1 PLC概述
PLC（Programmable logic Controller）即可編程控制器，是當(dāng)今基于計算機(jī)技術(shù)的常見工業(yè)控制裝置，主要應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。PLC內(nèi)部配有編制程序的存儲器，用于存儲其內(nèi)部指令、程序代碼及程序運(yùn)行所需的各種數(shù)據(jù)，并以數(shù)字或模擬的方式與外部進(jìn)行輸入和輸出，進(jìn)而控制各種類型的執(zhí)行裝置。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備是工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，尤其在底層控制中，PLC一般都會是控制系統(tǒng)的核心。
2 PLC的特點(diǎn)
2.1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)
工業(yè)生產(chǎn)一般是在惡劣環(huán)境中進(jìn)行的高強(qiáng)度作業(yè)，這就要求其設(shè)備具有較高的可靠性和抗干擾能力。PLC的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離, 各輸入端均采用R-C濾波器，各模塊均采用屏蔽措施, 并具有良好的自診斷功能, 大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)使可靠性更進(jìn)一步提高。
2.2豐富的IO接口
在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，存在各種不同的設(shè)備或變化的生產(chǎn)環(huán)境，為了在計算機(jī)中進(jìn)行計算及采取控制措施，PLC配備豐富的IO模塊，以便能夠?qū)F(xiàn)場的各種信號轉(zhuǎn)換成PLC中可識別的信號。一般可將信號分為兩種：離散信號、模擬信號。一些按鈕、開關(guān)、電磁線圈和控制閥等器件通過傳感器產(chǎn)生高低電平形成離散信號，一些溫度、壓力、速度等傳感器通過其測量值映射為模擬信號，只要配備相應(yīng)的采集裝置，PLC就可以通過IO模塊與現(xiàn)場裝置進(jìn)行互動。
2.3編程簡單，易學(xué)易用
PLC作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，接口簡單易于配置，編程語言也易于工程技術(shù)人員所接受。尤其梯形圖語言的圖形符號能夠形象地表達(dá)各種邏輯結(jié)構(gòu)，不需要使用人員具有專業(yè)的計算機(jī)知識便可完成編程工作，這就使得開發(fā)人員能將更多的精力放在工控設(shè)計方面，進(jìn)而提高工作效率。
2.4系統(tǒng)搭建容易，維護(hù)方便
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯即使用軟邏輯代替硬邏輯，這一方面增加了邏輯運(yùn)算的靈活性，另一方面大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡易實(shí)用、系統(tǒng)搭建周期大為縮短。系統(tǒng)維護(hù)也很簡單，因為系統(tǒng)的硬件相對較少，改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作量也就較少，如果無需改變硬件結(jié)構(gòu)，則只需要對系統(tǒng)重新進(jìn)行軟件組態(tài)即可。
3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
PLC的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，在鋼鐵、石油、化工、電力等各個行業(yè)都可以看到PLC的應(yīng)用，PLC即可以進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制又可以進(jìn)行模擬量的控制，只需要配備相應(yīng)的IO模塊和配套裝置即可。PLC主要的應(yīng)用領(lǐng)域大致有如下幾類。
3.1運(yùn)動控制
PLC 可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。
3.2過程控制
過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系 統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、 化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。
3.3數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
3.4通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
4 PLC的發(fā)展現(xiàn)狀
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(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，使得電氣控制功能實(shí)現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）是世界上公認(rèn)的第一臺PLC。 隨著個人計算機(jī)（PC）發(fā)展，為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，美國A-B公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，也有人稱PLC簡稱PC。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)，20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。
5. 未來展望
隨著計算機(jī)科學(xué)和相關(guān)的通信、自動化等各學(xué)科的發(fā)展，更多新的技術(shù)將用于PLC的設(shè)計和制造，使得PLC的運(yùn)算速度、控制能力、智能型等各方面都有所增強(qiáng)。另外隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大即自動化在日常生活中的深入應(yīng)用，PLC將向兩極發(fā)展，即超小型和超大型。從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求。從通信方面來看，各個領(lǐng)域都朝著信息化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)將世界連為一個整體，PLC也不會是信息孤島，與其它計算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的綜合的控制系統(tǒng)是其必然的發(fā)展方向。■
