行规划。
开端的可编程逻辑操控器只需电路逻辑操控的功用，所以被命名为可编程逻辑操控器，后来跟着不断的开展，这些最初功用简略的核算机模块现已有了包含逻辑操控，时序操控、模仿操控、多机通讯等许多的功用，称号也改为可编程操控器(Programmable Controller)，可是因为它的简写也是PC与个人电脑(Personal Computer)的简写相冲突，也因为多年来的运用习气，人们仍是常常运用可编程逻辑操控器这一称号，并在术语中仍沿袭PLC这一缩写。
在可编程逻辑操控器呈现之前，一般要运用成百上千的继电器以及计数器才干组成具有相同功用的主动化体系，而现在，经过编程的简略的可编程逻辑操控器模块根本上现已替代了这些大型设备。可编程逻辑操控器的体系程序一般在出厂前现已初始化完毕，用户能够依据自己的需求自行修正相应的用户程序来满意不同的主动化出产要求。
现在工业上运用可编程逻辑操控器现已适当接近于一台轻盈型电脑所构成，乃至现已呈现整合个人电脑(选用嵌入式操作体系)与PLC结合架构的可编程主动化操控器(Programmable Automation Controller，简称PAC)，能透过数字或模仿输入/输出模组操控机器设备、制作处理流程、及其它操控模组的电子体系。可编程逻辑操控器广泛运用于现在的工业操控范畴。在工业操控范畴中，PLC操控技能的运用已成为工业界不行或缺的一员。
图1：常见的可编程逻辑操控器外观
Plc是什么——开展前史
常见的可编程逻辑操控器外观可编程操控器的鼓起与美国现代工业主动化出产开展的要求密不行分的。PLC源起于1960年代，其时美国通用轿车公司，为处理工厂出产线调整时，继电器次第操控体系之电路修正耗时，平常检修与保护不易等问题。在可编程逻辑操控器呈现之前，轿车制作业中的一般操控、次第操控以及安全互锁逻辑操控有必要彻底依托很多的继电器、守时器以及专门的闭回路操控器来完结。它们体积巨大、有着严峻的噪音，不光每年的保护作业要消耗很多的人力物力，而且继电器-接触器体系的排线检修等作业对保护人员的熟练度也有着很高的要求。
针对这些问题，美国通用轿车公司在1968年向社会公开投标，要求规划一种新的体系来替换继电器体系，并提出了闻名的“通用十条”投标目标。随后，美国数字设备公司(DEC)依据这一想象，于1969年研发成功了第一台PDP-14操控器，并在轿车主动设备线上运用并取得成功。因为其时体系首要用于次第操控、只能进行逻辑运算，所以被命名为可编程逻辑操控器(PLC)。最前期的PLC只具有简易的逻辑开/关(on/off)功用，但比起传统继电器操控办法，已具有简略修正、设备、确诊与不占空间等长处。
1970年代初期，PLC引入微处理机技能，使得PLC具有算术运算功用与多比特之数字信号输出/输入功用，而且能直接以阶梯图符号进行程序编写。这项新技能的运用，在工业界发生了巨大的反响。日本在1971年从美国引入了这项技能，并很快研发成功了自己的DCS-8可编程逻辑操控器，德、法在1973年至1974年间也相继有了自己的该项技能。我国则于1977年研发成功自己的第一台可编程逻辑操控器，可是运用的微处理器中心为MC14500。1970年代中期，PLC功用参加远距通讯、模仿输出输入、NC 伺服操控等技能。1980年代今后更引入PLC高速通讯网络功用，一起参加一些特别输出/输入界面、人机界面、高功用函数指令、材料搜集与剖析才能等功用。
PLC功用早已不止最初数字逻辑之运算功用，因而近年来PLC常简称为可编程操控器(Programmable Controller)。
Plc是什么——PLC内部运作办法
尽管PLC所运用的流程图程序中往往运用到许多继电器、计时器与计数器等，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程序编程办法做逻辑操控，并借由输出元件衔接外部机械设备做实体操控。因而能大大削减操控器所需硬件空间。实际上PLC履行流程图程序的运作办法是逐行的先将程序码以扫描办法读入CPU中并最终履行操控运作。整个扫描进程包含三大进程“输入状况查看”、“程序履行”、“输出状况更新”，详细阐明如下：
图2：PLC内部运作架构
进程一“输入状况查看”：
PLC首要查看输入端元件所衔接各点开关或传感器状况(1或0代表开或关)，并将其状况写入内存中对应方位Xn。
进程二“程序履行”：
将阶梯图程序逐行取入CPU中运算，若程序履行中需求输入接点状况，CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算成果则存入内存中对应方位，暂不反响至输出端Yn。
进程三“输出状况更新”：
将进程二中之输出状况更新至PLC输出部接点，而且重回进程一。
