PLC基础知识概述

首先谈谈PLC的发展史在制造业具体步骤中，许多的开关量顺序控制，它依据逻辑前提条件确定次序动作，并根据逻辑进行连锁保护动作的控制，及许多自相关函数量的数据收集。传统上，众多功能是借助气动或电气系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）企业谈到替代继电气控制试验装置的需求，次年，美国数字公司研发出了基于集成电路和电子技术的操控设备，第一次运用程序化的方式运用于电气控制，这可是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。

　　个人计算机（缩写pc）发展趋势起来后，以便方便快捷，也以便体现可编程控制器的用途优势，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

　　上世纪八十年代至九十年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率始终维持为35~45%。在这一时期，plc在解决模拟量输入能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力获得大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

　　PLC有着通用性强、方便使用、自我调节面广、系统可靠性高、抗干扰性强、程序编程简易等特点。PLC在工业生产自动控制特别是顺序控制中的影响力，在可预见的今后，是不能替代的。

我们再说说PLC的组成从构造上分，PLC包含固定式和组合式（模块式）二种。固定式PLC涉及CPU板、I/O板、显示面板、运存块、电源等，这些元素组成1个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、运存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

说到CPU的组成CPU是PLC的关键，起神经中枢的作用，一套PLC最少有一个CPU，它按PLC的系统程序授予的功能接收并储存用户程序和数据，用扫描的手段收集由现场输入装置送给的状态或数据，并存到规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和程序编程全过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐一读取指令，经深入分析后再按指令规定的任务形成相应的控制信号，去指挥相关的控制电路。

　　CPU包括由运算器、控制器、寄存器及建立它们之间关联的数据、控制及状态总线组成，CPU单元还涵盖外围芯片、总线接口及有关电路。内存关键用于储存程序及数据，是PLC必不可少的构成模块。

　　在用户来看，不必深入分析CPU的内部结构电路，但对各组成部分的工作机制还是需有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、表述指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号调节。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参加运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

　　CPU速度和内存空间是PLC的关键参数，它们决定着PLC的工作速率，IO数目及软件容量等，从而限制着控制规模。

至于I/O模块呢，PLC与电气回路的接口，是根据输入输出部分（I/O）进行的。I/O模块集成化了PLC的I/O电路，其输入暂存器表明输入信号状态，输出点表明输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块反过来。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

　　常见的I/O分类如下：

　　开关量：按电压总体水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

　　模拟量：按信号种类分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

　　除开上述常用IO外，也有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

　　按I/O点数确定模块規格及数目，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限定。

再来看看电源模块PLC电源用作为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

然后是底板或机架绝大部分模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，构建各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，保持各模块间的连接，使各模块构成1个整体。

 PLC系统的其他设备包括编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）作为编程器。也就是我们系统的上位机。 

HMI：最简单的人机界面是指示灯和按钮，当前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用愈发广泛，由计算机充当HMI非常普及。 

最后，PLC的通信联网 借助先进的工业网络技术可以快速有效地获取、传输生产和管理数据。所以，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。 

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。