目 錄
第一章． PLC概論 4
第一節． PLC的產(chǎn)生 4
第二節． PLC的定義及其術(shù)語(yǔ) 5
一．定義 5
二．常用術(shù)語(yǔ) 5
第三節． PLC特點(diǎn) 6
一． 可靠性高、抗干擾能力強 6
二． 程序可變、具有柔性 7
三． 編程簡(jiǎn)單、使用方便 7
四． 功能完善 6
五． 組合靈活、擴充方便 6
六． 減少了工作量 8
七． 體積小、重量輕、環(huán)境要求低 8
八． 成本低、水平高 8
第四節． PLC的應用狀況和發(fā)展趨勢 9
一． 應用狀況 9
二． 發(fā)展趨勢 10
第二章． PLC的組成及工作原理 12
第一節． PLC的組成 12
第二節． PLC主要部件功能 13
一． CPU 13
二． 存儲器 錯誤！未定義書(shū)簽。
三． I/O部分 15
四． 編程工具 20
五． 電源 21
第三節． PLC的工作原理 22
一． PLC的工作過(guò)程 22
二． 掃描周期的計算方法 23
三． 系統響應時(shí)間 24
第四節． OMRON C200H數據通道 26
一． I/O繼電器區 27
二． 內部輔助繼電器區 ( Internal Relay ) IR區 27
三． 特殊繼電器區 ( Special Relay ) SR區 28
四． 暫存繼電器區 ( Temporary Relay ) TR區 30
五． 保持繼電器區 ( Holding Relay ) HR區 30
六． 輔助存貯繼電器區 ( Auxiliary Relay ) AR區 30
七． 鏈接繼電器區 ( Link Relay ) LR區 30
八． 定時(shí)/計時(shí)繼電器區 ( Timer & Counter ) TC區 30
九． 數據存貯區 ( Data Memory ) DM區 30
第三章． PLC的基本指令 錯誤！未定義書(shū)簽。
第一節． 編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． 梯形圖 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 助記符 錯誤！未定義書(shū)簽。
三． 布爾表達式 錯誤！未定義書(shū)簽。
四． 功能塊圖 ( Function block diagram ) 錯誤！未定義書(shū)簽。
五． 功能表圖 ( Function chart ) 錯誤！未定義書(shū)簽。
六． 高級語(yǔ)言 錯誤！未定義書(shū)簽。
第二節． 梯形圖使用的符號、概念及注意事項 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． 梯形圖中的符號、概念 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 梯形圖使用應注意事項： 錯誤！未定義書(shū)簽。
第三節． OMRON C200H 指令系統 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． 分類(lèi)及說(shuō)明 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 基本指令 錯誤！未定義書(shū)簽。
三． 常用指令(11條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
四． 數據傳送指令： 錯誤！未定義書(shū)簽。
五． 比較指令(6條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
六． 數據轉換指令(16條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
七． 移位指令(16條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
八． 十進(jìn)制數(BCD碼)運算指令 (28條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
九． 二進(jìn)制運算指令 (8條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
十． 邏輯運算指令 (10條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
