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一、PLC簡(jiǎn)介

1- PLC的定義
PLC即可編程控制器，（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術(shù)為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(huì )（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：
　　“PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來(lái)在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過(guò)數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統形成一個(gè)整體，易于擴展其功能的原則而設計�！�
可編程控制器是一臺專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實(shí)際應用時(shí)，其硬件需根據實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據控制要求進(jìn)行設計編制。
PLC、CAD/CAM和機器人技術(shù)被稱(chēng)為現代工業(yè)的三大支柱。

2- PLC的特點(diǎn)
1、可靠性高，抗干擾能力強
傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，降低了硬件不穩定造成的故障影響。
為了限制故障的發(fā)生或者在發(fā)生故障時(shí)，能很快查出故障發(fā)生點(diǎn)，并將故障限制在局部，各PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時(shí)給出出錯信息，停止運行等待修復外，還使PLC具有了很強的抗干擾能力。PLC平均無(wú)故障時(shí)間達到數萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)，已被廣大用戶(hù)公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。
2、采用模塊化結構，硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便，適應性強
為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個(gè)部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統的規模和功能可根據用戶(hù)的需要自行組合。
PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線(xiàn)也很方便，一般用接線(xiàn)端子連接外部接線(xiàn)。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。
3、功能強，性能價(jià)格比高
一臺小型PLC內有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件，有很強的功能，可以實(shí)現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比，具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現分散控制，集中管理。
功能強，適應面廣現代PLC不僅有邏輯運算、計時(shí)、計數、順序控制等功能，還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動(dòng)、通信、人機對話(huà)、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線(xiàn)，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。
4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)
目前，大多數PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統控制線(xiàn)路的清晰直觀(guān)，又考慮到大多數工廠(chǎng)企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習慣及編程水平，所以對使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計算機的專(zhuān)門(mén)知識，很容易被一般工程技術(shù)人員所非常容易接受和掌握。PLC在執行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序將它翻譯成匯編語(yǔ)言然后執行（PLC內部增加了解釋程序）。與直接執行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶(hù)程序相比，執行梯形圖程序的時(shí)間要長(cháng)一些，但對于大多數機電控制設備來(lái)說(shuō)，是微不足道的，完全可以滿(mǎn)足控制要求。
采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計算機知識，因此系統開(kāi)發(fā)周期短，現場(chǎng)調試容易。另外，可在線(xiàn)修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。
5、安裝簡(jiǎn)單，維修方便
PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時(shí)只需將現場(chǎng)的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運行情況和查找故障。
PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發(fā)生故障時(shí)，可以根據PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統迅速恢復運行。
6、通用性強，控制程序可變，系統的設計、安裝、調試工作量少
PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿(mǎn)足各種要求的控制系統，用戶(hù)不必自己再設計和制作硬件裝置。用戶(hù)在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設備更新的情況下，不必改變PLC的硬設備，只需改編程序就可以滿(mǎn)足要求。因此，所以PLC取代繼電器控制，而且具有繼電器所不具備的無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。PLC除應用于單機控制外，在工廠(chǎng)自動(dòng)化中也被大量采用。
PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線(xiàn)工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來(lái)設計。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，設計梯形圖的時(shí)間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時(shí)間要少得多。
PLC的用戶(hù)程序可以在實(shí)驗室模擬調試，完成了系統的安裝和接線(xiàn)后，在現場(chǎng)的統調過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，系統的調試時(shí)間比繼電器系統少得多。
7、體積小、重量輕、功耗低
PLC是將微電子技術(shù)應用于工業(yè)設備的產(chǎn)品，其結構緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強抗干擾能力，易于裝入設備內部，是實(shí)現機電一體化的理想控制設備
PLC具備了以上特點(diǎn)，它把微計算機技術(shù)與繼電器控制技術(shù)很好地融合在一起。最新發(fā)展的PLC產(chǎn)品，還把直接數字控制、DDC技術(shù)加進(jìn)去，并具有監控計算機聯(lián)網(wǎng)的功能。因而它的應用幾乎覆蓋了所有的工業(yè)企業(yè)，既能改造傳統機械產(chǎn)品成為機電一體化的新一代產(chǎn)品，又適用于生產(chǎn)過(guò)程控制，實(shí)現工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節能與降低成本。

