如何解释什么叫PLC编程

2016-08-12 10:21分类：PLC编程入门阅读：

　 PLC是一种可编程的控制器，相当于一种控制设备，主要用于工业自动化等领域，大都采用梯形图编程，也可以用组态软件。其特点是非常可靠。
PLC是可编程逻辑控制器，是Program Logic Controler的缩写，它是一个广泛的概念，需要硬件和软件共同实现，关键还是在于编程实现。主要用在工业自动化控制。
可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制随着技术的发展这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
一、PLC 的由来
在60 年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969 年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标。
1969 年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971 年，已经成功地应用于食品饮料冶金造纸等工业。
这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971 日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974 年开始研制，于1977年开始工业应用。
PLC
二、PLC 的定义
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。
三、PLC 的特点
1． PLC 的主要特点
（1）高可靠性
1）所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。
2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms。
3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。
4）采用性能优良的开关电源。
5）对采用的器件进行严格的筛选。
6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。
7）大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
（2）丰富的I/O 接口模块
PLC针对不同的工业现场信号，如：
• 交流或直流；
• 开关量或模拟量；
• 电压或电流；
• 脉冲或电位；
• 强电或弱电等。
有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备，如：
• 按钮
• 行程开关
• 接近开关
• 传感器及变送器
• 电磁线圈
• 控制阀
直接连接另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。
（3）采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均
采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计由
机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合
（4）编程简单易学
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说
不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握
（5）安装简单维修方便
PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现
场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和
故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障
由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的
方法使系统迅速恢复运行
2．PLC 的功能
（1）逻辑控制
（2）定时控制
（3）计数控制
（4）步进（顺序）控制
（5） PID 控制
（6）数据控制
PLC 具有数据处理能力
（七）通信和联网
（八）其它
PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT 模块。
四、PLC 的发展阶段
虽然PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：
1．早期的PLC（60 年代末—70 年代中期）
2．中期的PLC（70 年代中期—80 年代中后期）
3．近期的PLC（80 年代中后期至今）
进入80 年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC 的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC 软、硬件功能发生了巨大变化。
五、PLC 的分类
1．小型PLC
2．中型PLC
3．大型PLC
六、PLC 的基本结构
PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同
1．中央处理单元（CPU）
2．存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
3．电源
七、PLC 的工作原理
1．扫描技术
当PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC 的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
（1）输入采样阶段
（2）用户程序执行阶段
（3）输出刷新阶段
2．PLC 的I/O 响应时间
为了增强PLC 的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。
为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC 采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。
以上两个主要原因，使得PLC 得I/O 响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。