十一． 子程序指令 (5條) 錯誤！未定義書(shū)簽。
十二． 特殊指令 錯誤！未定義書(shū)簽。
第四章． PLC應用實(shí)例 錯誤！未定義書(shū)簽。
第五章． PLC程序設計的功能表圖方法 錯誤！未定義書(shū)簽。
第一節. 概 述 錯誤！未定義書(shū)簽。
第二節. 功能表圖的基本概念 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． 步 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 有向線(xiàn)和轉移 錯誤！未定義書(shū)簽。
三． 功能表圖的構成規則 錯誤！未定義書(shū)簽。
四． 功能表圖的基本形式 錯誤！未定義書(shū)簽。
第三節. 用梯形圖實(shí)現功能表圖的程序設計 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． 步的進(jìn)入 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 步的退出 錯誤！未定義書(shū)簽。
第六章． PLC應用中的若干問(wèn)題 錯誤！未定義書(shū)簽。
第一節． PLC的使用及其型號選擇 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． PLC型號的選擇 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇 錯誤！未定義書(shū)簽。
三． 編程手段的選擇 錯誤！未定義書(shū)簽。
第二節． 降低PLC系統費用的方法 錯誤！未定義書(shū)簽。
一． 減少模塊的數量 錯誤！未定義書(shū)簽。
二． 減少輸入點(diǎn) 錯誤！未定義書(shū)簽。
三． 減少輸出點(diǎn) 錯誤！未定義書(shū)簽。
參考書(shū)： 31
第一章． PLC概論
可編程序控制器(Programmable Controller)簡(jiǎn)稱(chēng)PC，為了避免同個(gè)人計算機（Personal Computer，簡(jiǎn)稱(chēng)PC）混淆，現在一般將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC（Programmable Logic Controller）。
PLC從誕生至今已有30多年，發(fā)展勢頭異常迅猛，已經(jīng)成為當代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的支柱產(chǎn)品之一。特別是隨著(zhù)計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC的應用領(lǐng)域逐步擴大，應用前景十分看好。
第一節． PLC的產(chǎn)生
傳統的控制系統（特別是1969年以前，那時(shí)PLC還未出現）中主要元件是各
種各樣的繼電器，它可以可靠且方便地組成一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統。例1-1：
但隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展，控制對象越來(lái)越多，其邏輯關(guān)系也越來(lái)越復雜，用繼電器組成的控制系統就會(huì )變得非
常龐大，從而造成系統的不穩定和造價(jià)昂貴。主要表現在：①當某個(gè)繼電器損壞、甚至繼電器的某觸點(diǎn)接觸不良都會(huì )影響系統的運行；②繼電器本身并不太貴，但控制柜內元件的安裝和接線(xiàn)工作量極大，造成系統價(jià)格偏高；③產(chǎn)品需要不斷地更新?lián)Q代，生產(chǎn)設備的控制系統不斷地作相應的調整。但對龐大的系統而言，日常維護已很難，再作調整難度更大。
鑒于以上問(wèn)題，1968年美國通用汽車(chē)公司(General Motors)向傳統的繼電器控制系統提出了挑戰：設想是否能用一種新型的控制器，引入這種控制器后可使龐大的系統減小，并且能方便地進(jìn)行修改、調整。按照這個(gè)宗旨，該公司向外公開(kāi)招標，提出如下十大指標：
①. 編程簡(jiǎn)單，可在現場(chǎng)改程序； ②. 維護方便，最好是插件式 ；
③. 可靠性高于繼電器控制柜； ④. 體積小于繼電器控制柜；
