Power Line Communication

」PLC的特點2.1可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。 4.3運動控制PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。 PLC未來展望21世紀，PLC會有更大的發展。

PLC
[編輯本段]1、電力線通信寬頻
PLC，俗稱“電力線上網”，英文全名為Power Line Communication，主要是指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式。
PLC的英文全稱是Power Line Communication，即電力線通信。通過利用傳輸電流的電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5~45Mbps的高速網路接入，來瀏覽網頁﹑撥打電話，和觀看線上電影，從而實現集數據﹑語音﹑視頻，以及電力於一體的"四網合一"！另外，可將房屋內的電話﹑電視﹑音響﹑冰櫃等家電利用PLC連線起來，進行集中控制，實現"智慧型家庭"的夢想。目前，PLC主要是作為一種接入技術，提供寬頻網路"最後一公里"的解決方案，適用於居民小區，學校，酒店，寫字樓等領域。
廣義電力線通信(Power Line Communication,簡稱PLC)技術早在六十多年前就套用在輸電線路上，用於發電廠及變電站的調度指揮通信。
現在通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數據、語音、圖象等多媒體業務信號的一種通信方式，主要套用於家庭Internet“寬頻”接入和家電智慧型化聯網控制，即高速數據PLC。
PLC的技術原理
PLC利用1.6M到30M頻帶範圍傳輸信號。在傳送時，利用GMSK或OFDM調製技術將用戶數據進行調製，然後在電力線上進行傳輸，在接收端，先經過濾波器將調製信號濾出，再經過解調，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率依具體設備不同在4.5M~45M之間。 PLC設備分局端和數據機，局端負責與內部PLC數據機的通信和與外部網路的連線。在通信時，來自用戶的數據進入數據機調製後，通過用戶的配電線路傳輸到局端設備，局端將信號解調出來，再轉到外部的Internet。
PLC的優點
1．實現成本低 由於可以直接利用已有的配電網路作為傳輸線路，所以不用進行額外布線，從而大大減少了網路的投資，降低了成本。
2．範圍廣 電力線是覆蓋範圍最廣的網路，它的規模是其他任何網路無法比擬的。PLC可以輕鬆地滲透到每個家庭，為網際網路的發展創造極大的空間。
3．高速率 PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設備廠家的不同而4.5M~45Mbps之間。遠遠高於撥接和ISDN，比ADSL更快！足以支持現有網路上的各種套用。更高速率的PLC產品正在研製之中。
4．永遠線上 PLC屬於"即插即用"，不用煩瑣的撥號過程，接入電源就等於接入網路！
5．便捷 不管在家裡的哪個角落，只要連線到房間內的任何電源插座上，就可立即擁有PLC帶來的高速網路享受！
1、主要特點
① 結構靈活，不受環境的限制，有電即可組建網路，同時可以靈活擴展接入連線埠數量，使資源保持較高的利用率，在移動性方面可與WLAN媲美。
② 傳輸質量高、速度快、頻寬穩定，可以很平順的線上觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps頻寬可以為很多套用平台提供保證。最新的電力線標準Homeplug AV傳輸速度已經達到了200Mbps；為了確保QoS，HomePlug AV採用了時分多路訪問（TDMA）與帶有衝突檢測機能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協定，兩者結合，能夠很好地傳輸流媒體。
③ 範圍廣，無所不在的電力線網路也是這種技術的優勢。雖然無線網路可以做到不破牆，但對於高層建築來說，其必需布設N多個AP才能滿足需求，而且同樣不能避面信號盲區的存在。而電力線是最基礎的網路，它的規模之大，是其他任何網路無法比擬的。由此，運營商就可以輕鬆地把這種網路接入服務滲透到每一處有電力線的地方。這一技術一旦全面進入商業化階段，將給網際網路普及帶來極大的發展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實現網際網路接入，電視頻道接收節目，打電話或者是可視電話。
④ 低成本。充分利用現有的低壓配電網路基礎設施，無需任何布線，節約了資源。無需挖溝和穿牆打洞，避免了對建築物、公用設施、家庭裝潢的破壞，同時也節省了人力。相對傳統的組網技術，PLC成本更低，工期短，可擴展性和可管理性更強。目前國內已開通電力寬頻上網的地方，其包月使用費用一般為50-80元/月左右，這樣的價格和很多地方的ADSL包月相持平。
⑤ 適用面廣。PLC作為利用電力線組網的一種接入技術，提供寬頻網路“最後一公里”的解決方案，廣泛適用於居民小區，酒店，辦公區，監控安防等領域。它是利用電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5~45Mbps的高速網路接入，來瀏覽網頁﹑撥打電話，和觀看線上電影，從而實現集數據、語音、視頻，以及電力於一體的“四網合一”。
[編輯本段]2、可程式控制器
1、PLC即可程式控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：
PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可程式邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境套用而設計的。它採用一類可程式的存儲器，用於其內部存儲程式，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程.PLC是可程式邏輯電路，也是一種和硬體結合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的套用，可以說有半導體的地方就有PLC
PLC是一種專門為在工業環境下套用而設計的數字運算操作的電子裝置。它採用可以編製程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴展其功能的原則而設計。
國際電工委員會(IEC)在其標準中將PLC定義為:
「可程式邏輯控制器是一種數位運算操作的電子系統，專為在工業環境套用而設計的。
它採用一類可程式的存儲器，用於其內部存儲程式，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等
