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可编程序控制器(programmable logic controller)，简称，又称pc，是一种以微处理器为的用做数字控制的特殊计算机，因此它的硬件配置与一般微机装置类似。plc主要由处理单元cpu、输入/输出(i/o)单元、编程器、、特殊输入输出单元等组成，如图所示。

图 pc装置配置结构图

处理单元(cpu)是plc的部分。它通过输入装置将外设的状态读入，并按照用户程序进行处理，处理通过输出装置去控制外设。

编程器，主要任务就是输入程序、调试程序和监护程序的执行。plc是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。编程器一般包括显示和键盘二个部分。

电源单元向plc的各单元提供各种等级的电源。

梯形图是plc的主要编程语言。梯形图表达式是在控制系统中常用的梯形图基础上演变而来的。plc的梯形图使用内部继电器、定时/计数器等，每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成，通常每个支路可容纳11个编程元素，右边的元素是输出元素。plc的梯形图从上至下按行绘制，两侧的竖线类似电器控制图的电源线，称做母线。每一行从左至右，左侧总是安排输入接点，并把并联接点多的支路靠近左端。输入接点只用常开-| |-或常闭表示，输出线圈用圆形表示。

普通的plc系统由于缺乏有效的诊断测试，很难判断系统内部是否短路、断路等潜在的故障。紧急停车（系统）要维持其可用性和性，依靠的测试和诊断，因此，普通的plc是不能用在紧急停车（系统），在紧急停车（系统）中使用的plc必需经过认证。

为保证能在工业环境下工作，在设计和生产过程中采取了一系列硬件和软件的抗干扰措施，主要有以下几个方面：

1)隔离，这是抗干扰的主要措施之一。plc的输人、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效地抑制外部干扰源对plc的影响，同时防止外部高电压串人，从而减少故障和误动作。

2)滤波，这是抗干扰的另一个主要措施。在plc的电路和输入/输出电路中设置了 多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效抑制。

3)对plc的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保证供电质量。另外使输入／输出接口电路的电源彼此立，以避免电源之间的干扰。

4) 内部设置了连锁、环境检测与诊断、watchdog(“”)等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间过了警戒时钟wdt规定时间(预示程序进入了死循环)，立即报警，以 保证cpu工作。

5) 利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采取信息保护和恢复措施。

6)对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以停电后有关状态或信息不丢失。

7)采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。

8）以为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以高性。而采用循环扫描的工作方式，也提高了抗干扰能力。

2．可实现三电一体化

plc将电控(逻辑控制)、电仪(过程控制)和电结(运动控制)这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。

3．编程简单、使用方便、控制程序可变、具有很好的柔性

4.体积小、重量轻、功耗低

5:plc和的区别：

1：plc可以改变程序。现在大部分的单片机（内部带有flash rom）都可以在线烧录程序，改程序，所以这点它的功能跟plc是一样的。当然，也有一部分单片机是一次固化程序的。像这种就不能再改变程序了。2：plc相对单片来说，它的主要优点在于： 1：比较稳定，由于i/o口内部采用光电隔离驱动，因此抗干扰能力要强很多。2：i/o口的驱动能力比较强，能够直接驱动24v的吸合。3：做等在某些场合，市场上有共用和现在的开发软件及界面，因此相对于单片机，它的开发周期要短很多。4：plc的成本要比单片贵很多。因此，要看什么场合，如果单片机用得上，够用的话，没必要去考虑用plc。

这是一张典型的plc控制系统的框图：

1．用于开关量控制

plc控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点，由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制，所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的、即时的、延时的、不需计数的、需要计数的、固定顺序的、随机工作的等等，都可进行。

plc的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，用于控制时，非常灵活。必要时可编写多套或多组程序，依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。

用plc进行开关量控制实例是很多的，冶金、机械、轻工、化工、纺织等等，几乎所有工业行业都需要用到它。目前，plc用的目标，也是别的控制器无法与其比拟的，就是它能方便并地用于开关量的控制。

2．用于模拟量控制

模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的。工业生产，特别是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制。