⑤. 成本低于繼電器控制柜 ； ⑥. 可將數據直接輸入計算機 ；
⑦. 輸入可以是市電(AC110v)； ⑧. 控制程序容量 ≥ 4KB；
⑨. 輸出可驅動(dòng)市電2A以下的負荷，能直接驅動(dòng)電磁閥 ；
⑩. 擴展時(shí)，原有的系統僅作少許更改。
這次招標引起了工業(yè)界的密切注視，吸引了不少大公司前來(lái)投標，最后DEC公司一舉中標，并于1969年研制成功第一臺PLC，當時(shí)命名為PC(Programmable Logic Controller)。這臺PLC投運到汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)后，取得了極為滿(mǎn)意的效果，引發(fā)了效仿的熱潮，從此PLC技術(shù)得以迅猛的發(fā)展。
第二節． PLC的定義及其術(shù)語(yǔ)
一．定義
嚴格地講，至今對PLC沒(méi)有最終的定義。
國際電工委員會(huì )（IEC）1985年在可編程序控制器標準草案（第二稿）中作了如下的定義：“可編程序控制器是一種數字運算的電子系統，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境條件下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來(lái)在內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令，并通過(guò)數字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類(lèi)型的機械或生產(chǎn)過(guò)程�？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設備都應按易于使工業(yè)控制系統形成一個(gè)整體、易于擴充其功能的原則設計�！�
美國電氣制造協(xié)會(huì )（NEMA）1987年作的定義如下：“它是一種帶有指令存儲器、數字或模擬I/O接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計數和算術(shù)運算功能，用于控制機器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置�！�
IEC(國際電工委員會(huì ))在標準草案中，將這種裝置定義為可編程序控制器(Programmable Controller)，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。為了避免同個(gè)人計算機混淆，現在一般將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（Programmable Logic Controller）
二．常用術(shù)語(yǔ)
1 點(diǎn)數 (I/O Points) 指能夠輸入 / 輸出開(kāi)關(guān)量、模擬量的總個(gè)數。一般是4或8的倍數。
2 掃描周期 是指PLC執行系統監控程序、用戶(hù)程序、I/O刷新一次所用的時(shí)間。它直接反映PLC的響應速度，因此是PLC的重要指標之一，其單位是ms/kw (kb)。
3 梯形圖 梯形圖是PLC用戶(hù)編程時(shí)最常用的一種圖形編程方法，是表示I/O點(diǎn)之間邏輯關(guān)系的一種圖。它實(shí)質(zhì)上是變相的繼電器控制邏輯圖，形式和規范非
常相似，其目的是為了讓工廠(chǎng)技術(shù)人員不必懂計算機，就可使用(設計、閱讀)它，例如圖1-2：
第三節． PLC特點(diǎn)
PLC之所以能適應工業(yè)環(huán)境，并能夠得以迅猛的發(fā)展，是因為它具有如下特點(diǎn)：
1． 可靠性高、抗干擾能力強 5、 組合靈活、擴充方便
2． 程序可變、具有柔性 6、 減少了工作量
3． 編程簡(jiǎn)單、使用方便 7、 體積小、重量輕、環(huán)境要求低
4． 功能完善 8、 成本低、水平高
一． 可靠性高、抗干擾能力強
據有關(guān)資料稱(chēng)：“到目前為止沒(méi)有任何一種工業(yè)控制設備可達到PLC的可靠性”。
控制系統在使用時(shí)發(fā)生故障，絕大多數是由PLC外的開(kāi)關(guān)、傳感器、執行器引起的，而不是PLC本身。若是PLC，多數是使用、設計不當引起的。
