一、什么是PLC

　　PLC又名可編程序控制器是近幾十年發展起來的一種新型的、非常有用的工業控制裝置，由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應用面廣等優點與繼電器-接觸器控制系統的控制簡單、使用方便、價格便宜等優點結合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性好等特點，因而在工礦企業的各種機械設備和生產過程的自動控制系統中得到了廣泛的應用，已成為當代工業自動化的主要控制裝置之一。

　　PLC的組成及工作原理

　　PLC種類繁多，但其結構和工作原理基本相同。PLC其實就是專為工業現場應用而設計的計算機，采用了典型的計算機結構，主要是由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出單元，電源及編程器幾大部分組成。PLC的結構框圖如下圖所示。

　　CPU又名中央處理器，是PLC的核心，它按PLC中系統程序賦予的功能指揮PLC有條不紊地進行工作。用戶程序和數據事先存入存儲器中，當PLC處于運行方式時，CPU按循環掃描方式執行用戶程序。CPU芯片的性能關系到PLC的處理控制信號的能力與速度，CPU位數越高，系統處理的信息量越大，運算速度也越快。PLC的功能隨著CPU芯片技術的發展而提高和增強。

　　存儲器包括系統存儲器和用戶存儲器兩部分，系統存儲器用來存放PLC廠家編寫的系統程序，并固化在ROM中，用戶不能直接更改。用戶存儲器用來存放用戶根據控制任務編寫的程序及用戶程序中使用器件的狀態/數值數據，其內容可由用戶任意修改或增刪。用戶存儲器容量的大小，關系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標之一。

　　輸入輸出單元從廣義上講包含兩部分：一是與被控設備相連接的接口電路；另一部分是輸入和輸出的映象寄存器。輸入單元接收來自用戶設備的各種控制信號，并通過接口電路將這些信號轉換成CPU能識別和處理的信號并存入輸入映象寄存器。運行時CPU從輸入映象寄存器讀取輸入信息并進行處理，將處理結果放到輸出映象寄存器中。然后由輸出接口電路將其由弱電控制信號轉換成現場需要的強電信號輸出，以驅動被控設備的執行元件。為適應工業現場環境，PLC的輸入/輸出接口電路均采用了濾波電路和光耦合隔離電路，提高了PLC的抗干擾能力和可靠性。另外PLC的輸入/輸出接口電路分別配置了一定數量的開關量和模擬量接口，以滿足工業現場錯綜復雜的信號交換。

　　PLC的電源一般為220V交流電，煤礦井下一般使用127V交流電，電源部件將交流電轉換成供PLC的中央處理器、存儲器等電路工作的直流電，為了保證PLC在工業現場能可靠地工作，電源部件對供電電源采用了較多的濾波環節，還用集成電壓調整器進行調整以適應交流電網的電壓波動，對過電壓和欠電壓都有一定的保護作用，另外還采用了較多的屏蔽措施來防止工業環境中的空間電磁干擾。

　　編程器的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監視。隨著計算機技術和各種軟件技術的發展，利用微機編程是PLC的發展趨勢，現在大多數PLC生產廠家不再提供編程器，而只是提供微機編程軟件，并配有相應的通信接口和連接電纜。常用的編程語言有：順序功能圖、梯形圖、功能塊圖、語句表和結構文本等。

　　有了以上這些部件，PLC便可進行正常工作。CPU通過輸入接口讀取數據，然后按照編制的控制程序對數據進行處理，并將處理結果發送到輸出接口，驅動設備或部件的執行元件，這就是PLC的工作過程。PLC是一種工業控制計算機，故它的工作原理是建立在計算機工作原理基礎之上，即通過執行反映控制要求的用戶程序來實現的。PLC采用的是一個不斷循環的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令執行開始，按順序逐條地執行用戶程序直到用戶程序結束，然后返回第一條指令，開始新一輪的掃描，PLC就是這樣周而復始地重復上述循環掃描。這就是PLC的工作原理。

　　功能特點

　　（1）可靠性高

　　由于PLC大都采用單片微型計算機，因而集成度高，再加上相應的保護電路及自診斷功能，提高了系統的可靠性。

　　（2）編程容易

　　PLC的編程多采用繼電器控制梯形圖及命令語句，其數量比微型機指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由于梯形圖形象而簡單，因此容易掌握、使用方便，甚至不需要計算機專業知識，就可進行編程。

　　（3）組態靈活

　　由于PLC采用積木式結構，用戶只需要簡單地組合，便可靈活地改變控制系統的功能和規模，因此，可適用于任何控制系統。

　　（4）輸入/輸出功能模塊齊全

　　PLC的最大優點之一，是針對不同的現場信號（如直流或交流、開關量、數字量或模擬量、電壓或電流等），均有相應的模板可與工業現場的器件（如按鈕、開關、傳感電流變送器、電機啟動器或控制閥等）直接連接，并通過總線與CPU主板連接。

　　（5）安裝方便

　　與計算機系統相比，PLC的安裝既不需要專用機房，也不需要嚴格的屏蔽措施。使用時只需把檢測器件與執行機構和PLC的I/O接口端子正確連接，便可正常工作。

　　（6）運行速度快

　　由于PLC的控制是由程序控制執行的，因而不論其可靠性還是運行速度，都是繼電器邏輯控制無法相比的。

　　近年來，微處理器的使用，特別是隨著單片機大量采用，大大增強了PLC的能力，并且使PLC與微型機控制系統之間的差別越來越小，特別是高檔PLC更是如此。

　　應用概況

　　1、開關量的開環控制

　　開關量的開環控制是PLC的最基本控制功能。PLC的指令系統具有強大的邏輯運算能力，很容易實現定時、計數、順序（步進）等各種邏輯控制方式。大部分PLC就是用來取代傳統的繼電接觸器控制系統。

　　2、模擬量閉環控制

　　對于模擬量的閉環控制系統，除了要有開關量的輸入輸出外，還要有模擬量的輸入輸出點，以便采樣輸入和調節輸出實現對溫度、流量、壓力、位移、速度等參數的連續調節與控制。目前的PLC不但大型、中型機具有這種功能外，還有些小型機也具有這種功能。

　　3、數字量的智能控制

　　控制系統具有旋轉編碼器和脈沖伺服裝置（如步進電動機）時，可利用PLC實現接收和輸出高速脈沖的功能，實現數字量控制，較為先進的PLC還專門開發了數字控制模塊，可實現曲線插補功能，近來又推出了新型運動單元模塊，還能提供數字量控制技術的編程語言，使PLC實現數字量控制更加簡單。

　　4、數據采集與監控

　　由于PLC主要用于現場控制，所以采集現場數據是十分必要的功能，在此基礎上將PLC與上位計算機或觸摸屏相連接，既可以觀察這些數據的當前值，又能及時進行統計分析，有的PLC具有數據記錄單元，可以用一般個人電腦的存儲卡插入到該單元中保存采集到的數據。PLC的另一個特點是自檢信號多．利用這個特點，PLC控制系統可以實現白診斷式監控，減少系統的故障，提高系統的可靠性。

　　中間繼電器在PLC中對應什么

　　中間繼電器就跟名字一樣，是PLC內部的一個虛擬原件，沒有實際的物理輸入輸出點，基本上在編程的時候用來做中間的信號轉接。

　　中間繼電器用PLC控制接線方法

　　plc輸出點一般接繼電器線圈；

　　繼電器的常開常閉觸點可以根據原理圖接到PLC輸入端；

　　PLC的輸出形式一般為晶體管輸出之后才會加中間繼電器，作用是小電流控制大電流，然后中間繼電器在去控制輸出線圈，例如接觸器的線圈等等。