作为一种工业控制装置，plc若不能对这些量进行控制，那是一大不足，为此各plc厂家都在这方面进行大量的开发。目前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制。plc进行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的a／d、d／a单元。它也是i／o单元，不过是特殊的i／o单元。

a／d单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入plc；d／a单元，是把plc的数字量转换成模拟量，再送给外电路。作为一种特殊的i／o单元，它仍具有i／o电路抗干扰、内外电路隔离、与输入输出继电器（或内部继电器，它也是plc工作内存的一个区，可读写）交换信息等等特点。

这里的a／d中的a，多为电流，或电压，也有温度。d／a中的a，多为电压，或电流。电压、电流变化范围多为0～5v，0～10v，4～20ma，有的还可处理正负值的。这里的d，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。a／d、d／a有单路，也有多路。多路占的输入输出继电器多。有了a／d、d／a单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的plc并不难。中、大型plc处理能力强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方、插值，还可进行浮点运算，有的还有pid指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出，计算机能算的它几乎都能算。

这样，用plc实现模拟量控制是可能的。

plc进行模拟量控制，还有a／d、d／a组合在一起的单元，并可用pid或模糊控制算法实现控制，可得到很高的控制质量。用plc进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如plc方便。当然，若纯为模拟量的系统，用plc可能在性能价格比上不如用调节器。

3．用于运动控制

实际的物理量，除了开关量、模拟量，还有运动控制。如机床部件的位移，常以数字量表示。运动控制，有效的办法是nc，即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及，并也很完善。目前，国家的金属切削机床，数控化的比率已过40％～80％，有的甚。plc也是基于计算机的技术，并日益完善。plc可接收计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹，可用多种方式接收这脉冲，还可多路接收。有的plc还有脉冲输出功能，脉冲频率也可达几十k，有了这两种功能，加上plc有数据处理及运算能力，若再配备相应的（如旋转编码器）或脉冲伺服装置，则可以依nc的原理实现种种控制。高、中档的plc，还开发有nc单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。所以，若plc配置了这种单元，则可以用nc的办法，进行数字量的控制。新开发的运动单元，甚至还发行了nc技术的编程语言，为好地用plc进行数字控制提供了方便。

4．用于数据采集

随着plc技术的发展，其数据存储区越来越大。如德维森公司的plc，其数据存储区（dm区）可达到9999个字。这样庞大的数据存储区，可以存储大量数据。数据采集可以用计数器，累计记录到的脉冲数，并定时地转存到dm区中去。数据采集也可用a／d单元，当模拟量转换成数字量后，再定时地转存到dm区中去。plc还可配置上小型打印机，定期把dm区的数据打出来。

plc也可与计算机通讯，由计算机把dm区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处理。这时，plc即成为计算机的数据终端。

用户曾使用plc，用以实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。

5．用于信号监控

plc自检信号很多，内部器件也很多，多数使用者未充分发挥其作用。其实，可利用它进行plc自身工作的监控，或对控制对象进行监控。对一个复杂的控制系统，特别是自动控制系统，监控以至进一步能自诊断是非常必要的，它可减少系统的故障，出了故障也好查找，可提高累计平均无故障运行时间，降低故障修复时间，提高系统的性。

6．用于联网、通讯

plc联网、通讯能力很强，不断有新的联网的结构推出。

plc可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参与编程及对plc进行控制的管理，使plc用起来方便。

为了充分发挥计算机的作用，可实行一台与管理多台plc，多的可达32台。也可一台plc与两台或多的计算机通讯，交换信息，以实现多的对plc控制系统的监控。plc与plc也可通讯，可一对一plc通讯，可几个plc通讯，可多到几十、几百。

plc与智能仪表、智能执行装置（如），也可联网通讯，交换数据，相互操作。可联接成远程控制系统，系统范围面可大到10公里或大。可组成局部网，不仅plc，而且计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的plc、计算机、智能装置组织在一个网中。网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。

联网、通讯，正适应了当今计算机集成制造系统（cims）及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点（point）、到线（（line）再到面（aero），使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体，进而可创造高的效益。这个无限美好的前景，已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。

以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲，plc有大、有小。所以它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备，甚至一个部件，一个站点；大的可控制多台设备，一条生产线，以至于整个工厂。可以说工业控制的大小场合，都离不开plc。