誘發(fā)電子設備故障的原因大概有如下幾種：針對以上故障原因，PLC在硬、軟件兩方面采取了相應的解決方法，使其可靠性大為提高，PLC本身發(fā)生故障的概率極小。
1. 硬件
(1)常規手段 選用優(yōu)質(zhì)元器件，設計合理的系統結構，實(shí)施加固使其易于抗沖擊，印制板的設計加工和焊接工藝嚴格規范。
(2)隔離 所有I/O電路一律采用光電器件進(jìn)行隔離，使內外無(wú)電氣回路的聯(lián)接點(diǎn)(電浮空)，這樣可以抗電干擾。
(3)濾波 對供電系統及輸入回路采用模擬量濾波(如LC、π型濾波網(wǎng)絡(luò ))，再加上數字濾波，以消除或抑制高頻干擾。
(4)屏蔽 采用導電、導磁性能良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防電磁波輻射的干擾。
(5)增強電源的適應性 PLC的供電系統(內部為DC)采用開(kāi)關(guān)電源，并用集成電壓調整器進(jìn)行調整，使之適應電網(wǎng)電壓較寬范圍的波動(dòng)。
(6)采用模塊式結構 一旦某模塊有故障，能迅速更換，使系統停用時(shí)間減到最低程度。
2. 軟件
（1）設置警戒時(shí)鐘WDT (看門(mén)狗) PLC在正常的運行程序中對WDT定時(shí)復位，若超過(guò)了WDT規定的時(shí)間，WDT會(huì )發(fā)出報警信號，并強制系統CPU復位，使之走入正常的運行程序。
（2）系統軟件對用戶(hù)軟件自動(dòng)進(jìn)行檢查 能對用戶(hù)程序進(jìn)行查錯、報錯，使用戶(hù)程序無(wú)語(yǔ)法、結構性錯誤，錯誤的程序或參數得不到運行。
（3）掉電保護 對RAM區用后備電池或蓄能電容，掉電時(shí)使RAM繼續有電，保證用戶(hù)程序運行的狀態(tài)信息和中間數據不會(huì )丟失。
（4）自檢 系統程序中有對CPU及外圍器件自動(dòng)檢測的功能，一旦出錯，立即報警。
二． 程序可變、具有柔性
生產(chǎn)工藝或設備改變后，在原設計的PLC功能備用量夠用的情況下，可不變PLC的硬件，只要改編控制程序即可。
這點(diǎn)就充分體現了PLC具有繼電器控制系統所不具備和無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。故PLC除應用于單機控制外，還在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMC)、工廠(chǎng)自動(dòng)化(FA)中被大量采用。
三． 編程簡(jiǎn)單、使用方便
PLC采用與繼電器控制邏輯圖非常接近的“梯形圖”進(jìn)行編程，這種編程方法既具備傳統控制線(xiàn)路的易懂易編，清晰直觀(guān)優(yōu)點(diǎn)，又顧及了多數電氣技術(shù)人員的讀圖習慣和微機應用水平，易于被大眾接受，因此受到普遍歡迎，這種面向生產(chǎn)的編程方法與目前微機控制中常用的匯編語(yǔ)言或高級語(yǔ)言編程相比，其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
為進(jìn)一步優(yōu)化編程，PLC還針對實(shí)際問(wèn)題設計了諸如步進(jìn)順控指令、移位指令、鼓形控制器等功能性指令，減少編程工作量，加快了開(kāi)發(fā)速度。
四． 功能完善
現代的PLC還具有數字量及模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運算、定時(shí)、計數、順序檢測、功率驅動(dòng)、聯(lián)網(wǎng)通信、人機對話(huà)、自檢、記錄和顯示等功能，使控制系統的水平大大提高，功能更加完善。
五． 組合靈活、擴充方便
PLC除摸塊化外，還具有各種擴充單元，I/O點(diǎn)數及各種I/O方式、I/O量均可選擇，可以方便地適應不同的控制對象。
六． 減少了工作量
由于PLC是采用軟件編程來(lái)實(shí)現控制功能的，而繼電器控制采用硬接線(xiàn)來(lái)實(shí)現。這就減少了設計、施工的工作量。同時(shí)，PLC能事先進(jìn)行摸擬調試并且具有很強的監視功能，所以系統的調試、檢修、維護的工作量得到大大地減少。
七． 體積小、重量輕、環(huán)境要求低
由于PLC是專(zhuān)為工控而設計的專(zhuān)用計算機，所以其結構緊密、堅固、體積小巧、功能齊全，能直接投運在惡劣的工作環(huán)境。一般PLC的功能若用繼電器來(lái)實(shí)現，需用3至4個(gè)1.8m高的大繼電器控制柜。
