在自動化(huà)設備控制領域， PLC 是一(yī)種重要的控制設備。目前，世界上(shàng)有 200 多廠家生(shēng)産 300 多品種 PLC 産品，應用在汽車（ 23% ）、糧食加工 （ 16.4% ）、化(huà)學 / 制藥（ 14.6% ）、金(jīn)屬 / 礦山（ 11.5% ）、紙漿 / 造紙（ 11.3% ）等行業，在我國的現(xiàn)有輸送設備皮帶輸送,滾筒輸送,鏈闆輸送設備,自動化(huà)生(shēng)産線，在線自動檢測儀器(qì)，非标準自動化(huà)設備等有廣泛的應用。為(wèi)了(le)使各位初學者更方便地了(le)解 PLC ，本文對 PLC 的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作(zuò)一(yī)簡介，以期對各位網友有所幫助。　　 
　　 一(yī)、 PLC 的發展曆程 
在工業生(shēng)産過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作(zuò)，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作(zuò)的控制，及大量離散量的數據采集。傳統上(shàng)，這(zhè)些(xiē)功 能(néng)是通過氣動或電氣控制系統來(lái)實現(xiàn)的。 1968 年美國 GM （通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了(le)基于集成電路(lù)和電 子(zǐ)技術的控制裝置，首次采用程序化(huà)的手段應用于電氣控制，這(zhè)就(jiù)是第一(yī)代可編程序控制器(qì)，稱 Programmable Controller （ PC ）。 
個(gè)人(rén)計算(suàn)機（簡稱 PC ）發展起來(lái)後，為(wèi)了(le)方便，也(yě)為(wèi)了(le)反映可編程控制器(qì)的功能(néng)特點，可編程序控制器(qì)定名為(wèi) Programmable Logic Controller （ PLC ） ，現(xiàn)在，仍常常将 PLC 簡稱 PC 。 
PLC 的定義有許多種。國際電工委員(yuán)會（ IEC ）對 PLC 的定義是：可編程控制器(qì)是一(yī)種數字運算(suàn)操作(zuò)的電子(zǐ)系統，專為(wèi)在工業環境下(xià)應用而設計。它采用可 編程序的存貯器(qì)，用來(lái)在其内部存貯執行邏輯運算(suàn)、順序控制、定時(shí)、計數和算(suàn)術運算(suàn)等操作(zuò)的指令，并通過數字的、模拟的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生(shēng) 産過程。可編程序控制器(qì)及其有關(guān)設備，都應按易于與工業控制系統形成一(yī)個(gè)整體(tǐ)，易于擴充其功能(néng)的原則設計。 
上(shàng)世紀 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發展最快(kuài)的時(shí)期，年增長率一(yī)直保持為(wèi) 30~40% 。在這(zhè)時(shí)期， PLC 在處理(lǐ)模拟量能(néng)力、數字運算(suàn)能(néng)力、人(rén)機接口能(néng) 力和網絡能(néng)力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些(xiē)應用上(shàng)取代了(le)在過程控制領域處于統治地位的 DCS 系統。 
PLC 具有通用性強、使用方便、适應面廣、可靠性高、抗幹擾能(néng)力強、編程簡單等特點。 PLC 在工業自動化(huà)控制特别是順序控制中的地位，在可預見的将來(lái)，是無法取代的。　　 
　　 二、 PLC 的構成 
　　從結構上(shàng)分(fēn)， PLC 分(fēn)為(wèi)固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU 闆、 I/O 闆、顯示面闆、内存塊、電源等，這(zhè)些(xiē)元素組合成一(yī)個(gè)不可拆 卸的整體(tǐ)。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、内存、電源模塊、底闆或機架，這(zhè)些(xiē)模塊可以按照一(yī)定規則組合配置。　　 
　　 三、 CPU 的構成 
　　CPU 是 PLC 的核心，起神經中樞的作(zuò)用，每套 PLC 至少有一(yī)個(gè) CPU ，它按 PLC 的系統程序賦予的功能(néng)接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采 集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀态或數據，并存入規定的寄存器(qì)中，同時(shí)，診斷電源和 PLC 内部電路(lù)的工作(zuò)狀态和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序 存貯器(qì)中逐條讀取指令，經分(fēn)析後再按指令規定的任務(wù)産生(shēng)相應的控制信号，去指揮有關(guān)的控制電路(lù)。 
CPU 主要由運算(suàn)器(qì)、控制器(qì)、寄存器(qì)及實現(xiàn)它們之間(jiān)聯系的數據、控制及狀态總線構成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路(lù)。内存主要用于存儲程序及數據，是 PLC 不可缺少的組成單元。 
