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PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是: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，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。DCS集散系统: DCS英文全称 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全称为集散型控制系统。DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的，尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。DCS一般由五部份组成：1：控制器2：I/O板 3：操作站 4：通讯网络 5：图形及遍程软件。

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，采用程序化的手段应用于电气控制，这就是代可编程序控制器，称Programmable Controller（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Programmable Logic 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。

    PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。　

二、PLC的构成

    从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。　　

三、CPU的构成

    CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

    CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC的组成单元。

    在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

    CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。　　

四、I/O模块

    PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

    开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：

    开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

    模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

    除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

    按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或机架槽数限制。　　

五、电源模块

    PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。　　

六、底板或机架

    大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。　　

七、PLC系统的其它设备

1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。

2、人机界面的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

3、输入输出设备：用于性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。　　　

八、PLC的通信联网

    依靠**的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。

    PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

    PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。

    对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准

一个控制线路，它可以简单，也可以复杂。但是，任何复杂的控制线路总是由一些较简单的环节有机地组合起来的。每一个环节又是由若干电器元件组成，每个电器元件又由若干零部件组成。然而，故障往往只是由于某个或某几个电器元件、部件或接线有问题而产生的。......

一个控制线路，它可以简单，也可以复杂。但是，任何复杂的控制线路总是由一些较简单的环节有机地组合起来的。每一个环节又是由若干电器元件组成，每个电器元件又由若干零部件组成。然而，故障往往只是由于某个或某几个电器元件、部件或接线有问题而产生的。
电气控制线路形式多样，复杂程度不一，其故障常常和机械、液压系统交错在一起，难以分辨。常用的电气控制线路故障的检查和分析方法有：调查研究法、试验法、逻辑分析法和测量法。一般情况下，调查研究法能帮助我们找出故障现象；而试验法不仅能找出故障现象，而且还能找到故障部位或故障回路；逻辑分析法石缩小故障范围的有效方法；测量法是找出故障点的基本可靠和有效的方法。
1.调查研究法
调查研究法主要是通过询问设备操作员，看有无由于故障引起明显的外观征兆；听设备电器元件在运行时的声音与正常运行时有无明显差异；摸电气发热元件及线路的温度是否正常等。
在听电气设备运行声音是否正常而需要通电时，应以不损坏设备和扩大故障范围为前提；在摸靠近传动装置的电器元件和容易发生触电事故的故障部位时，必须在切断电源后进行，以确保人员和设备的安全。
2.试验法
试验法是在不损伤电气和机械设备条件下，可通电进行试验的一种方法。通电试验一般可**行点动试验各控制环节的的动作程序，若发现某一电器动作不符合要求，则说明故障范围在与此电器有关的电路中；然后在这部分故障电路中进行检查，便可找出故障点。
在采用试验法检查时，可以采用暂时切除部分电路（如主电路）的试验方法来检查各控制环节的动作是否正常。但必须注意不要随意用外力使接触器或继电器动作，以防引起事故发生。
3.逻辑分析法
逻辑分析法是一种以准为前提，以快为目的的检查方法。它是根据电气控制线路工作原理，控制环节的动作程序以及它们之间的联系，结合故障现象作具体分析，迅速地缩小检查范围，然后判断出故障的所在。
在采用逻辑分析法检查是，应根据原理图，对故障现象作具体分析，在划出可疑范围后，再借鉴试验法对故障回路有关的其他控制环节进行控制，就可排除公共支路部分的故障，使貌似复杂的问题变的条理清晰，从而提高维修的针对性，可以收到准而快的效果。
4.测量法
测量法是利用校验灯、试电笔、万用表、蜂鸣器、示波器等对线路进行带电和断电测量，是找出故障点的有效方法。
在利用万用表欧姆档和蜂鸣器检测电器元件及线路是否断路或短路时，必须切断电源；否则将会烧毁万用表和蜂鸣器。同时，在测量时要特别注意是否有并联支路或其它回路对所测量线路的影响，以防产生误判断。在采用可控整流供电的电动机调速控制线路中，利用示波器来观察触发电路的脉冲波形和可控整流的输出波形，就能很快地判断线路的故障所在。
电气控制线路的故障不是千篇一律的，即便是同一种故障现象，发生的部位也并不一定相同。因此，我们在检查和分析故障时，不只是用一种方法就能找出故障点，而往往需要几种方法联合起来，同时进行才能迅速找出故障点