PLC的产生和发展
PLC―可编程序控制器，它的应用是建立在电气控制系统上的，也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。
这是一个电机启动/停止的控制回路：电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式，接触器KM是电机电源输送的执行器件；当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时，KM线圈导通将电机供电回路接通，使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的；那么自动时，根据限位（在这里是HL高液位启动电机，LL低液位停止电机）延时后对电机控制操作。
对于这样一个简单的电气控制回路，如果再增加一些功能，比如在关键的应用场所，要保证电机的长期运行，考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况，要停止电机运行，那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线，电器元件，等等因此增加很多。如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话，不但电气回路复杂，占用电柜体积，电控箱数量也相当可观；
更重要的是，要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代，产生了新型的，运用微电子和计算机技术，可以实现复杂的电气控制回路的装置，其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，被称为可编程序控制器――PLC。 PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路，而且在与设备的接口上连接简便，控制装置体积成倍缩小。
PLC替代电气控制国际电工委员会(IEC)在1987年2月对PLC这样定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟方式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，高可靠性；易于扩充其功能的原则设计。
总之，可编程控制器是一个数字式的电子装置，是一台计算机，专为工业环境应用而设计制造的计算机，不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图，非常人性化，元器件符号就象电气部件表示一样，编程就象连线一样将电气电路连到控制器中，很容易理解和掌握，以及制作。
那么它是如何替代继电器控制装置的呢？
上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分：输入设备：按钮，选择开关，传感器、触点信号；输出设备（执行器件）：接触器，电磁阀，指示灯；逻辑控制电路，不直接与外部连接的电气电路；还有就是控制电源。那么在这个电路里：SW，SB1，SB2；FR，HL，LL是输入元件；接触器KM是执行元件；接触器的辅助触点，继电器触点，以及时间继电器，中间继电器，连成了控制逻辑电路。
如果要改变控制功能：对于继电器控制回路来说，要改变控制电路和实际接线；而用PLC控制，外部接线不变，改变用户程序就可以了；特别是复杂的控制逻辑，继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里，并向PLC提供控制电源，再通过编程软件编制出相关的控制逻辑，PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序，与电气连线所形成的控制功能很相似。
比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号，它通过输入端子电气连接到PLC里，PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态（在输入回路中），编译到PLC中，当操作者将选择开关置于[手动]，在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非，或者说是自动方式断开形式；同样当执行条件满足时，程序能流流通，就象电气线路中电气回路接通一样，[电机]就接通，与此输出端点连接的接触器线圈导通，使触点闭合，电机带电运行；接通表示＝1，断开表示＝0。通过这样一些规则的程序，加上PLC内部的各种功能，很容易的就能实现电气的各种控制需求。
PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求，程序有几种表示方式，常用的是梯形图方式，适合用继电器线路熟悉的人员使用；指令语句表，用助记符方来表达PLC的各种控制功能，类似计算机的汇编语言，但通俗易懂。
由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的，程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑，可以用计算机的一些功能，作出复杂的控制系统。正是这个特点，PLC才得到了广泛的应用；相比之下，电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的，甚至是达不到的。
认识PLC
PLC的特点：通用性，灵活性强；抗干扰能力强，可靠性高； 编程语言简单易学；与外部设备连线方便；功能扩展能力强；控制系统设计调试周期短；体积小易于机电一体化；故障少维修方便
