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plc具有生命力的原因在于它更适合工业领域和市场的要求:可靠性高、抗干扰能力强、编程、安装和使用简单、价格低廉、寿命长。与单片机相比，它的输入输出端更靠近现场设备，因此不需要增加太多的中间部件或需要更多的接口，从而节省了用户的时间和成本。plc的下端(输入端)是继电器、晶体管、晶闸管等控制元件，而上端一般是面向用户的微型计算机。当人们使用它，他们可以操作和编程的可编程逻辑控制器，而不需要专门的计算机培训。用于完成不同复杂程度的各种工业控制任务。

自从1836年继电器问世以来，人们就开始用电线将它与开关设备巧妙地连接起来，形成了具有不同用途的逻辑控制或顺序控制。到目前为止，我们还可以在plc编程语言-梯形图中看到这些接线的影子。直到20世纪60年代末和70年代初可编程控制器的出现，随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的快速发展，以及微处理器的出现，可编程控制器产品向小型化和超小型化飞跃，最终早期的可编程控制器从最初的逻辑控制和顺序控制发展成为具有逻辑判断、定时、计数、存储和算术运算、数据处理、网络通信和pid回路调节等功能的现代可编程控制器。

首先，可编程控制器的主要功能

plc是一种应用广泛、发展迅速的工业自动化设备，在工厂自动化(fa)和计算机集成制造系统(cims)中发挥着重要作用。今天的可编程逻辑控制器的功能远远不止取代传统的继电器逻辑。

[/h/控制功能、逻辑控制:plc具有逻辑运算功能，如“与”、“或”、“非”、“异或”和“触发”，可以代替继电器进行开关控制。

定时控制:为用户提供多种电子定时器，用户可以自行设置:开延时、关延时和定时脉冲。

计数控制:可通过脉冲控制实现上下计数模式，可通过连接码盘进行位置检测。

顺序控制:在前一个过程完成后，它将被转移到下一个过程，这样一个可编程控制器可以作为多个步进控制器。

数据采集、存储和处理功能数学运算功能:

基本算术:加法、减法、乘法和除法。

扩展算术:平方根、三角函数和浮点运算。

比较:大于、小于和等于。

数据处理:选择、组织、标准化、移动和先进先出。

模拟数据处理:pid、积分和滤波。3.输入/输出接口调理功能具有a/d和d/a转换功能，模拟量通过i/o模块进行控制和调节。位数和精度可根据用户要求选择。

有一个温度测量接口，直接与各种电阻或热电偶相连。4.通信和网络功能大多数现代可编程逻辑控制器采用通信和网络技术，并具有rs232或rs485接口用于远程i/o控制。多个可编程逻辑控制器可以联网并相互通信，外部设备可以与可编程控制器的一个或多个信号处理单元交换程序和数据，例如程序传输、数据文件传输、监控和诊断。

通信接口或通信处理器根据标准硬件接口或专有通信协议传输程序和数据。例如，西门子s7-200的profibus端口的通信速率为12mbps。

系统建成后，可由一台计算机和多台可编程逻辑控制器组成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，完成大规模复杂控制。plc通常称为scada系统，也可用作现场端和远程端的现场机器。5.人机界面功能为操作员提供监控机器/过程工作的必要信息。允许操作员和电脑系统与他们的应用程序进行交互，以进行决策和调整。

实现人机界面功能的手段:从基层操作员的屏幕文字显示，到单机的crt显示和键盘操作，以及由通信处理器、专用处理器、个人计算机和工业计算机组成的分散集中的操作和监控系统。6.编程、调试等。使用手持式、便携式和台式程序员、工作站和不同复杂程度的操作屏幕进行编程、调试、监控、测试和记录，并通过打印机打印出程序文件。

二.可编程控制器的主要特性

1。高可靠性plc的平均无故障时间一般在40000 ~ 50000小时以上，西门子、abb、松下等也是如此。可达10万小时以上，并具有完善的自诊断功能，可快速判断故障，便于维护。

2。模块化组合柔性可编程控制器是一种系列产品，通常采用模块化结构来完成不同的任务组合。I/o从8 ~ 8192点，有多种模式，多种功能模板可以灵活组合，而且结构形式也多种多样。

3。功能强大的plc采用微电子技术和微型计算机。简单类型具有顺序控制功能，如逻辑、计时和计数。基本类型加上模拟i/o、基本算术运算、通信能力等。除了基本功能，复杂模型还具有扩展的计算能力、多级终端机制、智能i/o、pid调节、过程监控、网络通信能力、远程i/o、多处理器和高速数据处理能力。

4。方便编程plc适用于工业控制的梯形图、功能框图、指令表和顺序功能图(sfc)编程，不需要太多的计算机编程知识。新的编程工作站配备了全面的软件工具包，可以在任何兼容的个人电脑上编程。

5、适应工业环境的技术条件plc能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，并能在强电磁干扰环境下可靠工作。这是plc产品的市场生存价值。