　　在使用者看來(lái)，不必要詳細分(fēn)析 CPU 的内部電路(lù)，但(dàn)對各部分(fēn)的工作(zuò)機制還是應有足夠的理(lǐ)解。 CPU 的控制器(qì)控制 CPU 工作(zuò)，由它讀取指令、解釋指令 及執行指令。但(dàn)工作(zuò)節奏由震蕩信号控制。運算(suàn)器(qì)用于進行數字或邏輯運算(suàn)，在控制器(qì)指揮下(xià)工作(zuò)。寄存器(qì)參與運算(suàn)，并存儲運算(suàn)的中間(jiān)結果，它也(yě)是在控制器(qì)指揮 下(xià)工作(zuò)。 
CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要參數，它們決定着 PLC 的工作(zuò)速度， IO 數量及軟件容量等，因此限制着控制規模。　　 
　　 四、 I/O 模塊 
PLC 與電氣回路(lù)的接口，是通過輸入輸出部分(fēn)（ I/O ）完成的。 I/O 模塊集成了(le) PLC 的 I/O 電路(lù)，其輸入暫存器(qì)反映輸入信号狀态，輸出點反映輸 出鎖存器(qì)狀态。輸入模塊将電信号變換成數字信号進入 PLC 系統，輸出模塊相反。 I/O 分(fēn)為(wèi)開關(guān)量輸入（ DI ），開關(guān)量輸出（ DO ），模拟量輸入（ AI ）， 模拟量輸出（ AO ）等模塊。 
　　開關(guān)量是指隻有開和關(guān)（或 1 和 0 ）兩種狀态的信号，模拟量是指連續變化(huà)的量。常用的 I/O 分(fēn)類如(rú)下(xià)： 
　　開關(guān)量：按電壓水平分(fēn)，有 220VAC 、 110VAC 、 24VDC ，按隔離方式分(fēn)，有繼電器(qì)隔離和晶體(tǐ)管隔離。 
　　模拟量：按信号類型分(fēn)，有電流型（ 4-20mA,0-20mA ）、電壓型（ 0-10V,0-5V,-10-10V ）等，按精度分(fēn)，有 12bit,14bit,16bit 等。 
除了(le)上(shàng)述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如(rú)熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊 。 
　　按 I/O 點數确定模塊規格及數量， I/O 模塊可多可少，但(dàn)其最大數受 CPU 所能(néng)管理(lǐ)的基本配置的能(néng)力，即受最大的底闆或機架槽數限制。　　 
　　 五、電源模塊 
　　PLC 電源用于為(wèi) PLC 各模塊的集成電路(lù)提供工作(zuò)電源。同時(shí)，有的還為(wèi)輸入電路(lù)提供 24V 的工作(zuò)電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC ），直流電源（常用的為(wèi) 24VAC ）。　　 
　　 六、底闆或機架 
嗎(ma)　大多數模塊式 PLC 使用底闆或機架，其作(zuò)用是：電氣上(shàng)，實現(xiàn)各模塊間(jiān)的聯系，使 CPU 能(néng)訪問底闆上(shàng)的所有模塊，機械上(shàng)，實現(xiàn)各模塊間(jiān)的連接，使各模塊構成一(yī)個(gè)整體(tǐ)。　　 
　　 七、 PLC 系統的其它設備 
1 、編程設備：編程器(qì)是 PLC 開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器(qì)件，用于編程、對系統作(zuò)一(yī)些(xiē)設定、監控 PLC 及 PLC 所控制的系統的工作(zuò)狀況，但(dàn)它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運行。小編程器(qì) PLC 一(yī)般有手持型編程器(qì)， 目前一(yī)般由計算(suàn)機（運行編程軟件）充當編程器(qì)。 
2 、人(rén)機界面：最簡單的人(rén)機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一(yī)體(tǐ)式操作(zuò)員(yuán)終端應用越來(lái)越廣泛，由計算(suàn)機（運行組态軟件）充當人(rén)機界面非常普及。 
3 、輸入輸出設備：用于永久性地存儲用戶數據，如(rú) EPROM 、 EEPROM 寫入器(qì)、條碼閱讀器(qì)，輸入模拟量的電位器(qì)，打印機等。　　　 
　　 八、 PLC 的通信聯網 
　　依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生(shēng)産和管理(lǐ)數據 。因此，網絡在自動化(huà)系統集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人(rén)提出 " 網絡就(jiù)是控制器(qì) " 的觀點說(shuō)法。 PLC 具有通信聯網的功能(néng)，它使 PLC 與 PLC 之間(jiān)、 PLC 與上(shàng)位計算(suàn)機以及其他智能(néng)設備之間(jiān)能(néng)夠交換信息，形成一(yī)個(gè)統一(yī)的整體(tǐ)，實現(xiàn)分(fēn)散集中控制。多數 PLC 具有 RS-232 接口，還有一(yī)些(xiē)内置有支持各自通信協議(yì)的接口。 PLC 的通信，還未實現(xiàn)互操作(zuò)性 ， IEC 規定了(le)多種現(xiàn)場(chǎng)總線标準， PLC 各廠家均有采用。對于一(yī)個(gè)自動化(huà)工程 ( 特别是中大規模控制系統 ) 來(lái)講，選擇網絡非常重要的。首先，網絡必須是開放(fàng)的，以方便不同設備的集成及未來(lái)系統規模的擴展；其 次，針對不同網絡層次的傳輸性能(néng)要求，選擇網絡的形式，這(zhè)必須在較深入地了(le)解該網絡标準的協議(yì)、機制的前提下(xià)進行；再次，綜合考慮系統成本、設備兼容性、 現(xiàn)場(chǎng)環境适用性等具體(tǐ)問題，确定不同層次所使用的網絡标準。