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PLC入门基础知识大全

在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上

有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食

加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆

/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文

对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对

各位网友有所帮助。

一、PLC的发展历程

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进

行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散

量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现

的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要

求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制

装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程

序控制器，称ProgrammableController（PC）。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编

程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogic

Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应

用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运

算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、

模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制

器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩

充其功能的原则设计。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长

率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运

算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过

程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的

DCS系统。

二、PLC的工作原理

最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的

控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：

（1）继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继

电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触

点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。

（2）PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即

如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括

其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。

为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电

器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户

程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微

型计算机的运行方式扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场

合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。

2.1、扫描技术

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、

用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描

周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述

三个阶段。三个阶段。

I、输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数

据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，

转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态

和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描

周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

II、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用

户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的

由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点

构成的控制线路进行逻辑运算，然后