可編程序控制器是一種以計算機（微處理器）為核心的通用工業(yè)控制裝置。早期的可編程序控制器只能進行開關量的邏輯控制，稱為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC。當今可編程序控制器采用微處理器（Microprocessor）作為中央處理單元，其功能也大大增強，不僅具有邏輯控制功能，還具有算術運算、模擬量處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能，所以稱為可編程序控制器（Programmable Controller），簡稱 PC。由于個人計算機（Personal Computer）也簡稱 PC，為避免混淆，所以可編程序控制器仍常被稱為PLC。

國際電工委員會定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產(chǎn)過程。

現(xiàn)今，PLC 技術、數(shù)控技術、計算機輔助設計/計算機輔助生產(chǎn)（CAD/CAM）和機器人技術并列為工業(yè)生產(chǎn)自動化的四大支柱。

PLC的控制功能和性能指標

1.PLC的控制功能

（1）開關量控制

開關量控制也就是邏輯控制，這是 PLC 最初的應用領域。運用在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面，如機床電氣控制，起重機、皮帶運輸機、包裝機械的控制，注塑機的控制及電梯的控制等，如圖7.1所示。

圖7.1 開關量控制

（2）模擬量控制

目前，各種型號的 PLC 基本上都有模擬量處理功能，通過模擬量I/O模塊可對溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進行控制，編程非常方便，如自動焊機控制、鍋爐運行控制、連軋機的速度和位置控制等都是典型的閉環(huán)過程控制的應用，如圖7.2所示。

圖7.2 閉環(huán)過程控制

（3）運動控制

也稱位置控制，通過高速計數(shù)模塊和位置控制模塊進行單軸或多軸控制，實現(xiàn)直線運動或圓周運動。目前廣泛應用在金屬切削機床、電梯、機器人等各種機械設備上，典型的例子如：PLC和計算機數(shù)控裝置CNC組合成一體，構(gòu)成先進的數(shù)控機床，如圖 7.3所示。

（4）數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC能夠完成數(shù)學運算（函數(shù)運算、矩陣運算、邏輯運算），數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞，數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理。比如柔性制造系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、多點同步運行控制系統(tǒng)等。

（5）監(jiān)控功能

PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行;也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時、計數(shù)等設定值或強制I/O狀態(tài)，如圖7.4所示。

（6）通信聯(lián)網(wǎng)

指PLC與PLC、PLC與上位計算機、PLC與智能儀表和智能執(zhí)行裝置（如變頻器）之間的通信，利用 PLC 和計算機的 RS-232 或RS-422 接口、PLC 的專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡，可實現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng)，建立自動化網(wǎng)絡，如圖7.5所示。

2.PLC的常見技術性能指標

（1）輸入/輸出點數(shù)

I/O點數(shù)即輸入、輸出端子的個數(shù)，點數(shù)越多，控制規(guī)模就越大。

圖7.4 PLC多機組控制監(jiān)控系統(tǒng)

圖7.5 PLC電力線通信

（2）掃描速度

指PLC執(zhí)行程序的速度，以ms/K步為單位。如20ms/K，表示掃描1K步的用戶程序所需的時間是20ms。有時也以執(zhí)行一步指令的時間計，以?s /步為單位。

（3）用戶程序存儲器容量

即內(nèi)存容量，指 PLC 存放用戶程序的存儲器容量。該參數(shù)決定了PLC可以容納用戶程序的長短，以字節(jié)為單位。在PLC中程序指令是按步存放的，一“步”占用一個地址單元，一個地址單元一般占用兩個字節(jié)。一般一個地址單元也稱為一個字，一個字為 16 位二進制數(shù)，每8位二進制數(shù)為一個字節(jié)。

（4）指令條數(shù)

它是衡量PLC軟件功能強弱的主要指標。指令種類及條數(shù)越多，其編程功能就越強，即處理能力、控制能力越強。

（5）內(nèi)部寄存器

PLC內(nèi)部有許多種寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等，如內(nèi)部繼電器寄存器、特殊繼電器寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時/計數(shù)寄存器、系統(tǒng)寄存器等。這些輔助寄存器可以給用戶提供許多特殊功能或簡化整體系統(tǒng)設計。因此，寄存器的配置是衡量 PLC 硬件功能的一個指標。

（6）高功能模塊

PLC除主控模塊外還可以配置各種高功能模塊。主控模塊實現(xiàn)基本控制功能，高功能模塊實現(xiàn)某一種特殊控制功能。高功能模塊的多少，是衡量PLC產(chǎn)品水平高低的重要標志。常用高功能模塊有：A/D模塊、D/A模塊、高計數(shù)模塊、速度控制模塊、位置控制模塊、溫度控制模塊、軸定位模塊、通信模塊、高級語言編輯以及各種物理量轉(zhuǎn)換模塊等。
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