八． 成本低、水平高
1． 由于PLC功能的強大(一臺PLC相當于3至4個(gè)大控制柜)，使得控制系統的直接費用大量降低。
2． 由于PLC具有易修改性、高可靠性、易擴展性、易維護性，大大降低了日常運行的檢修、維修工作量，降低了今后改造的成本。
3． 由于PLC安裝調試方便，開(kāi)發(fā)、調試周期短，從而降低了設計、開(kāi)發(fā)、安裝、調試的工作量，故減少了工資費用。
4． 由于PLC靠軟件編程實(shí)現控制功能，硬件及其備件均具有通用性，也減少了采購的時(shí)間和費用。
5． 由于體積小、功能強，所以占地少、耗電小(僅為繼電器柜的幾十分之一)，每年節省的電費就可將投資收回。
6． 由于PLC實(shí)質(zhì)上是一種專(zhuān)用工控計算機，實(shí)現了智能控制，從而使得控制水平上了新臺階，并且具有聯(lián)網(wǎng)功能，很易構成綜合控制系統。
第四節． PLC的應用狀況和發(fā)展趨勢
一． 應用狀況
PLC自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)30多年的發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達國家(如美、日、德等)已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一，生產(chǎn)廠(chǎng)家不斷涌現，PLC的品種多達幾百種。
國內應用始于80年代。一些大中型工程項目引進(jìn)的生產(chǎn)流水線(xiàn)上采用了PLC控制系統，使用后取得了明顯的經(jīng)濟效益，從而促進(jìn)了國內PLC的發(fā)展和應用。目前國內PLC的應用已取得了許多成功的經(jīng)驗和成果，證明了PLC是大有發(fā)展前途的工業(yè)控制裝置，它與DCS、SCADA、計算機網(wǎng)絡(luò )系統相互集成、互相補充而形成的綜合系統將得到更加廣泛的應用。
我國PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)家主要是80年代涌現出來(lái)的，靠技術(shù)引進(jìn)、轉讓、合資等方式進(jìn)行生產(chǎn)，目前約有十幾家，生產(chǎn)的PLC型號主要有：
天津中環(huán)自動(dòng)化儀表公司 DJK-84 ；無(wú)錫華光電子工業(yè)有限公司 KCK 系列；
上海東屋電器有限公司 C F系列 ；北京樁樹(shù)電子儀表廠(chǎng) BCM-PIC ；
杭州機床電器廠(chǎng) DKK 、D系列 ；上海電力電子設備廠(chǎng) KKI-IC ；
大連組合機床研究所 S 系列 ；機械部北京自動(dòng)化所 MPC、KB系列；
上海國際程控公司 E、EM、H系列；上海工業(yè)自動(dòng)化研究所 TCMS-300/D；
杭州通靈控制電腦公司 HZK 系列 ；蘇州電子計算機廠(chǎng) YZ系列；
蘇州機床電器廠(chǎng) CYK系列 。
此外還有聯(lián)想計算機集團公司、中科院自動(dòng)化所、上海機床電器廠(chǎng)、四川儀表十五廠(chǎng)、珠海春海電子設備廠(chǎng)、深圳科用開(kāi)發(fā)公司、北京恒達機電技術(shù)發(fā)展公司、上海香島斯邁克有限公司，遼寧無(wú)線(xiàn)電二廠(chǎng)，廈門(mén)A-B公司等也生產(chǎn)PLC。
由上可看出國產(chǎn)PLC的品種只有二十多種，主要集中在小型PLC品種上（中型PLC的生產(chǎn)較少，大型的更少），生產(chǎn)和銷(xiāo)售規模均不大。目前國產(chǎn)PLC的質(zhì)量和技術(shù)性能與發(fā)達國家相比還有較大的差距，遠不能滿(mǎn)足國內日益增長(cháng)的市場(chǎng)需要，故須依賴(lài)進(jìn)口，尤其是大中型PLC，更是清一色的國外產(chǎn)品。國內流行的PLC多是國外產(chǎn)品，主要有：
日本：立石(OMRON)、三菱、日立、夏普、松下、東芝、富士、安川、橫河、
光洋(Koyo)等公司
美國：AB(Allen Bradley)、GM(Gould Modicon)、GE(GE-Fanuc)、Square D、
西屋(Westing House)、TI 儀器(Texas,Instruments德洲儀器) 等公司