面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可程式邏輯控制器及
其有關外部設備，都按易於與工業控制系統聯成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。」
PLC的特點
2.1可靠性高，抗干擾能力強
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由於採用現代大規模積體電路技術，採用嚴格的生產工藝製造，內部電路採取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬體故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在套用軟體中，套用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程式，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齊全，功能完善，適用性強
PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用於各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用於各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量湧現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。
2.3易學易用，深受工程技術人員歡迎
PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，程式語言易於為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和彙編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。
2.4系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程式改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。
2.5體積小，重量輕，能耗低
以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小於100mm，重量小於150g，功耗僅數瓦。由於體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。
3。PLC基礎知識
1.1 PLC的發展歷程 在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。
4. PLC的套用領域
目前，PLC在國內外已廣泛套用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。
4.1開關量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的套用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用於單台設備的控制，也可用於多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合工具機、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。
4.2模擬量控制
在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可程式控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模組，使可程式控制器用於模擬量控制。
4.3運動控制
PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用於開關量I/O模組連線位置感測器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模組。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模組。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用於各種機械、工具機、機器人、電梯等場合。
4.4過程控制
過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程式，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模組，目前許多小型PLC也具有此功能模組。PID處理一般是運行專用的PID子程式。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的套用。
4.5數據處理
現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函式運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的採集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智慧型裝置，或將它們列印制表。數據處理一般用於大型控制系統，如無人控制的柔性製造系統；也可用於過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
4.6通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智慧型設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網路發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網路系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
5. PLC的國內外狀況
在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。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，美國數字設備公司（DEC）研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程式化的手段套用於電氣控制，這就是第一代可程式序控制器，稱Programmable ,是世界上公認的第一台PLC.
