什么是plc

可编程逻辑控制器(PLC)是一种带有微处理器的数字电子设备，是一种用于自动控制的数字逻辑控制器，可以随时将控制指令加载到内存中进行存储和操作。可编程控制器由内部CPU、指令和数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字和模拟单元组成。PLC可以接收(输入)和发送(输出)多种电气或电子信号，并利用它们来控制或监督几乎所有种类的机电系统。

西门子可编程逻辑控制器国际电工委员会将可编程逻辑控制器定义为：

可编程控制器(PLC)是一种数字操作的电子系统，是专门为工业环境中的应用而设计的。它采用一种可编程存储器，用于在其中存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算等面向用户的指令，通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器及其相关外部设备是根据易于与工业控制系统集成和易于扩展其功能的原则设计的。

1968年，美国通用汽车公司提出著名的“通用十条”投标指标，这也是目前PLC的特点：编程方便，现场可修改程序；维护方便，模块化结构；可靠性高于继电器控制设备；小于继电器控制设备；数据可以直接发送到计算机；成本可以和继电器控制设备竞争；输入可以是交流115V；输出交流115伏，2A或以上，可直接驱动电磁阀，接触器等。扩展时，原系统只需稍加改动；可以扩展用户程序存储容量。1978年，NEMA将可编程控制器定义为[1]:

可编程控制器(PLC)是一种数字电子设备，利用可编程存储器存储指令，运行逻辑、顺序、定时、计数、计算等功能，通过数字或模拟输入输出模块控制各种机械或工作程序。

PLC具有通用性强、使用方便、适应性广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

所有PLC由三个主要部分组成：输入、CPU和输出。

一、可编程逻辑控制器

可编程控制器控制系统，可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器，是专为工业生产设计的数字操作电子设备。它采用一种可编程存储器，用于存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

二，可编程控制器的使用

1.用于开关控制

PLC控制开关量的能力很强。少则十几分，多则几百分，几千分，甚至上万分。因为可以联网，点数几乎是无限的，而且无论多少点都可以控制，控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合、时序、瞬间、延时、不需要计数、需要计数、固定顺序、随机工作等。

PLC的硬件结构可变，软件程序可编程，用于控制时非常灵活。如果需要，可以编写多套或多组程序，根据需要调用。非常适合工业领域多工况多状态转换的需要。用PLC进行开关控制的例子有很多，如冶金、机械、轻工、化工、纺织等。几乎所有行业都需要。目前，PLC第一次使用的目标是其他控制器无法比拟的，即可以方便可靠地用于开关控制。

2.用于模拟控制

模拟量，如电流、电压、温度、压力等。不断变化。工业生产，尤其是连续生产过程，往往需要控制这些物理量。作为一种工业控制电子设备，如果PLC不能控制这些量，那就是一个很大的不足，所以所有的PLC厂商都在这方面做了大量的开发。目前，不仅大中型机器可以控制模拟量，小型机也可以进行这样的控制。

3.用于运动控制

实际物理量包括开关量和模拟量，以及运动控制。例如，机床零件的位移通常用数字量来表示。运动控制的有效途径是数控，即数字控制技术。这是一种基于计算机的控制技术，诞生于20世纪50年代的美国。现在很流行，很完美。

目前，先进国家金属切削机床的数控化比例已经超过40% ~ 80%，有的甚至更高。PLC也是以计算机为基础的技术，越来越完善。PLC可以接收计数脉冲，频率可以高达几k到几十k Hz，脉冲可以多种方式多种方式接收。

有些PLC还具有脉冲输出功能，脉冲频率可以达到几十k，有了这两个功能，再加上PLC的数据处理和计算能力，如果配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置，就可以根据NC的原理实现各种控制。

4.用于数据采集

随着PLC技术的发展，其数据存储面积越来越大。比如德怀特公司的PLC的数据存储区(DM区)可以达到9999字。这么大的数据存储区可以存储大量的数据。可以用计数器进行数据采集，采集到的脉冲数可以定期累加并转移到DM区。

A/D单元也可用于数据采集。模拟量转换成数字量后，定期转入DM区。PLC还可以配备小型打印机，定期打印出DM区的数据。PLC还可以和计算机通讯，计算机读出DM区的数据，然后进行数据处理。

此时，PLC成为计算机的数据终端。电力用户已经使用PLC实时记录用户用电量，从而实现不同用电时间、不同定价的计费方式，鼓励用户在用电量低的时候多用电，达到合理用电、节约用电的目的。