那么随着PLC的发展，从性能上可以看出，对小型PLC将会体积更小，速度更高，功能更强，价格更加低廉；对中大型PLC将要容量更大，速度更高，更多功能，更易于网络通信，更加适应于大规模复杂的控制系统。
从PLC控制系统来讲，CPU与现场IO通过数据通信实现控制，使系统控制更有效；冗余系统的应用，各种单元以至整个系统都可以冗余，使系统具有更高的可靠性；应用计算机信息处理技术、网络通信技术，使系统控制功能与信息管理功能一体化；
综述，PLC是以CPU为核心，计算机技术、自动控制技术、网络通信技术为一体的可编程序控制器。几乎所有的PLC装置，都有可以同外部进行电气连接的端口，通过这些端口，PLC才能与外界进行信号的传递，实现其控制的功能。
PLC是按与外界连接的信号数量（我们称为输入输出点数），以及装置内部程序容量大小进行分类的。那么一般IO点数<256点的为小型机；在256~1024之间的为中型机；超过1024的则是大型机了。
小型机－都是整体式机型，所谓整体式机型的意思是，输入部分，输出部分与CPU都在一起，比如CPM2A。
而中大型机都是运用各种类型模块根据需要进行搭配和组合，实现与外部电气连接，并控制外部设备。这款是无底板的组合式机型。
这是有底板的组合式机型，其模件均通过底板与CPU进行数据交换。
PLC硬件结构
整体式PLC的基本组成：
同电气控制回路一样，PLC也需要控制电源，CPU是PLC的中心，存储器，输入单元，输出单元以及与外部数据访问的外设接口和扩展接口，共同组成了PLC的基本组成部分。
组合式PLC则是按基本组成分成各个模件（模块）：CPU单元，输入、输出单元，通信单元等等，各单元通过总线与CPU作数据交换。这是欧姆龙整体式机型的PLC CP1H－XA外观。
PLC内部的CPU单元是控制中心，指挥PLC完成各种预定的功能。输入并存储用户程序；检查校验用户程序；执行用户程序，驱动外部输出设备动作；诊断故障。在CP1H PLC模块的左上角，内装有PLC内部数据保持所需的电池，这是一次性使用的电池，通常情况下可以使用5年。
电源端子用来连接外部提供给PLC的工作电源；它的输入电压范围宽，抗干扰性能好；并能向外部提供24V直流电源，可以作为输入单元连接的外设的电源。 在CP1H CPU单元中，当用户程序或参数写入（下载）到CPU 单元中时，这些数据将自动备份到内置的闪存（闪存功能）中。
这里解释一下，什么是闪存呢？闪存就是Flash Memory，一种非挥发性（简单说就是在不加电的情况下数据也不会丢失，区别于目前常用的计算机内存）的半导体存储芯片，具有体积小、功耗低、不易受物理破坏的优点，比如数码相机上，作为存储介质的存贮卡。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。
闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器。存储器分系统程序存储；用户程序存储；以及工作数据存储几部分。用户程序和设置的参数还有注释和功能块源数据都是放在闪存卡中的，但是对于I/O 存储器区域（包括保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器）不能写入内置闪存中。特别电源断开复位时的保持区域的保持继电器、计数当前值/完成标志、数据存储器就是依靠刚才所讲的电池维持的，如果电池发生异常时，数据可能就会丢失。
这里的存贮器盒与前面介绍的闪存类似，它也是用来备份用户程序和PLC内部存贮器里的数据，可以COPY到另外的PLC中，或者作备份。在实际应用中作为可选件，供用户选择或者不选择使用。CPU模块上有CPU工作状态指示灯：分别表示电源POWER：绿色；工作RUN：绿色；故障报错ERR/ALM：红色；输出禁止INH：黄色；存贮器数据操作BKUP：黄色；USB端口通信中PRPHL：黄色。
下面的两位7段码可显示CPU单元的异常信息，或者模拟器操作的当前值，甚至还可以显示用程序编写相关的代码。如果故障报错ERR/ALM灯点亮，则2位的7段码中可以读到错误讯息。
外设连接端口，在上部为USB端口，用市场上通用的USB线就可以同电脑进行USB通讯，编辑，监测及传输程序等操作。旋钮是模拟量信号输入电位器，可以设置通道（A642CH）在 0－255范围内连续数值；外部模拟量设定连接器，可以从PLC之外输入0－10V直流电压信号（A643CH 0-255范围）；DIP开关用来进行CPU相关功能的选择设置，具体说明在端盖上。
如果使用的是稍早产的PLC，一般是通过RS232串口用专用电缆，或者通讯通信适配器与计算机通信，通过计算机进行程序设计，监测以及调试等等。
PLC模块的中部有两个可选择的槽位，用来放置可选的串行通信板，增加CPU的串口通讯功能。扩展模块连接端口用来增加扩展输入输出模块，整体机型的PLC主机和扩展模块都有扩展连接端口，通过连接电缆连接，以便扩充输入输出的信号接入点，或者增加特殊功能的专用模块。
这就是CP1H的扩展连接，它可以连接7个扩展单元，或者说是15个CH通道，可以扩展IO点到320个。这些连接是由扩展接口通过扁平线将扩展模块与CPU主模块的数据总线联系在一起，通过这样的连接，我们可以把扩展模块当作PLC本身的IO点。
在PLC扩展单元里有一种扩展单元，被称为智能单元，或者在早期被称之为特殊模块的：高速计数器单元，模拟量输入输出单元，总线单元，网络单元，等等。这些模块不同于数字量的IO输入输出单元，它本身是一个独立的系统，有自己的CPU，存储器，和与外界相连的端口；对于组合式PLC，智能单元通过总线，在CPU单元协调管理下独立进行工作；对于整体式PLC，则通过扩展接口与主机联接。
来源：1号机器人
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