1、 可編程序控制器（Programmable Controller）簡稱（PC），后又稱為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Cntroller)簡稱（PLC）， 是在繼電器控制技術和計算機技術的基礎上開發出來的， 并逐漸發展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、 通信技術融為一體的新型工業控制裝置。它具有結構簡單、可靠性高、通用性強、易于編程、使用方便等優點。 由來和定義由來和定義 發展概況和趨勢發展概況和趨勢 主要功能和特點主要功能和特點 分類分類 著名品牌著名品牌一、一、PLCPLC的產生背景的產生背景 20世紀20年代以來，繼電器控制曾一度占據工業控制領域的

2、主導地位。 繼電器控制系統的弱點弱點 ： 體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度慢、適應性差等。尤其是可靠性差、尤其是可靠性差、不具有不具有通用性、靈活性通用性、靈活性。 *1968年美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM）為適應汽車型號不斷翻新（小批量、多品種、多規格、低成本和高質量），提出要用一種新型的控制裝置取代繼電接觸器控制裝置，擬定了十項公開招標的技術要求。 1. 編程簡單方便，可在現場修改程序； 2. 硬件維護方便，最好是插件式結構； 3. 可靠性要高于繼電器控制裝置； 4. 體積小于繼電器控制裝置; 5. 可將數據直接送入管理計算機； 6. 成本上可與繼電器柜競爭； 7. 輸

3、入可以是交流115V； 8. 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥； 9. 擴展時，原有系統只需做很小的改動； 10. 用戶程序存儲器容量至少可以擴展到4KB。 從上述10項指標可以看出，它實際上就是當今可編程序控制器最基本的功能。將它們歸納一下，其核心為以下四點： (1) 用計算機代替繼電器控制盤。 (2) 用程序代替硬件接線。 (3) 輸入/輸出電平可與外部裝置直接連接。 (4) 結構易于擴展。*1969年美國數字設備公司（DEC）研制出世界上第一臺可編程序控制器（PDP-14型）?可編程序控制器可編程序控制器(PLC)ProgrammableLogicController 國際

4、電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器標準草案第三稿。在草案中對可編程控制器定義如下： “可編程控制器可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外圍設備，都應按易于與工業系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計”。 注：注：近年來，可編程控制器發展很快，幾乎每年都推出不少新系列產品，其功能已超出了上述定義的范圍。 工業環境工業環境抗干擾能力抗干擾能力適應能力適應能力應用范圍

5、應用范圍一、可編程序控制器的發展概況 第一階段（初創期） 第二階段（成熟期） 第三階段（大發展期） 第四階段（繼續發展階段） 編程語言： 采用計算機的初級語言 硬件結構： 采用中、小規模集成電路初創期把計算機的程序存儲技術引入繼電器控制系統 功績PDP-14可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡稱簡稱PLC 可編程序控制器僅具有邏輯運算、定時、計數等一些功能，因此稱為可編程序邏輯控制器，簡稱PLC。 硬件：采用微處理器 控制功能：增多 編程技術：開發了梯形圖編程法 成熟期進入實用化階段 可編程序控制器（Programmable Controller）

6、簡稱簡稱PCNEMA 個人計算機（Personal Computer ）簡稱）簡稱PC 為與個人計算機（為與個人計算機（PC）相區別，又把可編程序）相區別，又把可編程序控制器簡稱為控制器簡稱為PLC。 70年代后隨著電子技術和計算機技術的發展，微處理技術應用，PLC還增加了算術運算、數據傳送和數據處理等功能。 PLC應用面擴大、銷售額劇增 功能進一步增強、處理速度更快 大發展期 隨著大規模、超大規模集成電路等微電子技術的迅速發展，16位和32位微處理器應用于PLC中，使PLC得到迅速發展。PLC不僅控制功能增強，可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯

7、網、數據處理和圖象顯示等功能。 性能/價格比大幅度提高 編程語言多樣化 人機對話能力增強 繼續發展階段 具備了計算機功能的一種通用工業控制裝置，成為現代工業自動化的三大技術支柱（PLC技術、機器人、CAD/CAM）之一。大型化大型化小小型型化化*大存儲容量大存儲容量*高速度高速度*高性能高性能*增加增加I/O點數點數方向發展：方向發展： 增強網絡通信功能發展智能模塊外部故障診斷功能 編程語言、編程工具標準化、高級化 實現軟件、硬件標準化 編程組態軟件發展迅速* *簡易化簡易化* *體積小體積小* *功能強功能強* *價格低價格低方向發展：方向發展： 一、一、PLCPLC的主要功能的主要功能開關

8、量邏輯控制模擬量控制 PID控制 定時控制計數控制順序（步進）控制數據處理通信和聯網 PLC具有體積小、可靠性高、功能強、程序設計方便、通用性強、維護方便等優點，在各個行業中有著廣泛的應用，以成為現代工業控制的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）。 1 . 開關邏輯和順序控制開關邏輯和順序控制 這是PLC應用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現各種簡單或十分復雜的控制要求。 2. 模擬控制模擬控制 在工業生產過程中，許多連續變化的需要進行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實現工業領域對模擬量控制的廣泛要求，目前

9、大部分PLC產品都具備處理這類模擬量的功能。特別是當系統中模擬量控制點數不多，同時混有較多的開關量時，PLC具有其他控制裝置所無法比擬的優勢。另外，某些PLC產品還提供了典型控制策略模塊，如PID模塊，從而可實現對系統的PID等反饋或其他模擬量的控制運算。 3. 3. 定時控制定時控制 PLC具有很強的定時、計數功能，它可以為用戶提供數十甚至上百個定時器與計數器。對于定時器，其定時間隔可以由用戶加以設定。對于計數器，如果需要對頻率較高的信號進行計數，則可以選擇高速計數器。 4. 4. 數據處理數據處理 新型PLC都具有數據處理的能力，它不僅能進行算術運算、數據傳送，而且還能進行數據比較、數據轉

10、換、數據顯示打印等功能，有些PLC還可以進行浮點運算和函數運算。 5. 5. 信號聯鎖系統信號聯鎖系統 信號聯鎖是安全生產所必需的。在信號聯鎖系統中，采用高可靠性的PLC是安全生產的要求。對安全要求高的系統還可采用多重的檢出元件和聯鎖系統，而對其中的邏輯運算等，可采用冗余的PLC實現。 6. 6. 通信聯網通信聯網 把PLC作為下位機，與上位機或同級的可編程序控制器進行通信，可完成數據的處理和信息的交換，實現對整個生產過程的信息控制和管理，因此PLC是實現工廠自動化的理想工業控制器。 可靠性高、抗干擾能力強 通用性強、靈活性好 編程簡單、使用方便 模塊化結構1. 安裝簡便、調試方便 PLC是綜

11、合繼電接觸器控制技術和計算機控制技術而開發的，是以微處理器為核心，集計算機技術、自動控制技術、通信技術于一體的控制裝置，PLC具有其他控制器無法比擬的特點： 1、可靠性高，抗干擾能力強。 PLC是專門為工業環境下應用而設計的，在硬件和軟件上都采用了抗干擾措施 。 2、編程簡單，使用方便 PLC編程語言：梯形圖、指令語句、功能圖。 大多數PLC采用梯形圖的編程語言。梯形圖與電器控制線路圖相似，具有形象、直觀、易學的特點。當生產流程需要改變時，可以現場改變程序，使用方便、靈活。同時，PLC編程器的操作和使用也很簡單。這也是PLC獲得普及和推廣的主要原因之一。 3、功能完善、通用性強 現代PLC不僅

