1. PLC的來源

1、在制造工業(yè)和過程工業(yè)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(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)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，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）。

可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。為了與個人計算機（Personal Computer）區(qū)別，習慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。

2、PLC概念：

PLC是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

2. PLC的發(fā)展及應用

1、隨著電子技術和計算機技術的發(fā)生，PC的功能越來越強大，其概念和內(nèi)涵也不斷擴展。上世紀80年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點，美國A-B公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器Programmable Logic Controller（PLC）.

2、上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)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(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).

3、工業(yè)計算機技術（IPC）和現(xiàn)場總線技術（FCS）發(fā)展迅速，擠占了一部分PLC市場，PLC增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，但其在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。

PLC的應用幾乎涵蓋了所有的行業(yè)，小到簡單的單機設備，簡單的順序動作控制，大到整廠的流水線、大型倉儲、立體停車場，更大的還有大型的制造行業(yè)，交通行業(yè)等。

PLC是以哪些形式應用于各行各業(yè)的呢？以下圖片是一些工程實例，主要介紹了PLC控制系統(tǒng)的幾種不同的形式：

我國在PLC生產(chǎn)方面非常弱，但在PLC應用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣.

在我國，一般按I/O點數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）：

微型：32 I/O 小型：256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O

在我國應用的PLC系統(tǒng)中，I/O 64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點~256點的占31%，合計占整個PLC銷售額的78%

目前,在國內(nèi)外PLC已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè),隨著PLC性能價格比的不斷提高,其應用領域不斷擴大.從應用類型看,PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面：

1.開關量邏輯控制

利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機控制、多機群控制、生產(chǎn)自動線控制等，例如：機床、注塑機、印刷機械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用，也是PLC最廣泛的應用領域。

2.運動控制

大多數(shù)PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設備，如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。

3.過程控制

大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。

4.數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、轉換、排序和查表等功能，可進行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計算機數(shù)值控制（CNC）設備，進行處理。

5.通信聯(lián)網(wǎng)

PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機、PLC與其它智能設備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元、通信轉換單元相連構成網(wǎng)絡，以實現(xiàn)信息的交換，并可構成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。

3. PLC的發(fā)展的趨勢

1、人機界面更加友好

PLC制造商紛紛通過收購或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相應的開發(fā)平臺和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結合，提高了系統(tǒng)的性能，同時，為用戶的開發(fā)和維護降低了成本，使更易形成人機友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC＋網(wǎng)絡＋IPC＋CRT的模式被廣泛應用。

2、網(wǎng)絡通訊能力大大加強

PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡。

3、開放性和互操作性大大發(fā)展

PLC在發(fā)展過程中，各PLC制造商為了壟斷和擴大各自市場，各自發(fā)展自己的標準，兼容性很差。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認識。開放的進程，可以從以下方面反映：

1,IEC形成了現(xiàn)場總線標準，這一標準包含8種標準。

2,IEC制訂了基于Windows的編程語言標準，指令表（IL）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結構化文本（ST）五種編程語言。

3,OPC基金會推出了OPC(OLE for Process Control)標準,這進一步增強了軟硬件的互操作性,通過OPC一致性測試的產(chǎn)品,可以實現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換。

4、PLC的功能進一步增強，應用范圍越來越廣泛。PLC的網(wǎng)絡能力、模擬量處理能力、運算速度、內(nèi)存、復雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制的應用，而越來越應用于過程控制方面，除石化過程等個別領域

5、工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對PLC有重要影響。以太網(wǎng)應用非常廣泛，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進控制領域，各PLC廠商紛紛推出適應以太網(wǎng)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。

6、軟PLC在中國 所謂軟PLC實際就是在PC機的平臺上、在Windows操作環(huán)境下，用軟件來實現(xiàn)PLC 的功能。

7、(PAC) 它表示可編程自動化控制器，用于描述結合了PLC和PC功能的新一代工業(yè)控制器。傳統(tǒng)的PLC廠商使用PAC的概念來描述他們的高端系統(tǒng)，而PC控制廠商則用來描述他們的工業(yè)化控制平臺。

4. PLC的幾種控制系統(tǒng)

1、單機控制（一臺PLC控制一臺設備）

2、集中控制系統(tǒng)

是用一個PLC控制一臺或多個被控設備。主要用于輸入、輸出點數(shù)較少，各被控設備所處的位置比較近，且相互間的動作有一定聯(lián)系的場合。其特點是控制結構簡單。