6。安装和维护简单。与计算机系统相比，plc安装不需要特殊的机房和严格的屏蔽。使用时，只要各种设备连接正确，系统就可以工作，每个模块都有操作和故障指示装置，方便查找故障。大多数模块可以通电插拔，模块可以更换，这样用户可以在最短的时间内发现故障，排除故障，最大限度地减少故障停机时间，快速恢复生产。然后修理故障模块，这特别适合大规模生产。一些plc外壳由合金制成，可以在恶劣的工作环境中工作。它们结构简单，有散热装置。在高温下，外壳不会像塑料制品那样变形，并且可以抵抗射频(rf)电磁干扰、防火等。

7。运行速度随着微处理器的应用，可编程控制器的运行速度提高，使其更适合处理高速和复杂的控制任务。可编程控制器和微型计算机的区别并不明显。

[/h/总价很低。plc的重量、体积、功耗和硬件价格一直在下降。尽管软件价格的比重有所增加，但为了竞争，各厂商都相应地降低了价格。此外，使用plc可以大大缩短设计、编程和生产周期，并进一步降低总价格。

plc系统、工业总线计算机和dcs系统相互渗透，相互学习，相互竞争，共同发展。促进了工业的进步。

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第三，plc通信和网络化plc通信包括可编程逻辑控制器之间、可编程逻辑控制器与主机之间以及可编程逻辑控制器与其他智能设备之间的通信

[/h/每个plc系统或远程i/o模块都放置在生产现场，根据功能进行分散控制，然后通过网络连接形成一个集中管理的分布式网络系统。

以西门子的simaticnet为例，在其全集成自动化(tia)的系统概念中，核心内容包括配置与编程、数据管理与通信的集成。通信网络是该系统的重要组成部分，它为组件和网络之间提供了完美的工业通信。

simaticnet包含三个主要级别:

as-i网络是传感器和执行器之间通信的国际标准，扫描时间为5毫秒，传输介质为无屏蔽双绞线，线路长度为300米，最多31个从站。

profibus——是一种工业现场总线，用于车间级和现场级的国际标准。传输速率高达12米/秒，传输介质为屏蔽双线电缆(最高9.6公里)或光缆(最高90公里)，最多可连接127个从站。

工业以太网-区域和单元网络的国际标准。网络规模可达1，024个站，1.5公里(电网)或200公里(光网络)。

在这个网络系统中，profibus现场总线尤其值得一提。profibus是目前最成功的现场总线之一，已经得到了广泛的应用。它是一种独立于制造商的开放式现场总线，各种自动化设备可以通过同一接口交换信息。许多制造商提供高质量的profibus产品，用户可以自由选择最合适的产品。Profibus已成为德国国家标准din19245和欧洲标准pren50170，拥有世界上最多的用户。

iv .plc与工业控制计算机(ipc)和分布式控制系统(dcs)的比较[/h/

1。计算机是满足快速和海量数据处理要求的设备。在硬件结构上，总线具有高度的标准化、兼容性和丰富的软件资源，尤其是实时操作系统的支持，因此在控制要求快、实时性强、模型复杂、计算量大的工业对象方面具有优势。

分布式系统已经从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的分布式系统，因此在模拟量处理和回路调节方面具有一定的优势。它主要用于初始阶段的连续过程控制，侧重于回路调节功能。Plc由继电器逻辑系统发展而来，主要用于离散制造和过程控制。在初始阶段，它主要取代继电器控制系统，并侧重于开关顺序控制。

近年来，随着微电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术和通信技术的发展，plc在技术和功能上有了飞跃。在初始逻辑运算的基础上，增加了数值运算和闭环调节功能，增加了模拟量和pid调节功能模块。运算速度提高，cpu能力赶上工业控制计算机；随着通信能力的提高，各种各样的本地总线和网络已经被开发出来，它们也可以被构造成一个分布式系统。尤其是个人电脑也融入了plc系统。plc在过程控制中的发展将是智能变送器和现场总线，并向下扩展其功能和开放总线。

2。相似性在微电子技术发展的背景下，从硬件角度来看，plc、工业计算机和分布式系统(dcs)之间的差异正在缩小，它们都将由相似的微电子元件、微处理器、大容量半导体存储器和i/o模块组成。编程中也有许多相似之处。

3。由于可编程控制器和计算机属于两种产品，经过几十年的发展，它们已经形成了自己的设备特点和软件工具。实际的差异依然存在。

plc由程序员或计算机编程，编程语言有梯形图、功能框图、顺序功能表图和指令表等。分布式系统本身或由计算机结构形成的配置构成了开发系统环境。特别是它不同于std总线工业计算机，后者在维护、安装和模块功能上是相似的。Plc更适合在黑屏模式下运行，但在线运行时，其能力略逊于std工控机，但在开关控制方面，其性能优于std工控机。

一般来说，在选择控制器时，应首先考虑工程要求、现场环境和经济性。没有控制器是绝对完美的，也没有产品是绝对差的。我们只能说我们选择了更合适的产品。