PLC入門知識

 本文包含：PLC入門知識，PLC入門基本知識，PLC基礎教程

1　PLC的發展歷程 

在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，后來，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，開始采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是一代可編程序控制器，稱Programmable ontroller（PC）。個人計算機（簡稱PC）發展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。 

上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統。 

PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。

2　PLC的構成 

從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。 

3　CPU的構成  -PLC入門知識CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 

CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。 

在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 

CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。 

4　I/O模塊 

PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 

常用的I/O分類如下： 

開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 

模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按線性度分，有12bit,14bit,16bit等。 

除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 

按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受底板或機架槽數限制。 

5　電源模塊 

PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。  PLC入門知識

6 底板或機架 

大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。 

7 PLC的通信聯網 

依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出”網絡就是控制器”的觀點說法。 

PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。PLC的通信現在主要采用通過多點接口（MPI）的數據通訊、PROFIBUS或工業以太網進行聯網。 

8 PLC系統的其它設備 

7.1 
編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統的上位機。 

7.2　人機界面：簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟件）充當人機界面非常普及。

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PLC的性能指標有哪些

本文包含：PLC的性能指標有哪些，PLC有哪些性能指標，PLC的主要性能指標

1．存儲容量

存儲容量是指用戶程序存儲器的容量。用戶程序存儲器的容量大，可以編制出復雜的程序。一般來說，小型PLC的用戶存儲器容量為幾千字，而大型機的用戶存儲器容量為幾萬字。

2．I/O點數

輸入/輸出（I/O）點數是PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量PLC性能的重要指標。I/O點數越多，外部可接的輸入設備和輸出設備就越多，控制規模就越大。

3．掃描速度

掃描速度是指PLC執行用戶程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標。一般以掃描1K字用戶程序所需的時間來衡量掃描速度，通常以ms/K字為單位。PLC用戶手冊一般給出執行各條指令所用的時間，可以通過比較各種PLC執行相同的操作所用的時間，來衡量掃描速度的快慢。

4．指令的功能與數量

指令功能的強弱、數量的多少也是衡量PLC性能的重要指標。編程指令的功能越強、數量越多，PLC的處理能力和控制能力也越強，用戶編程也越簡單和方便，越容易完成復雜的控制任務。PLC的性能指標有哪些

5．內部元件的種類與數量

在編制PLC程序時，需要用到大量的內部元件來存放變量、中間結果、保持數據、定時計數、模塊設置和各種標志位等信息。這些元件的種類與數量越多，表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強。

6．特殊功能單元

特殊功能單元種類的多少與功能的強弱是衡量PLC產品的一個重要指標。近年來各PLC廠商非常重視特殊功能單元的開發，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強，使PLC的控制功能日益擴大

7．可擴展能力

PLC的可擴展能力包括I/O點數的擴展、存儲容量的擴展、聯網功能的擴展、各種功能模塊的擴展等。在選擇PLC時，經常需要考慮PLC的可擴展能力。

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DCS和PLC的區別

DCS和PLC的區別，PLC和DCS的區別，DCS和PLC有什么區別，DCS和PLC有什么不同

PLC善于邏輯控制，如實現電氣回路邏輯控制，屬于強電設備，主要用于控制電機的開停等；

    DCS長于模擬量控制，屬于弱點設備，主要用于液位、流量、溫度等模擬控制。

    PLC和DCS由于在早期開發時，是由兩種技術人員開發的，面向不同的控制對象。PLC主要針對于汽車制造，模擬量少，開發人員主要是電氣技術人員，它用計算機的邏輯運算代替繼電器邏輯。稍晚一點推向市場的是DCS，它是由原來的儀表技術人員開發的，它在運算放大器的基礎上用計算機的模擬運算代替原來的模擬運算。這兩者所研究的內容不同，DCS先應用在石化系統，后來兩者都想占有市場，PLC增加了模擬量的運算，DCS開發了邏輯運算。但兩者在新開發的部分都存在有一些缺陷，PLC開發的模擬量運算功能塊少，編程較為復雜，價格也比較昂貴。每一個回路大概要2300美金左右，DCS開發的邏輯運算一個與非門的運算需要幾十毫秒，而PLC只要零點幾毫秒。DCS和PLC的區別 PLC和DCS的區別

    關于維護，DCS的維護費用高，對接地電阻要求嚴格，經常會由于接地電阻不能滿足要求而燒壞模件。PLC對接地電阻要求不嚴格，所以維護費用比較低。

    因此，如果模擬量比較多的情況，需要高級的控制方案，如：專家系統、模型控制、一定要DCS。如果開關量比較多，建議使用PLC。