限於當時的元器件條件及計算機發展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規模積體電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可程式控制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用，可程式控制器採用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要程式語言，並將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可程式控制器的功能特點，可程式序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。
20世紀70年代中末期，可程式控制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可程式控制器中，使其功能發生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業中的地位。20世紀80年代初，可程式控制器在先進工業國家中已獲得廣泛套用。這個時期可程式控制器發展的特點是大規模、高速度、高性能、產品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產可程式控制器的國家日益增多，產量日益上升。這標誌著可程式控制器已步入成熟階段。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些套用上取代了在過程控制領域處於統治地位的DCS系統。
20世紀末期，可程式控制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。從控制規模上來說，這個時期發展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用於壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使套用可程式控制器的工業控制設備的配套更加容易。目前，可程式控制器在機械製造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的套用都得到了長足的發展。
我國可程式控制器的引進、套用、研製、生產是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可程式控制器。接下來在各種企業的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的套用。目前，我國自己已可以生產中小型可程式控制器。上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、杭州工具機電器廠生產的DKK及D系列、大連組合工具機研究所生產的S系列、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規模並在工業產品中獲得了套用。此外，無錫華光公司、上海鄉島公司等中外合資企業也是我國比較著名的PLC生產廠家。可以預期，隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的套用天地。
6. PLC未來展望
21世紀，PLC會有更大的發展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地套用於可程式控制器的設計和製造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智慧型更強的品種出現；從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的程式語言；從網路的發展情況來看，可程式控制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可程式控制器技術的發展方向。目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可程式控制器套用。伴隨著計算機網路的發展，可程式控制器作為自動化控制網路和國際通用網路的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。
1.2 PLC的構成
從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模組式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、記憶體塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模組式PLC包括CPU模組、I/O模組、記憶體、電源模組、底板或機架，這些模組可以按照一定規則組合配置。
1.3 CPU的構成
CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程式賦予的功能接收並存貯用戶程式和數據，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的暫存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程式存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。
CPU主要由運算器、控制器、暫存器及實現它們之間聯繫的數據、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶片、匯流排接口及有關電路。記憶體主要用於存儲程式及數據，是PLC不可缺少的組成單元。
在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震盪信號控制。運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。暫存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和記憶體容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。
1.4 I/O模組
PLC與電氣迴路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模組集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模組將電信號變換成數位訊號進入PLC系統，輸出模組相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模組。
常用的I/O分類如下：
開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和電晶體隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，還有特殊IO模組，如熱電阻、熱電偶、脈衝等模組。
按I/O點數確定模組規格及數量，I/O模組可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。
1.5 電源模組
PLC電源用於為PLC各模組的積體電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。
1.6 底板或機架
大多數模組式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模組間的聯繫，使CPU能訪問底板上的所有模組，機械上，實現各模組間的連線，使各模組構成一個整體。
1.7 PLC系統的其它設備
1.7.1