德國：西門(mén)子（Siemens） 、 BBC 、 AEG等公司
法國：TE (Telemecanique) 公司等
其中美國的A-B(Allen-Bradley)、GE-Fanuc、 Modicon，德國的西門(mén)子(Siemens)，法國的TE(Telemecanique)，日本的三菱、立石(OMRON)等7家公司，在所有PLC制造廠(chǎng)中占有主導地位。這7家公司占有著(zhù)全世界PLC市場(chǎng) 80%以上的份額，他們的系列產(chǎn)品有其技術(shù)廣度和深度，從售價(jià)為100美元左右的微型PLC到有數千個(gè)I/O點(diǎn)的大型PLC應有盡有。
小型PLC日本各廠(chǎng)家占領(lǐng)的市場(chǎng)份額最大，其結構型式的優(yōu)點(diǎn)也較為突出，故其他國家小型PLC的結構形式也都向日本看齊。大、中型PLC市場(chǎng)份額的90%一直被美、日、歐三家占領(lǐng)，具有三足鼎立之勢，近年來(lái)日本稍有頹勢。
二． 發(fā)展趨勢
1. 結構微型化、模塊化
自73年微處理機芯片(CPU)問(wèn)世以后，為計算機應用產(chǎn)品(PLC也屬其中之一)微型化創(chuàng )造了條件，一般小型的PLC產(chǎn)品只有32K—16K書(shū)這么大小(高度5—10mm)。一般小型PLC整體式的較多，但功能較多的小型機，結構型式大多采用模塊式，以便使用戶(hù)有更多的選擇余地，配置成性能比較高的控制系統。
大、中型PLC幾乎全部采用模塊結構。采用模塊式結構可讓用戶(hù)各取所需，減少投資費用。
2. 功能全面化、標準化
在PLC發(fā)展的初期，PLC只具有開(kāi)關(guān)量的I/O、定時(shí)、計數、順序控制等功能，之后又增加了模擬量的I/O、PID調節、信號調制、數字量的I/O、通迅、高速計數器等功能模塊，現代PLC能完成CNC過(guò)程控制、集散控制器柔性制造單元等各種控制系統所能完成的功能。它大大加強了數學(xué)運算、數據處理圖形顯示、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，使PLC向IPC方向滲透和發(fā)展。
功能標準化后，使用同一系列的產(chǎn)品(甚至不同廠(chǎng)家、不同系列的PLC)均能選用同一功能的PLC模塊。
3. 產(chǎn)品系列化
一家PLC生產(chǎn)公司往往以統一的設計思想，設計其系列產(chǎn)品，在系列產(chǎn)品中，I/O模塊和各種功能摸塊的接口功能是統一的，但有各種規格，可任意選擇、組合，構成小型、中型或大型(小到幾點(diǎn)，大到上萬(wàn)點(diǎn))規模的控制系統。編程器、軟件、指令是兼容的，也有不同規格、型號可選。
4. 大容量化、高速化
IC及CPU技術(shù)的發(fā)展為PLC的大容量化、高速化創(chuàng )造了條件，現代大型PLC存儲器容量大到數兆， 控制程序達到數萬(wàn)步，梯形圖的掃描速度可達0.1ms/kw的數量級，速度上比許多DCS(分散型控制系統)快數十倍。
大容量及高速化的PLC為加工機具的精確定位、機床速度的精確調節、閥門(mén)的靈活控制以及PID過(guò)程控制等提供了更好的手段。
5. 模塊化、模塊智能化
大中型PLC幾乎全用模塊式結構，功能較多的小型PLC也采用模塊式結構，因為這種結構最大的優(yōu)點(diǎn)是可讓用戶(hù)按需組合，避免功能資源的浪費，使控制系統的成本最小化，實(shí)現性?xún)r(jià)比最優(yōu)。I/O模塊的點(diǎn)數逐漸增多，小型機大多采用4、8及16點(diǎn)，大、中型機多采用64、32及16點(diǎn)。
模塊智能化，就是模塊的本身具有CPU，能獨立工作，它們與主CPU模塊并列運行，緊密結合，有助于克服PLC掃描算法上的局限性，使其在速度、精度、適應性、可靠性等各方面均更勝一籌，完成以前PLC本身無(wú)法完成的許多功能。
6. 通迅化、網(wǎng)絡(luò )化
現代工業(yè)生產(chǎn)規模大、控制復雜、被控對象分布廣且具有一定的空間距離，因此要有許多PLC或其它控制器來(lái)分區控制，往往還有上位機對他們進(jìn)行統一管理，以協(xié)調全廠(chǎng)的生產(chǎn)，這就需要各級控制器之間以及與上位機之間具有通訊手段，實(shí)現信息交流。
