![可程式序控制器[計算機部件]](/img/9/492/nBnauM3X4MzN1YTO0UzNxYzMyMTMxATOyEDMwADMwAzMwIzL1czL1EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg "可程式序控制器[計算機部件]")
基本介紹
可程式序控制器的產生
20世紀60年代，由於小型計算機的出現和大規模生產及多機群控的發展，人們曾試圖用小型計算機來實現工業控制，代替傳統的繼電接觸器控制。但採用小型計算機實現工業控制價格昂貴，輸入、輸出電路不匹配，編程技術複雜，因而沒能得到推廣和套用。
20世紀60年代末期，美國汽車製造工業競爭激烈，為了適應生產工藝不斷更新的需要，在1968年美國通用汽車公司首先公開招標，對控制系統提出的具體要求基本為①它的繼電控制系統設計周期短，更改容易，接線簡單，成本低；②它能把計算機的功能和繼電器控制系統結合起來。但編程又比計算機簡單易學、操作方便；③系統通用性強。
1969年美國數字設備公司根據上述要求，研製出世界上第一台可程式序控制器，並在通用公司汽車生產線上首次套用成功，實現了生產的自動控制。其後日本、德國等相繼引入，可程式序控制器迅速發展起來。但這一時期它主要用於順序控制，雖然也採用了計算機的設計思想，但當時只能進行邏輯運算，故稱為可程式序邏輯控制器，簡稱PLC（Programmable Logic Controller)。
20世紀70年代後期，隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展，可程式邏輯控制器更多地具有計算機功能，不僅用邏輯編程取代硬接線邏輯，還增加了運算、數據傳送和處理等功能，真正成為一種電子計算機工業控制裝置，而且做到了小型化和超小型化。這種採用微電腦技術的工業控制裝置的功能遠遠超出邏輯控制、順序控制的範圍，故稱為可程式序控制器，簡稱PC（Programmablc Controller)。但由於PC容易和個人計算機（Personal Computer)混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可程式序控制器的縮寫。
可程式序控制器的結構
可程式序控制器的特點
（1）、可靠性高，抗抗干擾能力強！（平均無故障時間一般可達3—5萬小時。
（2）、維修方便
（3）、靈活：通用
（4）、功能完善
（5）、接線簡單
（6）、編程簡單，使用方便。
可程式序控制器的工作原理
PLC的工作原理就是無限循環掃描，掃描過程是，初始化處理；處理輸入信號階段；程式處理階段；處理輸出信號階段。掃描周期過程是T=（讀入一點時間*點數）+（運算速度*程式步數）+故障診斷時間。
可程式序控制器的性能
（1）工作環境，一般PLC的工作的溫度為0攝氏度到55攝氏度，最高為60攝氏度，存儲溫度為-20攝氏度至+85攝氏度；相對溫度為5%~95%。（空氣條件，周圍不能混有可然性，易爆性和腐蝕性氣體）
（2）耐振動，衝擊性能強，一般PLC能承受振動和衝擊頻率為10~55HZ，振幅為0.5mm加速度為2g，衝擊為10g
（3）循環掃描，一周期掃描時間為10ms左右，因此PLC故障率低，不易壞，可靠性高。
可程式序控制器套用場合
（1．開關量邏輯控制
（2. 模擬量閉環控制
（3 數字量智慧型控制
（4 數據採集與監控
（5 通訊，聯網及採集控制
可程式序控制器的分類
整體式：CPU單元，存儲器，I/O單元，安裝在同一機體內，構成主機。
組合式：所有單元都分散在模組上，不同的模組可以實現不同的功能。
小型機：控制點數100~500點左右。（整體試）
中形機：控制點數500~1000點左右。（整體試）
大型機：控制點數1000以上（組合試）
設計理論
什麼是開關量?什麼是模擬量?