3、遠程I/O控制系統(tǒng)（一臺PLC控制多個分散系統(tǒng)）

是指控制單元遠離控制現(xiàn)場，PLC通過通信電纜與被控設備進行信息傳遞。該系統(tǒng)一般用于被控設備十分分散，或工作環(huán)境比較惡劣的場合。其特點是需要采用遠程通信模塊，提高了系統(tǒng)的成本和復雜性。

4、分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)即采用幾臺小型PLC分別獨立控制某些被控設備，然后再用通信線將幾臺PLC連接起來，并用上位機進行管理。該系統(tǒng)多用于有多臺被控設備的大型控制系統(tǒng)，其各被控設備之間有數(shù)據(jù)信息傳送的場合。其特點是系統(tǒng)靈活性強、控制范圍大，但需要增加用于通信的硬件和軟件，系統(tǒng)的復雜性也更大。

5．PLC的主要特點(優(yōu)點)

A、可靠性高,抗干擾能力強

1、對電源，CPU，存儲器等嚴格屏蔽，幾乎不受外部干擾。有很好的冗余技術。

例：家用電視，顯示器，收音機等，一旦旁邊有電話或其他電磁波，我們都能明顯發(fā)現(xiàn)干擾很大。

PLC則不受這些干擾信號影響。

2、采用微電子技術，內(nèi)部大量的無觸點方式，使用壽命大大加長。

正常情況下壽命在5年以上。

B、通用性強.控制程序可變,使用方便.

一條流水線或一臺控制設備按控制要求調(diào)試好了,過段時間要對工藝流程更換，換另一種控制,只要對程序部分進行修改,而硬件，線路不需該動。方便.，省錢，省時，省力。在這方面繼電器電路是無法比擬的。

C、編程簡單.容易掌握.

梯形圖與繼電器電路很類似.控制線路清晰直觀.很容易上手.

D、功能完善。

目前，PLC對數(shù)字量，模擬量輸入，輸出，邏輯，算術運算，定時，記數(shù)，順序控制，通信，人機對話，自檢，記錄，顯示，等功能。

E、減少控制系統(tǒng)的設計及施工的工作量.

通過軟件編程，繼電器電路是硬接線來達到控制目的。

PLC進行模擬調(diào)試，減少現(xiàn)場的工作量，

F、體積小,重量輕,維護方便..

6．PLC主要產(chǎn)品

三菱PLC產(chǎn)品主要有FX系列、A系列、Q系列

FX系列主要有

注:三菱FX系列PLC主要由輸入輸出點的點數(shù)來命名的~~

A系列主要有：

A1S（H）、A2S（H）、A2USH、A3U、A4U等

Q系列主要有：

Q00、Q01、Q02（H）、Q06H、Q12H、Q25（P）H、Q25SSPLC等，

FX系列擴展單元由FX2N-32ER（16入，16出）

FX2N-40ET，（24入，16出）

其中32及40—總I/O點數(shù), R—繼電器輸出型 T--晶體管輸出型

7. 常用、常見的代名詞

1、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的概念（FCS）

現(xiàn)場總線控制是工業(yè)設備自動化控制的一種計算機局域網(wǎng)絡。它是依靠具有檢測、控制、通信能力的微處理芯片，數(shù)字化儀表（設備）在現(xiàn)場實現(xiàn)徹底分散控制，并以這些現(xiàn)場分散的測量，控制設備單個點作為網(wǎng)絡節(jié)點，將這些點以總線形式連接起來，形成一個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。

2、DCS

DCS（Distributed Control System）分散控制系統(tǒng)的簡稱，國內(nèi)一般習慣稱之為集散控制系統(tǒng)。DCS是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。

3、PAC

雖然從外形上來看，PAC與傳統(tǒng)的PLC非常相似，但究其實質(zhì)，PAC系統(tǒng)的性能卻廣泛得多。作為一種多功能的控制平臺，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的需要，組合和搭配相關的技術和產(chǎn)品以實現(xiàn)功能的側重，因為基于同一發(fā)展平臺進行開發(fā)，所以采用PAC系統(tǒng)保證了控制系統(tǒng)各功能模塊具有統(tǒng)一性，而不僅是一個完全無關的部件拼湊成的集合體。

所謂PAC系統(tǒng)應該具備以下一些主要的特征和性能：

提供通用發(fā)展平臺和單一數(shù)據(jù)庫，以滿足多領域自動化系統(tǒng)設計和集成的需求

一個輕便的控制引擎，可以實現(xiàn)多領域的功能，包括：邏輯控制、過程控制、運動控制和人機界面等。

圖二 PAC的功能定義

4、閉環(huán)控制：系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)反饋到輸入端，影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環(huán)。閉環(huán)控制主要有一個反饋

閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負反饋，若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負反饋，若極性相同，則稱為正反饋。