此三进程称为PLC扫描周期，而完结所需的时刻称为PLC反响时刻，PLC输入信号时刻若小于反响时刻，则有误读的可能性。每次程序履行后与下一次程序履行前，输出与输入状况会被更新一次，因而称此种运作办法为输出输入端“程序完毕再生”。
Plc是什么——硬件结构：
可编程逻辑操控器硬件构成一般分为箱体式和模组式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显现面板、内存块、电源等，当然按CPU功用分红若干类型，并按I/O点数又有若干规范。对模组式PLC，有CPU模组、I/O模组、内存、电源模组、底板或机架。不管哪种结构类型的PLC，都归于总线式敞开型结构，其I/O才能可按用户需求进行扩展与组合。PLC的根本结构框图如下：
图3：可编程逻辑操控器硬件构成
图4：可编程逻辑操控器功用概略
1，电源模组：
有些PLC中的电源是与CPU模组合二为一的，但有些是分隔的，其首要用处是为PLC各模组的集成电路供给作业电源，一起有的电源还为输入电路供给24V的作业电源。电源假如为沟通电源一般为220VAC或110VAC，若为直流电源常用的为24V。
2，中央处理单元：
CPU是PLC的中心，它按PLC的体系程序赋予的功用接纳并存贮用户程序和材料，用扫描的办法收集由现场输入设备送来的状况或材料，并存入规划的暂存器中，一起，确诊电源和PLC内部电路的作业状况和编程进程中的语法错误等。进入运转后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经剖析后再按指令规则的使命发生相应的操控信号，去指挥有关的操控电路，与个人电脑相同，首要由运算器、操控器、寄存器及完结它们之间联络的材料、操控及状况总线构成，还有周边芯片、总线界面及有关电路。它确认了进行操控的规划、作业速度、内存容量等。
3，内存：
内存首要用于存储程序及材料，是PLC不行短少的组成单元。PLC内部会寄存编撰完结修正的程序指令及材料，一般也可运用RAM或EEPROM等专用内存卡片办法扩大，但扩大才能得依各厂牌与类型有所不同。
4，输入/输出单元：
PLC的对外功用首要是经过各种输入/输出模组完结与外界联络的，按I/O点数确认模组规范及数量，I/O模组可多可少，但其最大数量受CPU所能办理的根本配备的才能，即受最大的底板或机架槽数约束。I/O模组集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状况，输出点反映输出锁存器状况。
输入单元是用来衔接撷取输入元件的信号动作并透过内部总线将材料送进内存由CPU处理驱动程序指令部分。
输出单元是用来驱动外部负载的接口，首要原理是由CPU处理PLC内的程序指令，判别驱动输出单元从而操控外部负载，如指示灯、电磁接触器、继电器、气(油)压阀等。
5，通讯：
现在PLC大多具有可扩大通讯网络模组的功用，简略的PLC以BUS缆线或RS-232办法进行通讯，较高级的PLC会选用USB或以太网通讯。它使PLC与PLC之间、PLC与个人电脑以及其他才智设备之间能够沟通讯息，构成一个一致全体，完结涣散会集操控。现在简直一切的PLC新产品都有通讯网络功用，它和电脑相同具有RS-232接口，经过双绞线、同轴电缆或光缆，能够在几公里乃至几十公里的范围内沟通讯息。PLC通讯协议规范可分为RS-232、RS-422、RS-432、RS-485、IEEE 1394、IEEE-488(GPIB)。
Plc是什么——外部设备
外部设备是PLC体系不行分割的一部分，它有四大类：
1， 编程设备：
有简易编程器和才智图形编程器，用于编程、对体系作一些设定、监控PLC及PLC所操控的体系的作业状况。编程器是PLC开发运用、监测运转、查看保护不行短少的器材，但它不直接参与现场操控运转。
2，监控设备：材料监督器和图形监督器。直接监督材料或经过画面监督材料。
3，存储设备：有存储卡、存储磁带、软碟或只读存储器，用于永久性地存储用户材料，运用户程序不丢掉，如EPROM、EEPROM写入器等。
4，输入输出设备：用于接纳信号或输出信号，一般有条码读入器，输入模仿量的电位器，打印机等。
Plc是什么——程序规划
PLC的编程言语与一般电脑编程言语比较，既不同于高阶言语，也不同于一般的组合言语，而是既要满意易于编写，又要满意易于调试的要求。现在，还没有一种编程言语对各厂家产品都能相容。IEC 61131-3是一个世界规范，它规范了PLC相关的软硬件规范，让运用者在不更改软件规划的情况下能够简略替换PLC硬件。IEC 61131-3首要供给了五种编程言语，包含：
1. 指令表(Instruction List，IL或Statement List，SL)：