開關量僅有兩種相反的工作狀態,例如高電平和低電平,繼電器線圈的通電和斷電,觸電的接通和斷開,PLC可以直接輸入和輸出開關量信號.有的PLC(例如西門子的S7系列)將開關量稱為數字量.
模擬量是連續變化的物理量,例如電壓,溫度,壓力和轉速等PLC，不能直接處理模擬量,需要用模擬量輸入模組中的A/D轉換器,將模擬量轉換為與輸入信號成正比的數字量.PLC中的數字量(例如PID控制器的輸出)需要用模擬量輸出模組中的D/A轉換器將它們轉換為與相應數字成比例電壓或電流,供外部執行機構(例如電動調節閥或變頻器)使用.
那么什麼是開關量?什麼是模擬量?
開關量不是通電,就是斷電,或稱為0和1,0代表通電,1代表斷電.例如,按鈕,開關,時間繼電器,過電流壓力繼電器,這類屬於輸入,輸出的有接觸器,繼電器,電磁閥,等
模擬量是一種連續變化的量,例如,輸入的有:感測器,(好多種)輸出的有:伺服電動機,電磁閥,距離,速度,等控制信號.
換句說法說:開關量是真實物體,而模擬量是一個虛擬物體,比如在電腦上畫畫等
哪些程式語言最常用?
梯形圖是使用最多的PLC圖形語言.梯形圖與繼電器電路相似,具有直觀易懂的優點,很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握,特別適合於開關量邏輯控制.
語句表是一種類似於微機的彙編語言的文本語言,多條語句組成一個程式段.語句表的輸入方便快捷,還可以在沒條語句的後面加上注釋,便於複雜程式的閱讀和理解.在設計通訊,數字運算等高級應用程式時建議使用語句表,語句表程式較難閱讀,其中的邏輯關係很難一眼看出,在設計有複雜的觸電控制電路的程式時最好使用梯形圖語言.
功能塊圖用類似於與門,或門的方框來表示邏輯運算關係,一些複雜的功能(例如數字運算功能等)用指令框來表示,功能塊圖適合於熟悉數字電路的人使用.國內使用梯形圖的人最多,指令表語言使用的也較多,歐洲人比較偏愛功能塊圖.
順序功能圖是一種位於其他編程之上的圖形語言,是用來描述開關量控制系統的功能和編寫順序控制程式的有力工具.
結構文本是為IEC 61131-3標準創建的一種專用的高級程式語言
梯形圖有什麼特點?
(1)PLC梯形圖中的某些編程元件沿著繼電器這一名稱,例如輸入繼電器,輸出繼電器輔助繼電器等,但是它們不是真實的物理繼電器(即硬體繼電器),而是在軟體中使用的編程元件,每一編程元件與PLC存儲器中的元件映像暫存器的一個存儲器單元相對應.以輔助繼電器M0為例,如果對應的存儲單元為0狀態,梯形圖中的M0的線圈"斷電",其常開觸電斷開,常閉觸電閉合,稱M0為0狀態,或MO為OFF.該存儲單元如果為1狀態,M0的線圈:通電",其常開觸點接通,常閉觸點斷開,稱M0為OFF.該存儲單元如果為1狀態,M0的線圈"通電"其常開觸點接通,常閉觸點斷開,稱MO為狀態,或稱MO為ON.
(2)根據梯形圖中的個觸點的狀態的邏輯關係,求出與圖中個線對應的編程元件的ON/OFF的狀態,稱為梯形圖的邏輯解算.邏輯解算是按梯形圖中從上到下,從左到右的順序進行的.解算的結果,馬上可以被後面的邏輯解算所利用.邏輯解算是根據輸入映像暫存器中的值,而不是根據解算瞬時外部輸入觸點的狀態來進行的.
(3)編程元件的常開觸點的狀態來進行的.
(4)輸入繼電器的狀態唯一地取決於對應的外部輸入電路通斷狀態,因此在梯形圖中不能出現輸入繼電器的線圈.