編程設備：編程器是PLC開發套用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用於編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟體）充當編程器。也就是我們系統的上位機。
1.7.2 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸控螢幕）式的一體式操作員終端套用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟體）充當人機界面非常普及。
1.8 PLC的通信聯網
依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網路在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。
PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC
之間、PLC與上位計算機以及其他智慧型設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通信協定的接口。PLC的通信現在主要採用通過多點接口（MPI）的數據通訊、PROFIBUS
或工業乙太網進行聯網。
2 PLC控制系統的設計基本原則
2.1 最大限度的滿足被控對象的控制要求。
2.2 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟、使用和維護方便。
2.3 保證控制系統安全可靠。
2.4 考慮到生產的發展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有餘量。
3 PLC軟體系統及常用程式語言
3.1 PLC軟體系統由系統程式和用戶程式兩部分組成。系統程式包括監控程式、編譯程式、診斷程式等，主要用於管理全機、將程式語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。系統軟體由PLC廠家提供並已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。用戶程式是用戶根據現場控制要求，用PLC的程式語言編制的應用程式（也就是邏輯控制）用來實現各種控制。STEP7是用於SIMATIC可程式邏輯控制器組態和編程的標準軟體包，也就是用戶程式，我們就是使用STEP7來進行硬體組態和邏輯程式編制，以及邏輯程式執行結果的線上監視。
3.2 PLC提供的程式語言
3.2.1 標準語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點
3.2.1.1 它是一種圖形語言，沿用傳統控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線稱為左右母線。
3.2.1.2 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PLC內部繼電器的接點或內部暫存器、計數器等的狀態。
3.2.1.3 梯形圖中的接點可以任意串、並聯，但線圈只能並聯不能串聯。
3.2.1.4 內部繼電器、計數器、暫存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結果供CPU內部使用。
3.2.1.5 PLC是按循環掃描事件，沿梯形圖先後順序執行，在同一掃描周期中的結果留在輸出狀態暫存器中所以輸出點的值在用戶程式中可以當做條件使用。
3.2.2 語句表語言，類似於彙編語言。
3.2.3 邏輯功能圖語言，沿用半導體邏輯框圖來表達，一般一個運算框表示一個功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。
4 STEP7程式的使用
4.1 創建一個項目結構，項目就象一個資料夾，所有數據都以分層的結構存在於其中，任何時候你都可以使用。在創建一個項目之後，所有其他任務都在這個項目下執行。
4.2 組態一個站，組態一個站就是指定你要使用的可程式控制器，例如S7300、S7400等。
4.3 組態硬體，組態硬體就是在組態表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程式中以什麼樣的地址來訪問這些模板，地址一般不用修改由程式自動生成。模板的特性也可以用參數進行賦值。
4.4 組態網路和通訊連線，通訊的基礎是預先組態網路，也就是要創建一個滿足你的控制方案的子網，設定網路特性、設定網路連線特性以及任何聯網的站所需要的連線。網路地址也是程式自動生成如果沒有更改經驗一定不要修改。
4.5 定義符號，可以在符號表中定義局部或共享符號，在你的用戶程式中用這些更具描述性的符號名替代絕對地址。符號的命名一般用字母編寫不超過8個位元組，最好不要使用很長的漢字進行描述，否則對程式的執行有很大的影響。
4.6 創建程式，用梯形圖程式語言創建一個與模板相連結或與模板無關的程式並存儲。創建程式是我們控制工程的重要工作之一，一般可以採用線形編程（基於一個塊內，OB1）、分布編程（編寫功能塊FB,OB1組織調用）、結構化編程（編寫通用塊）。我們最常採用的是結構化編程和分布編程配合使用，很少採用線形編程。
4.7 下載程式到可程式控制器，完成所有的組態、參數賦值和編程任務之後，可以下載整個用戶程式到可程式控制器。在下載程式時可程式控制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,
RUN-P模式表示，這個程式將一次下載一個塊，如果重寫一個舊的CPU程式就可能出現衝突，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。
5 WINCC程式的使用
5.1 簡介，WINCC是在生產和過程自動化中解決可視化和控制任務的工業技術中性系統。具有控制自動化過程的強大功能，是基於個人計算機的操作監視系統，它很容易結合標準的和用戶的程式建立人機界面精確的滿足生產實際要求。WINCC有兩個版本RC版（具有組態和開發環境）、RT版（只有運行環境），我們一般使用的是RC版。
5.2 WINCC簡單使用步驟
5.2.1 變數管理，首先確定通訊方式安裝驅動程式，然後定義內部變數和外部變數，外部變數是受你買的WINCC軟體授許可權制的最大授權64K位元組，內部變數沒有限制。
5.2.2 畫面生成，進入圖形編輯器，圖形編輯器是一種用於創建過程畫面的面向矢量的作圖程式。也可以使用包含在對象和樣式庫中的眾多的圖形對象來創建複雜的過程畫面。可以通過動作編程將動態添加到單個圖形對象上。
5.2.3 報警記錄設定，報警記錄提供了顯示和操作選項來獲取和歸檔結果。可以任意地選擇訊息塊、訊息級別、訊息類型、訊息顯示以及報表。為了在運行中顯示訊息，可以使用包含在圖形編輯器中的對象庫中的報警控制項。
5.2.4 變數記錄，變數記錄是用來從運行過程中採集數據並準備將它們顯示和歸檔。
5.2.5 報表組態，報表組態是通過報表編輯器來實現的。是為訊息、操作、歸檔內容和當前或已歸檔的數據定時器或事件控制文檔的集成的報表系統，可以自由選擇用戶報表的形式。
5.2.6 全局腳本的套用，全局腳本就是C語言函式和動作的通稱，根據不同的類型腳本被用於給對象組態動作並通過系統內部c語言編譯器來處理。全局腳本動作用於過程執行的運行中。一個觸發可以開始這些動作的執行。
5.2.7 用戶管理器設定，用戶管理器用於分配和控制用戶的單個組態和運行系統編輯器的訪問許可權。每建立一個用戶，就設定了WINCC功能的訪問權利並獨立的分配給此用戶。至多可分配999個不同的授權。
5.2.8 交叉表索引，交叉索引用於為對象尋找和顯示所有使用處，例如變數、畫面和函式等。使用“連結”功能可以改變變數名稱而不會導致組態不一致。
參考文獻
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[4] 於慶廣.可程式控制器原理及系統設計.北京：清華大學出版社.2004