相似组合言语的描绘文字。由指令句子系列构成，如Mitsubishi FX2的操控指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、ANB、ORB、MMP、MMS与OUT等，一般合作书写器写入程序，而书写器只能输入简略的指令，与电脑程序中的阶梯图比较起来简略许多。书写器不太直观，可读性差，特别是遇到较杂乱的程序，更难读;但其长处便是不需求电脑就能够更改或观察PLC内部程序。运用书写器时，有必要留意的是PLC指令中输出有优先次第，其间若有输出至相同的单元时(如Y000)，输出的优先次第以位址越大优先次愈越高，一般不简略从书写器中发觉所输入的单元。
2. 结构式文件编程言语(Structured Text，ST)：
相似PASCAL与C言语的语法，合适编撰较杂乱的算法，除错上也比阶梯图要简略得多。ST言语相似于编程言语的特性，因而可运用与微电脑及个人电脑相同的程序规划技能进行阶梯式言语所难以履行的杂乱核算，完结程序的树立。
3. 阶梯图(Ladder Programming，LAD)：相似于传统上以继电器操控接触器的阶梯图，梯形图是经过连线把PLC指令的梯形图符号衔接在一起的连通图，用以表达所运用的PLC指令及其前后次第，它与电气原理图很相似。
它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载(LD)指令开端，必要时再继以若干个输入指令(含LD指令)，以树立逻辑条件。最终为输出类指令，完结输出操控，或为材料操控、流程操控、通讯处理、监控作业等指令，以进行相应的作业。
4. 次第功用流程图(Sequential Function Chart，SFC)：
相似于流程规划(Flow Design)，流程图中的进程组合而完结，首要是规划动作次第的流程图，故谓之次第功用流程图。所谓步序式操控，便是一步一步操控，而这一步与上一步是有关连性的，有次第性的。有必要有上一个动作(STL)，才会发动(SET)下一个动作(STL)。
5.功用图(Function Chart Programming，FBD)：以画电路图的办法来写PLC程序。常用的程序及回路可透过FB(功用区块)的树立简略地重复运用。
图5：PLC程序规划示意图
其他一些高级的PLC还具有与电脑相容的C言语、BASIC言语、专用的高阶言语(如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP、富士电机的Micrex-SX系列)，还有用布尔逻辑言语、通用电脑相容的组合言语等。
Plc是什么——特性
PLC具有通用性强、运用便利、习惯面广、可靠性高、抗干扰才能强、编程简略等特色。美国通用轿车公司在1968年提出了闻名的“通用十条”投标目标，也是现在PLC的特色：
1.编程便利，现场可修正程序;
2.修理便利，选用模块化结构;
3.可靠性高于继电器操控设备;
4.体积小于继电器操控设备;
5.数据可直接送入核算机;
6.本钱可与继电器操控设备竞赛;
7.输入能够是沟通115V;
8.输出为沟通115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等;
9.在扩展时，原体系只需很小改动;
10.用户程序存储器容量能扩展。
Plc是什么——与单片机的差异：
1.PLC的中心操控器选用单片机，是树立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。
2.单片机能够构成各式各样的运用体系，从微型、小型到中型、大型都可，PLC是单片机运用体系的一个特例。
3.不同厂家的PLC有相同的作业原理，相似的功用和目标，有必定的交换性，质量有确保，编程软件正朝规范化方向跨进。这正是PLC取得广泛运用的根底。而单片机运用体系则是八仙过海，各显神通，功用千差万别，质量良莠不齐，学习、运用和保护都很困难。
从工程的视点，PLC与单片机体系的选用准则也是不同的：
1.对单项工程或重复数很少的项目，选用PLC计划是正确、便利的途径，成功率高，可靠性好，但本钱较高。
2.关于量大的配套项目，选用单片机体系具有本钱低、效益高的长处，但这要有适当的研发力气和职业经历。最好的办法是单片机体系嵌入PLC的功用，这样可大大简化单片机体系的研发时刻，功用得到确保，效益也就有确保。
Plc是什么——PLC、DCS、FCS三大操控体系的特色和差异
1，PLC
(1)从开关量操控开展到次第操控、运送处理，是从下往上的。
(2)接连PID操控等多功用，PID在中止站中。