5.用于信号监控

PLC自检信号多，内部设备多，大部分用户没有充分发挥功能。其实可以用来监控PLC自己的工作或者控制对象。

对于一个复杂的控制系统，尤其是自动控制系统，进行监控和进一步的自诊断是非常必要的，这样可以减少系统故障，发现故障，提高累计平均无故障运行时间，减少故障修复时间，提高系统可靠性。

6.用于网络和通信

PLC具有很强的组网和通信能力，新的组网结构不断被引入。PLC可以和个人电脑连接进行通讯，电脑可以参与PLC的编程和控制管理，使得PLC的使用更加方便。

为了充分发挥计算机的作用，一台计算机可以控制和管理多个PLC，多达32个。一台PLC可以与两台或多台计算机通信，交换信息，从而实现对PLC控制系统的更多监控。PLC也可以和PLC通讯，一对一PLC可以通讯，几个PLC可以通讯，可以多达几十个，也可以上百个。

可编程控制器的基本组成

1.记忆

存储系统软件的存储器称为系统程序存储器。

用于存储应用软件的存储器称为用户程序存储器。

2.电源

可编程控制器的电源在整个系统中起着非常重要的作用。没有一个好的、可靠的电源系统，就无法正常工作，所以PLC厂商非常重视电源的设计和制造。交流电压波动一般在10%(15%)以内，因此PLC控制器可以直接接入交流电网，无需采取其他措施。

3.程序输入设备

负责提供操作员输入、修改和监控程序使用的功能

4.输入输出电路

负责接收外部输入元件的信号和外部输出元件的信号。

参考：B

这些功能是：

1.开关量逻辑控制

这是PLC最基础、最广泛的应用领域。它取代了传统的继电器电路，实现逻辑控制和顺序控制。可用于单设备控制、多机组控制和自动化生产线。

2.模拟控制

在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度，这些都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模数转换和模数转换。PLC厂商都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器可以用于模拟控制。

3.运动控制

PLC可以用来控制圆周运动或直线运动。在控制机构配置方面，早期直接用于开关量的I/O模块与位置传感器和执行器相连，但现在一般使用专用的运动控制模块。

例如可以驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界各大PLC厂商的产品几乎都具有运动控制功能，广泛应用于各种机器、机床、机器人、电梯等场合。

4.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。PLC作为工业控制计算机，可以编制各种控制算法程序，完成闭环控制。在一般闭环控制系统中，PID调节是一种广泛使用的调节方法。

大中型PLC都有PID模块，目前很多小型PLC也有这个功能模块。一般PID处理就是运行专门的PID子程序。过程控制广泛应用于冶金、化工、热处理和锅炉控制。

5.数据处理

现代PLC具有数学运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位运算等功能。并能完成数据的收集、分析和处理。

这些数据可以与存储在存储器中的参考值进行比较，以完成某些控制操作，也可以通过使用通信功能传输到其他智能设备，或者打印和列表。

数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统；它也可用于过程控制系统，如造纸、冶金和食品工业中的一些大型控制系统。

6.通信和网络

PLC通信包括PLC之间的通信和PLC与其他智能设备之间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展迅速。所有PLC厂商都非常重视PLC的通信功能，并推出了自己的网络系统。新生产的PLC都有通讯接口，通讯非常方便。

扩展数据：

一、PLC介绍：

可编程逻辑控制器(PLC)是专为工业环境应用而设计的数字操作电子系统。它采用一种可编程存储器，在其中存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算的指令，并通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程。

二、起源：

美国汽车工业生产技术要求的发展推动了PLC的出现。20世纪60年代，美国通用汽车公司对工厂生产线进行调整时，发现继电器和接触器控制系统改造难度大、体积大、噪音大、维护不方便、可靠性差，于是提出了著名的“通用十”投标指标。

1969年，美国数字设备公司研制出第一台可编程控制器(PDP-14)，并在通用汽车公司的生产线上进行了测试，取得了显著的效果。1971年，日本研制出第一台可编程控制器(DCS-8)；

1973年，德国研制出第一台可编程控制器；1974年，中国开始研制可编程控制器；1977年，中国在工业应用领域推广了可编程控制器。

最初的目的是更换机械开关设备(继电器模块)。但从1968年开始，PLC的功能逐渐取代了继电器控制板，现代PLC功能更多。它的应用从单一过程控制扩展到整个制造系统的控制和监控。

PLC一般指可编程逻辑控制器(PLC): PLC是专门设计用于工业环境的数字操作电子系统。它采用一种可编程存储器，在其中存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算的指令，并通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械设备或生产过程。