現代的PLC機大多具有標準通訊接口(例如RS-232C、422、485、ProfiBus、以太網(wǎng)等)，具有通迅聯(lián)網(wǎng)功能。通過(guò)電纜或光纖，信息傳送距離可達幾十公里，聯(lián)網(wǎng)后，各控制器形成一個(gè)統一的整體，實(shí)現集散控制。
各公司都有自己的專(zhuān)用通訊網(wǎng)絡(luò )，造成了各家PLC之間的通迅困難，但是它們可以通過(guò)主機與遵循標準通迅協(xié)議(如MAP網(wǎng)絡(luò )通迅協(xié)議)的網(wǎng)絡(luò )聯(lián)網(wǎng)。
7. 編程語(yǔ)言化
梯形圖編程固然方便直觀(guān)，但對復雜的控制領(lǐng)域編程則較煩瑣，因此對復雜的應用場(chǎng)合需要高級的編程工具，當代PLC已發(fā)展出了許多編程語(yǔ)言，如面向順序控制的步進(jìn)順控語(yǔ)言，面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言(它能表示過(guò)程中動(dòng)態(tài)變量與信號的相互聯(lián)接)。還有用高級語(yǔ)言BASIS、PASCAL、C語(yǔ)言編程的。
8. 增強外部故障檢測能力
據分析，PLC控制系統的故障中：
內部故障占20%（其中CPU板占5%；I/O板占15%），
外部故障(非PLC)占80%，其中：
傳感器占45% 執行器占30% 接線(xiàn) 占 5%
除了內部故障可通過(guò)PLC的軟、硬件自動(dòng)檢測以外，其余80%都不能通過(guò)自診斷查出，因此，檢測外部故障的功能是很有價(jià)值的發(fā)展方向。
第二章． PLC的組成及工作原理
第一節． PLC的組成
PLC由三個(gè)基本部分組成：輸入部分、邏輯處理部分、輸出部分�；窘Y構示意圖參見(jiàn)圖2-1所示。
輸入部分是指各類(lèi)按鈕、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等接口電路，它收集并保存來(lái)自被控對象的各種開(kāi)關(guān)量、模擬量信息和來(lái)自操作臺的命令信息等。
邏輯處理部分用于處理輸入部分取得的信息，按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行運算，并把運算結果以某種形式輸出。
輸出部分是指驅動(dòng)各種電磁線(xiàn)圈、交 / 直流接觸器、信號指示燈等執行元件的接口電路，它向被控對象提供動(dòng)作信息。
為了使用方便，PLC還常配套有編程器等外部設備，它們可以通過(guò)總線(xiàn)或標準接口與PLC連接，圖2-2為一般PLC組成系統的原理框圖。（由圖2-2可看出，PLC的組成結構和計算機差不多，故PLC可看成用于工業(yè)控制的專(zhuān)用計算機）
第二節． PLC主要部件功能
一． CPU
CPU是PLC的核心部件之一， 它的主要功能有：
① 采集輸入信號； ②執行用戶(hù)程序； ③刷新系統輸出；
④執行管理和診斷程序； ⑤與外界通信。
PLC常用的CPU芯片主要有：
1． 通用微處理器
如INTEL（8080、8085、8086、8088，80386、80486、80586）、Zilog（Z80、Z8000）、Motorola（6800、6809、68000）等。通用微處理器芯片的通用性強、價(jià)格便宜、貨源充足。
2． 單片微處理器
如 INTEL（8031、8039、8049、8051、8089），單片微處理器又叫單片機，它將ROM、RAM、接口電路、時(shí)鐘電路、串行口甚至A/D都集成在一個(gè)很小的芯片上，自成一個(gè)小的微處理機系統；另外，單片機有大量的位尋址單元和豐富的位操作指令，它為PLC在位處理方面提供了最佳的功能和速度，所以特別適用于PLC；此外，單片機集成度高、體積小、通用性強、價(jià)格低、可擴充性好、貨源足。
3． 位片式微處理器
如 AMD（2900、2901、2903、N8×300），位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支，因為它采用雙極型工藝，所以比一般的MOS型微機處理器在速度上要快一個(gè)數量級。上述兩種微處理器的字長(cháng)、結構、指令系統是固定的，而位片機是具有CPU的一切必要附件(如寄存器、算術(shù)邏輯部件ALU等)，位片的寬度有2、4、8位幾種，用幾個(gè)位片機級聯(lián)，可組成任意字長(cháng)的微處理器。還可通過(guò)改變微程序存儲器的內容來(lái)改變機器的指令系統(即指令系統對用戶(hù)開(kāi)放)；位片式結構可使用多個(gè)微處理器，將任務(wù)分成幾個(gè)部分讓其并行處理，即重疊操作，這樣能更有效地發(fā)揮其快速的特點(diǎn)；其缺點(diǎn)是：集成度低，用的芯片較多，功耗也較大。
目前小型PLC一般采用8位CPU如：8080、8085、Z80、6800、MCS48、51系列，而大、中型PLC常采用位片式微處理器、16/32位通用微處理器。
二． 存儲器
存儲器是保存系統程序、用戶(hù)程序、中間運算結果的器件，據其在系統中的作用，可將它們分為下列4種：系統程序存儲器、用戶(hù)程序存儲器、數據表存儲器、高速暫存存儲器。
1． 系統程序存儲器
系統程序存儲器用來(lái)存放PLC的監控程序，可分為：系統管理程序、命令解釋程序、故障檢測、診斷程序、通信程序。系統程序由PLC廠(chǎng)家設計，并固化在ROM / PROM / EPROM存儲器中，用戶(hù)不必對它作細致的了解，更不能改變它。
2． 用戶(hù)程序存儲器
用戶(hù)程序存儲器用來(lái)存放用戶(hù)編制的控制程序。PLC術(shù)語(yǔ)中講的存儲器容量及型式就是指的用戶(hù)程序存儲器。常用的用戶(hù)存儲器型式有：EPROM、E2ROM、帶掉電保護的RAM等。
EPROM作程序存儲器的優(yōu)點(diǎn)是：寫(xiě)入程序不會(huì )因停電而丟失，但其成本較高，主要體現在兩個(gè)方面：
1） 調試時(shí)仍要用RAM作程序存儲器，而且最好用帶電容/電池后備的RAM，這樣用戶(hù)實(shí)質(zhì)上是購了兩套用戶(hù)程序存儲器。
2） 對許多PLC而言，往往還要另外配套購置專(zhuān)用的EPROM寫(xiě)入裝置和擦除裝置。
E2PROM是非易失性的且可電擦除的存儲器，它兼有ROM的非易失性和RAM隨機存取之優(yōu)點(diǎn)，它的寫(xiě)入或擦除不需特殊裝置，用它作用戶(hù)程序存儲器，在程序調試階段，可用編程器直接修改程序，程序確定下來(lái)投入運行后。這是它的優(yōu)越之處，不足的是，它的寫(xiě)入時(shí)間較長(cháng)(約為ms 級)，但對手工輸入或修改程序而言，這點(diǎn)是不成問(wèn)題的。
一般而言，用戶(hù)的控制程序必須經(jīng)過(guò)多次的調試和修改才能確定下來(lái)，據此特點(diǎn)，在控制程序沒(méi)確定以前，常先采用帶掉電保護的RAM作用戶(hù)程序存儲器，待程序確定后，再由廠(chǎng)家提供的EPROM寫(xiě)入器將程序固化到EPROM中，并將該EPROM插入PLC中運行。EPROM插入PLC后，PLC則運行EPROM中的用戶(hù)程序，若沒(méi)EPROM插入，PLC則運行RAM區中的用戶(hù)程序。許多用戶(hù)用掉電保護的RAM作用戶(hù)程序存儲器，因為它比另兩種價(jià)格便宜，一旦電源停電，靠后備電池/電容可以保存RAM中的程序數年 / 數十天，只要做到停電時(shí)間不超過(guò)這期限即可。這點(diǎn)對于一般的工礦企業(yè)而言是容易做到的。
例如：OMRON公司的C200H-MR431/831是全電池后備RAM存儲器，C200H-MR431 / 831是電容后備RAM存儲器，它們在25℃的壞境下，可以保存程序的時(shí)間分別是2~3年、20天。
3． 數據表存儲器 (I/O映像存儲器)
數據表存儲器用來(lái)存放開(kāi)關(guān)量I/O狀態(tài)表，定時(shí)器、計算器的預置值表，模擬量I/O數值等。
4． 高速暫存儲器
高速暫存儲器主要存放運算的中間結果，統計數據、故障診斷的標志位等。其中，3、4兩類(lèi)存儲器，常用RAM，這其中部分或全部有后備電源。
三． I/O部分
PLC的I/O部分，因用戶(hù)的需求不同有各種不同的組合方式，通常以模塊的形式供應，一般可分為：
① 開(kāi)關(guān)量I/O模塊 ② 模擬量I/O模塊
③ 數字量I/O模塊（包括TTL電平I/0模塊、撥碼開(kāi)關(guān)輸入模塊、
LED/LCD/CRT顯示控制模塊、打印機控制模塊）
④ 高速計數模塊 ⑤ 精確定時(shí)模塊
⑥ 快速響應模塊 ⑦ 中斷控制模塊
⑧ PID模塊 ⑨ 位置控制模塊
⑩ 軸向定位模塊 ⑾ 通信模塊。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