　7。PLC的基本結構
PLC實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬體結構基本上與微型計算機相同．
a. 中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程式賦予的功能接收並存儲從編程器鍵入的用戶程式和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，並能診斷用戶程式中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，並分別存入I/O映象區，然後從用戶程式存儲器中逐條讀取用戶程式，經過命令解釋後按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據暫存器內。等所有的用戶程式執行完畢之後，最後將I/O映象區的各輸出狀態或輸出暫存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還採用雙CPU構成冗餘系統，或採用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統軟體的存儲器稱為系統程式存儲器。
存放套用軟體的存儲器稱為用戶程式存儲器。
C、電源
PLC的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統是無法正常工作的，因此PLC的製造商對電源的設計和製造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)範圍內，可以不採取其它措施而將PLC直接連線到交流電網上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術
當PLC投入運行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入採樣、用戶程式執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重複執行上述三個階段。
(一) 輸入採樣階段
在輸入採樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，並將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入採樣結束後，轉入用戶程式執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈衝信號，則該脈衝信號的寬度必須大於一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程式執行階段
在用戶程式執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程式(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，並按先左後右、先上後下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然後根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
即，在用戶程式執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程式執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程式起作用。
(三) 輸出刷新階段
當掃描用戶程式結束後，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。
同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，採用掃描用戶程式的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯並行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什麼區別了。
一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等於自診斷、通訊、輸入採樣、用戶程式執行、輸出刷新等所有時間的總和。
當代PLC 的發展
隨著個人計算(PC機)和通訊技術的發展,現在PLC和DCS的設計結構越來越接近.基本構架都是操作站通過乙太網接主站，主站通過現場匯流排接從站。出於安全性的考慮，冗餘技術也不斷發展，雙冗餘（如：GTCON2000）、三冗余(如：TRICON)、七冗餘（航空領域）。從PLC主站CPU的運行方式上又分為冷備、熱備和同步熱備。冗餘技術的發展使得PLC可以衝破低級晶片的限制，而大量套用尖端的電子技術，與PC機發展同步。由於個人計算機的飛速發展，PC機變得穩定而可靠。其接口的開放性，通訊和cpu的速度都使得它比原始設計思想下的PLC更適用於工控的要求。因此出現了軟PLC的概念，又稱為軟邏輯。其構架是：在PC機上安裝如Linux、WinCE等作業系統，而在作業系統中運行IEC1131的邏輯執行程式，作為PLC系統的主站（如：GTCON2000就是如此）。這種嵌入式的PLC使得工業控制可以套用各個領域的先進技術，突破了禁錮瓶頸，典型的軟邏輯PLC結構為 ARM嵌入Linux然後安裝PLC解釋程式（www.LinuxPLC.cn）。軟PLC的另外一個發展分支是，直接在微軟的個人計算機作業系統上運行類似PLC的軟體，而用計算機取代PLC系統中的主站。運行軟體PLC的計算機可以充分套用計算機的開放性接口和通訊速度，兼容性好。可以掛接板卡、USB設備、乙太網設備、串列通訊設備。比較典型的套用方案是：組態王軟邏輯通過串列通訊（現在也可用乙太網）掛接研華的亞當模組。隨著電子技術、通訊技術和軟體技術的不斷發展。這種構架將完全取代PLC 和 DCS 成為主流形式。但目前PC機技術、作業系統和乙太網還不能滿足可靠性要求。
PLC的控制技術
PLC實現控制的過程一般是：
圖1.1 PLC典型開機流程
輸入刷新--再運行用戶程式--再輸出刷新--再輸入刷新--再運行用戶程式--再輸出刷新……永不停止地循環反覆地進行著。
圖1.1所示的流程圖反映的就是上述過程。它也反映了信息的時間關係。
有了上述過程，用PLC實現控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷新，可把輸入電路監控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區；經運行用戶程式，輸出映射區將得到變換後的信息；再經輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區的狀態，並通過輸出電路產生相應的輸出。又由於這個過程是永不停止地循環反覆地進行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是回響的時間上，略有滯後。當然，這個滯後不宜太大，否則，所實現的控制不那么及時，也就失去控制的意義。
為此，PLC的工作速度要快。速度快、執行指令時間短，是PLC實現控制的基礎。事實上，它的速度是很快的，執行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點幾，或零點零幾微秒。而且這個速度還在不斷提高中。
圖1.1所示的過程是簡化的過程，實際的PLC工作過程還要複雜些。除了I/O刷新及運行用戶程式，還要做些公共處理工作。
公共處理工作有：循環時間監控、外設服務及通訊處理等。
監控循環時間的目的是避免"死循環"，避免程式不能反覆不斷地重複執行。辦法是用"看門狗"（Watchingdog）。只要循環逾時，它可報警，或作相應處理.