具体用途有：

1.开环控制

开关量开环控制是PLC最基本的控制功能。PLC的指令系统具有强大的逻辑运算能力，易于实现定时、计数、顺序(步进)等多种逻辑控制方式。大多数可编程控制器被用来代替传统的继电器接触器控制系统。

2.模拟闭环

对于模拟量闭环控制系统，除了开关量的输入输出外，还有模拟量的输入输出点，这样采样输入和调节输出就可以实现对温度、流量、压力、位移、速度等参数的连续调节和控制。目前不仅大中型PLC机器有这个功能，部分小型机也有这个功能。

3.数字量控制

当控制系统有旋转编码器和脉冲伺服装置(如步进电机)时，可利用PLC实现接收和输出高速脉冲的功能，实现数字量控制。先进的PLC还专门开发了数字控制模块，可以实现曲线插补功能。最近引进了一种新型的运动单元模块，可以提供数字量控制技术的编程语言，使PLC更容易实现数字量控制。

4.数据采集和监控

由于PLC主要用于现场控制，因此采集现场数据是非常必要的功能。在此基础上，将PLC与上位机或触摸屏相连，不仅可以观察这些数据的当前值，还可以及时进行统计分析。有的PLC有数据记录单元，可以用一般个人电脑的内存卡插入单元，保存采集的数据。PLC的另一个特点是自检信号多。利用这一特点，可编程控制器控制系统可以实现白色诊断监控，减少系统故障，提高系统可靠性。

可编程控制器控制系统是专为工业生产设计的数字化操作电子设备。它采用一种可编程存储器，用于存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算等面向用户的指令，通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

自20世纪60年代美国引入可编程逻辑控制器取代传统的继电器控制装置以来，可编程控制器发展迅速，并在世界各地得到广泛应用。同时，PLC的功能也在不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术和网络技术的不断发展，以及用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟处理、运动控制等功能。如今的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着非常重要的作用。

21世纪，PLC控制器将有更大的发展。从技术角度来看，计算机技术的新成果将更多地应用于可编程控制器的设计和制造，并将出现运算速度更快、存储容量更大、智能性更强的品种；从产品规模来看，会进一步向超小型、超大型方向发展；从产品兼容性来看，产品的品种会更丰富，规格会更齐全，完善的人机界面和完整的通讯设备会更好的满足各种工业控制场合的需求。

可编程逻辑控制器，一种数字操作的电子系统，专门设计用于工业环境。它采用一种可编程存储器，用于存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

目前，PLC在国内外钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、纺织、交通、环保、水处理、文化娱乐等行业得到了广泛的应用，其用途大致可以概括如下。

1.开关量逻辑控制

这是PLC最基础、最广泛的应用领域。它取代了传统的继电器电路，实现逻辑控制和顺序控制。可用于单设备控制、多机组控制和自动化生产线。例如注射成型

2.模拟控制

在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度，这些都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模数转换和模数转换。PLC厂商都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器可以用于模拟控制。

3.运动控制

PLC可以用来控制圆周运动或直线运动。在控制机构配置方面，早期直接用于开关量的I/O模块与位置传感器和执行器相连，但现在一般使用专用的运动控制模块。例如可以驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界各大PLC厂商的产品几乎都具有运动控制功能，广泛应用于各种机器、机床、机器人、电梯等场合。

4.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。PLC作为工业控制计算机，可以编制各种控制算法程序，完成闭环控制。在一般闭环控制系统中，PID调节是一种广泛使用的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前很多小型PLC也有这个功能模块。一般PID处理就是运行专门的PID子程序。过程控制广泛应用于冶金、化工、热处理和锅炉控制。

5.数据处理

现代PLC具有数学运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位运算等功能。并能完成数据的收集、分析和处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值进行比较，以完成某些控制操作，也可以通过使用通信功能传输到其他智能设备，或者打印和列表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统；它也可用于过程控制系统，如造纸、冶金和食品工业中的一些大型控制系统。

6.通信和网络

PLC通信包括PLC之间的通信和PLC与其他智能设备之间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展迅速。所有PLC厂商都非常重视PLC的通信功能，推出了自己的网络系统。新生产的PLC都有通讯接口，通讯非常方便。

简而言之，PLC主要用于实现工业现场自动化程序控制，但现在由于其软硬件开发功能越来越强大，成本越来越低，其应用并不局限于工业。此外，近年来，国家大力推进工业转型，工业自动化越来越成为主流。作为工业自动化的中坚力量，PLC控制取得了长足的进步。