3- PLC的功能
目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂(lè )等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。
1、邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應用，它取代傳統的繼電器電路，實(shí)現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動(dòng)化流水線(xiàn)。PLC用“能流”的概念替代傳統電路的“電流”，甚至“觸點(diǎn)”和“線(xiàn)圈”這些基本概念也由傳統電路引入。除了類(lèi)似于傳統中間繼電器一樣的輸出線(xiàn)圈外，定時(shí)器、計數器也能在PLC程序中找到元件相對應。
2、模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠(chǎng)家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。
3、運動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運動(dòng)或直線(xiàn)運動(dòng)的控制。從控制機構配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專(zhuān)用的運動(dòng)控制模塊。如可驅動(dòng)步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠(chǎng)家的產(chǎn)品幾乎都有運動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場(chǎng)合。
4、過(guò)程控制
過(guò)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，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節是一般閉環(huán)控制系統中用得較多的調節方法。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處理一般是運行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應用。
5、數據控制
現代PLC具有數學(xué)運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據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，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無(wú)人控制的柔性制造系統；也可用于過(guò)程控制系統，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統。
6、通信和聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。硬件上PLC一般采用RS232、RS485等接口通訊，協(xié)議上支持MODBUS等通用協(xié)議或根據智能設備的自定義協(xié)議自由編寫(xiě)。隨著(zhù)計算機控制的發(fā)展，工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )發(fā)展得很快，各PLC廠(chǎng)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。但從發(fā)展趨勢來(lái)看，各品牌將加強PLC通訊和網(wǎng)絡(luò )標準化，以便于構建更加強大的網(wǎng)絡(luò )系統。尤其是越來(lái)越多PLC對以太網(wǎng)接口的支持，為通信和網(wǎng)絡(luò )的統一化、集成化、開(kāi)放性提供了便利條件。
7、其它
PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求。

4- PLC的起源
在60年代，汽車(chē)生產(chǎn)流水線(xiàn)的自動(dòng)控制系統基本上都是由繼電器控制裝置構成的。當時(shí)汽車(chē)的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著(zhù)生產(chǎn)的發(fā)展，汽車(chē)型號更新的周期愈來(lái)愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設計和安裝，十分費時(shí)，費工，費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現狀，美國通用汽車(chē)公司在1969年公開(kāi)招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項招標指標，即：
1、編程方便，現場(chǎng)可修改程序；
2、維修方便，采用模塊化結構；
3、可靠性高于繼電器控制裝置；
4、體積小于繼電器控制裝置；
5、數據可直接送入管理計算機；
6、成本可與繼電器控制裝置競爭；
7、輸入可以是交流115V；
8、輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動(dòng)電磁閥，接觸器等；
9、在擴展時(shí)，原系統只要很小變更；
10、用戶(hù)程序存儲器容量至少能擴展到4K。
1969年，美國數字設備公司（DEC）研制出第一臺PLC：PDP-14，在美國通用汽車(chē)自動(dòng)裝配線(xiàn)上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(cháng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應用。到1971年，已經(jīng)成功地應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。
這一新型工業(yè)控制裝置的出現，也受到了世界其他國家的高度重視。1971日本從美國引進(jìn)了這項新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺PLC：DCS-8。1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺PLC。我國從1974年開(kāi)始研制。于1977年開(kāi)始工業(yè)應用。

5- PLC的發(fā)展
20世紀70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)尤其是微處理器已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時(shí)、計數等功能以外，還增加了算術(shù)運算、數據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線(xiàn)圈的數量增加，還提供了一定數量的數據寄存器，使PLC得應用范圍得以擴大。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計及極高的性?xún)r(jià)比奠定了它在現代工業(yè)中的地位。
20世紀80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著(zhù)可編程控制器已步入成熟階段。
20世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(cháng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，由于超大規模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類(lèi)型的PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò )能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統治地位的DCS系統。
20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應于現代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。
PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、軟PLC、標準化、與現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)緊密結合等方向發(fā)展。

春節期間寫(xiě)了一點(diǎn)關(guān)于PLC的文章，主要設想是針對三菱FX系列PLC做一個(gè)系統的介紹。
目前已經(jīng)完成了前二章------這主要是從網(wǎng)上po的文章，介紹一些PLC的基本常識和主要品牌知識。
后期會(huì )逐漸發(fā)表到本站。
之后是關(guān)于三菱FX系列PLC的介紹，目的是讓0基礎學(xué)習PLC的同事們得以入門(mén)。
PLC這個(gè)行業(yè)有幾個(gè)門(mén)檻，但是只要得以入門(mén)，加以日后的勤奮，大部分人員就能從“菜鳥(niǎo)”達到“準高手”的行列。
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自己寫(xiě)著(zhù)玩的，希望能夠持續的寫(xiě)下去。
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