12、具有邏輯運算、定時、計數、順序控制等功能，而且還具有A/D和D/A轉換、數值運算、數據處理、PID控制、通信聯網以等許多功能。 4、設計安裝簡單、維護方便 PLC用軟件代替了傳統電氣控制系統的硬件，使得控制柜的設計、安裝的接線工作量大為減少。PLC用戶程序大部分可在實驗室進行模擬調試，縮短了應用設計調試周期。在維修方面，由于PLC的故障率極低，維修工作量很小；而且PLC具很強的自診斷功能，如果出現故障，可根據PLC上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。 5、體積小、重量輕、能耗低 由于PLC采用了集成電路，其結構緊湊、體積小、能耗低。 1、按輸入、按輸入/輸出點數分輸出點

13、數分 根據PLC的輸入/輸出（I/O）點數的多少，一般可將PLC分為以下3類。 1）小型機 小型PLC 的I/O總點數一般在256點以下，用戶程序存儲器容量在4KB字節以下。適合于控制單臺設備，開發機電一體化產品。 2）中型機 中型PLC的I/O總點數在2562048點之間，用戶程序存儲器容量達到28KB字節。適合于有溫度控制和開關動作要求復雜的機械以及連續生產過程控制的場合。 3）大型機 大型PLC的I/O總點數在2048點以上，用戶程序存儲器容量達到816KB字節。適用于設備自動化控制、過程自動化控制和過程監控系統。 小型機中型機大型機控制點數2048點用戶程存儲器容量8K字50K字 樣機

14、西門子S7-200西門子S7-300西門子S7-400 2 2、按結構形式分、按結構形式分 根據PLC結構形式的不同，可分為整體式、模塊式和疊裝式。 1)整體式結構 又稱箱體式，從結構上看，早期的可編程序控制器是把CPU、RAM、ROM、I/O接口及與編程器或EPROM寫入器相連的接口、輸入/輸出端子、電源、指示燈等都裝配在一起的整體裝置。一個箱體就是一個完整的PLC。它的特點是結構緊湊，體積小，成本低，安裝方便，缺點是輸入/輸出點數是固定的，不一定能適合具體的控制現場的需要。這類產品有OMRON公司的C20P、C40P、C60P，三菱公司的Fl系列，東芝公司的EX20/40系列等。一個完整的

15、PLC安裝在一個機箱中。 2）模塊式結構 模塊式結構又叫積木式。這種結構形式的特點是把PLC的每個工作單元都制成獨立的模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊、通信模塊等。另外，機器上有一塊帶有插槽的母板，實質上就是計算機總線。把這些模塊按控制系統需要選取后，都插到母板上，就構成了一個完整的PLC。這種結構的PLC的特點是系統構成非常靈活，安裝、擴展、維修都很方便，缺點是體積比較大。常見產品有OMRON公司的C200H、C1000H、C2000H，西門子公司的S5-115U、S7-300、S7-400系列等。系統構成非常靈活，安裝、擴展和維修都很方便，但是體積比較大。 3）疊裝式結構

16、吸收了整體式和模塊式的優點，其基本單元、擴張單元等高等寬，但是長度不同。它不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個整齊的、體積小巧的長方體，而且輸入、輸出點數的配置也相當靈活。如三菱公司的FX2系列。整體式模塊式疊裝式特點 電源,cpu,I/O集中在一個機箱內由機架和各種模塊組成整體式與模塊式結合起來優點 結構緊湊,價格低,體積小配置靈活,裝配方便,便于擴展維修結構緊湊體積小配置靈活安裝方便樣機 美國GE公司的GE-I系列S7-300S7-400S7-200Power in a Small Package!電源模塊CPU模塊IO模塊底 板 PLC的軟、硬件體系結構是封閉而不是開放的：如專用總線、通信網絡及協議，I/O模板不通用，甚至連機柜、電源模板亦各不相同。 編程語言雖多數是梯形圖，但組態、尋址、語言結構均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容。 SIEMENS等公司已經開發出以個人計算機為基礎，在Windows平臺下，結合IEC11313國際標準的新一代開放體系結構的PLC。 3 3、按生產廠家分、