外設服務是讓PLC可接受編程器對它的操作，或通過接口向輸出設備如印表機輸出數據.
通訊處理是實現PLC與PLC，或PLC與計算機，或PLC與其它工業控制裝置或智慧型部件間信息交換的。這也是增強PLC控制能力的需要。
也就是說，實際的PLC工作過程總是：公共處理--I/O刷新--運行用戶程式--再公共處理--……反覆不停地重複著。
1.3可程式控制器實現控制的方式
用這種不斷地重複運行程式實現控制稱掃描方式。是用計算機進行實時控制的一種方式。此外，計算機用於控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控制先申請中斷，被回響後正運行的程式停止運行，轉而去處理中斷工作（運行有關中斷服務程式）。待處理完中斷，又返回運行原來程式。哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。哪個不需處理，將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的。
在中斷方式下，計算機能得到充分利用，緊急的任務也能得到及時處理。但是，如果同時來了幾個都要處理的任務該怎么辦呢？優先權高的還好辦，低的呢？可能會出現照顧不到之處。所以，中斷方式不大適合於工作現場的日常使用。
但是，PLC在用掃描方式為主的情況下，也不排斥中斷方式。即，大量控制都用掃描方式，個別急需的處理，允許中斷這個掃描運行的程式，轉而去處理它。這樣，可做到所有的控制都能照顧到，個別應急的也能進行處理。
PLC的實際工作過程比這裡講的還要複雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論問題。有關人員如果能把上面介紹的入出變換、物理實現--信息處理、I/O電路--空間、時間關係--掃描方式並輔以中斷方式，作為一種思路加以研究，弄清了它，也就好理解PLC是怎樣去實現控制的，也就好把握住PLC基本原理的要點了。
光通信技術
PLC （Planar lightwave circuits）：平面光波導技術，就是在基片上面利用積體電路工藝製作能夠導光的光路。如同電子集成，它是光通信集成的基礎。目前的PLC技術是在矽襯底上製備二氧化矽、鈮酸鋰、聚合物和磷化銦等。相應的製備工藝為PECVD、FHD、離子擴散、質子交換、旋塗等。
在PLC日益成為工廠自動化基本技術平台的時代，如何選用一部適用的PLC以達到真正需要，而又能符合經濟效益，是一項重要課題。PLC本身強調的特色是：體積小、功能高、性能強、操作簡便、程式設計簡易、模組擴充有彈性、在線上容易等。針對上述特色說明，選擇符合功能需求與經濟效益的PLC系統。本文雖然基於台達系列PLC論述，但是引用原則適合一般的選購選型設計。
PLC的其他意思
PLC，是Public Limited (或 limited liability) Company的縮寫，主要在英國英語中使用。指股份公開有限公司。如 Lloyd's Bank PLC 勞埃德銀行。
PLC常用程式設計語言簡介
PLC常用程式設計語言簡介方源 可程式控制器程式設計語言: