PLC是一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作系统。它采用可编程序的存储器存储执行逻辑运算、顺序控制、定时计数 及算术运算等操作指令，通过数字量、模拟量输入与输出，控制机械运动和生产过程。

1.可编程控制器的定义：可编程控制器，简称PLC（Programmable　logic　Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

2.PLC的特点

2.1 配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制，CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

2.2 可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用优质的电子元件与合理的系统结构设计，内部电路采取光电隔离、数字滤波、故障诊断等硬件措施，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间很长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，使得整个系统具有极高的可靠性。 还特别设立了警戒时钟WDT，PLC系统对警戒时钟进行定时刷新，一旦出现死循环，PLC能自动重新启动，对软件程序和硬件进行检查，给出错误报警，避免了个人电脑和单片机经常出现的死机现象。

2.3 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。

2.4 易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，为面向工矿企业的工业控制设备。接口简单容易，编程语言易于为工程技术开发人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

2.5 体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

3.PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

3.1 开关量的逻辑控制

PLC取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、订书机械、印刷机、磨床、组合机床、包装生产线、电镀流水线等。

3.2 运动控制

PLC可以用于直线运动或者圆周运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或者伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都具有运动控制功能，广泛用于各种机械、机器人、机床、电梯等场合。

3.3 模拟量控制

在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模
拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）
之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

3.4 数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、逻辑运算、函数运算）、数据转换、数据传送、排
序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存
储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，
或将它们打印制表。数据处理一般用于大型工业控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

3.5 过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3.6 数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排
序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存
储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，
或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可
用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

3.7 通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自
动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有串口通信接口，通信非常方便。如果需要远程控制，可以利用终端服务器进行远程控制。

4.PLC的国内外状况

世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件
条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成
简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入
可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征
的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器
采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储
元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说， 这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元， 用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前， 可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设
备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC 的
应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK 及D系列、大连组合机床研究所生产的S 系列、苏州电子计算机厂生产的YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC 生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。

5.PLC未来展望

21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System ）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

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