(3)可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
(4)也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站便利之处是：有用户编程时，不用知道通讯协议，只需按阐明书格局写就行。
(5)PLC网格既可作为独立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子体系。
(6)大体系同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
(7)PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4(错了，去掉)、S5、S6(错了，去掉)、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
(8)首要用于工业进程中的次第操控，新式PLC也兼有闭环操控功用。
(9)制作商：GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。
2，DCS或TDCS
(1)涣散操控体系DCS与集散操控体系TDCS是集4C(Communication，Computer， Control、CRT)技能于一身的监控技能。
(2)从上到下的树状拓扑大体系，其间通讯(Communication)是要害。
(3)PID在中止站中，中止站联接核算机与现场仪器外表与操控设备。
(4)是树状拓扑和并行接连的链路结构，也有很多电缆从中继站并行到现场仪器外表。
(5)模仿信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。
(6)一台外表一对线接到I/O，由操控站挂到局域网LAN。
(7)DCS是操控(工程师站)、操作(操作员站)、现场外表(现场测控站)的3级结构。
(8)缺陷是本钱高，各公司产品不能交换，不能互操作，大DCS体系是各家不同的。
(9)用于大规划的接连进程操控，如石化等。
(10)制作商：Bailey(美)、Westinghous(美)、HITACH(日)、LEEDS NORTHRMP(美)、SIEMENS(德)、Foxboro(美)、ABB(瑞士)、Hartmann Braun(德)、Yokogawa(日)、Honewell(美国)、Taylor(美)等。
3，FCS
(1)根本使命是：实质(本征)安全、风险区域、易变进程、难于抵挡的十分环境。
(2)全数字化、智能、多功用替代模仿式单功用仪器、外表、操控设备。
(3)用两根线联接涣散的现场外表、操控设备、PID与操控中心，替代每台仪器两根线。
(4)在总线上PID与仪器、外表、操控设备都是相等的。
(5)多变量、多节点、串行、数字通讯体系替代单变量、单点、并行、模仿体系。
(6)是互联的、双向的、敞开的替代单向的、关闭的。
(7)用涣散的虚拟操控站替代会集的操控站。
(8)由现场电脑操作，还可挂到上位机，接同一总线的上一级核算机。
(9)局域网，再可与internet相通。
(10)改动传统的信号规范、通讯规范和体系规范入企业办理网。
(11)制作商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
(12)3类FCS的典型
1)接连的工艺进程主动操控如石油化工，其间“本安防爆”技能是肯定重要的，典型产品是FF、WorldFIP、Profibus—PA;
2)分立的工艺动作主动操控如轿车制作机器人、轿车，典型产品是Profibus—DP、CANbus;
3)多点操控如楼宇主动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS。
图6：PLC操控体系示意图
参考材料：
最经典的PLC有用事例汇总，包含原理、规划技巧、选型要素
可编程逻辑操控器PLC运用便利，编程简略，性价比高，在现代工业中运用极广。本文为我们介绍了10个PLC有用事例规划计划。
根据PLC的沟通变频调速体系规划计划
触摸屏作为人机交互界面在必定程度上削减PLC的外部I/O点的运用以及减轻体系外部按钮开关的连线杂乱程度，一起也提高了运转保护的便利性。跟着工业现场对操控设备小型化、易操作化、智能化的要求的不断提高，根据PLC和触摸屏的沟通变频调速体系的运用远景将十分宽广。
根据PLC和M2M的智能操控器规划
M2M泛指人、机器之间树立衔接的一切技能和手法，其间M能够是人(Man)，也能够是机器(Machine)，在现有的许多大型工程配备类职业，一般选用可编程逻辑操控器PLC作为设备的操控体系
