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PLC系统简介

PLC控制系统，ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器，专为工业生产设
计的一种数字运算操作的电子装置，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.是工业控制的核心部分。
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController,PLC)
取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，
PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展
和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
基本介绍

定义
它是一种即时系统有别于个人电脑。传统式以继电器为主的电机控制系统中,每当变
更设计时，整个系统几乎都要重新制作，不但费时又费力；同时由于继电器还有接点接触
不良、磨损、体积大之缺点，因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。为了改善
这些缺点,美国DEC在1969年首度发表：可编程式控制器(ProgrammableController).
程式控制器在发表初期被称为（ProgrammableLogic—Controller）简称PLC,最先的
目的是取代继电器,从而执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主，所以也
称顺序控制器，其结构也像一部微电脑,所以也可称为微电脑可程式控制器(MCPC），直到
1976年,美国电机制造协会正式给予命名为ProgrammableController，即可程式控制器，
简称PC,由于目前个人电脑(PersonalComputer)极为普遍,加上常与可程式控制器配合使
用,为了区分两者，所以一般都称可程式控制器为PLC以加以分别.
目前市面上之PLC控制器种类繁多，依照制造厂商及适用场所的不同而有所差异,但
是每种厂牌可依机组复杂度分为大、中、小型；而一般工厂及学校通常使用小型PLC,其中
以日系F系列及我国A系列PLC较受国人爱用。而本CAI将以三菱FX2PLC控制器为
主加以介绍,望使用者能对PLC有更深的了解，在使用PLC时能更得心应手.可编程式控
制器内部基本结构可用下图来表示，其内部处理单元包括CPU、输入模组、输出模组三大
部门,PLC控制器的CPU会经由输入模组取得输入元件所产生的讯号,再从记忆体中逐一
取出原先以程式书写器中输入的控制指令,经由运算部门逻辑演算后,再将结果通过输出模
组加以驱动外在的输出元件.
PLC控制器的发展历程

作为离散控制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世
界范围内的PLC控制器年增长率保持为20%~30%.随着工厂自动化程度的不断提高和PLC
控制器市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓.但是,在中国
等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100
亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。

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PLC控制器是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的

PLC控制器只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业.它以存储执行逻辑运算、
顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械
或生产过程.用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC控制器的用
户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC
控制器的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计
数器自动加1，程序从起始步(步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然
后再返回起始步循环运算.PLC控制器每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。
不同型号的PLC控制器，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间.PLC用梯形图编程，在解
算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒.它把所有的输
入都当成开关量来处理，16位(也有32位的）为一个模拟量。大型PLC控制器使用另外一
个CPU来完成模拟量的运算.把计算结果送给PLC的控制器.
相同I/O点数的系统，用PLC控制器比用DCS,其成本要低一些（大约能省40％左右）。
PLC没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多.一个
PLC的控制器,可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O).如果被控对象主要是设备
连锁、回路很少，采用PLC较