控制器-可編程邏輯分類

　　可編程邏輯控制器（PLC）是一種具有微處理器的用于自動化控制的數字運算控制器。它可以將控制指令隨時載入內存進行儲存與執行。PLC的分類可以根據不同的標準來進行，以下是幾種常見的分類方法：

　　按結構形式分類：

　　整體式PLC：這種結構的PLC將電源、CPU、噴射器、輸入/輸出部件等集中配置在一起，裝在一個箱體內，通常稱為主機。整體式PLC具有結構緊湊、體積小、重量輕、價格較低等特點，但主機的I/O點數固定，使用上不太靈活。小型的PLC通常使用這種結構，適用于比較簡單的控制場合。

　　模塊式PLC：也稱為積木式結構，即把PLC的各組成部分以模塊的形式分開，如電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊等，把這些模塊插在底板上，組裝在一個機架內。大型的PLC通常采用這種結構，適用于比較復雜的控制場合。

　　疊裝式PLC：這是一種新的結構形式，它吸收了整體式和模塊式PLC的優點，如三菱公司的FX2系列PLC，它的基本單元、擴展單元和擴展模塊等高等寬，但是長度不同。它們不用基板，僅用扁平電纜，緊密拼裝后組成一個整齊的長方體，輸入輸出點數的配置也相當靈活。

　　按容量分類：

　　小型PLC：I/O點數一般在256點以下。

　　中型PLC：I/O點數一般在256～1024點之間。

　　大型PLC：I/O點數在2048點以上。

　　按功能分類：

　　低檔機：具有邏輯運算、計時、計數等功能，有的有一定的算術運算、數據處理和傳送等功能，可實現邏輯、順序、計時計數等控制功能。

　　中檔機：除具有低檔機的功能外，還具有較強的模擬量輸出、算術運算、數據傳送等功能，可完成既有開關量又有模擬量的控制任務。

　　高檔機：除具有中檔機的功能外，還具有帶符號運算、矩陣運算等功能，使得運算能力更強，還具有模擬量調節、強大的聯網通信等功能，能進行智能控制、遠程控制、大規模控制，可構成分布式控制系統，實現工廠自動化管理。

　　按硬件的結構類型分類：

　　整體式可編程控制器：將所有部件集成在一個單一的單元中。

　　模塊式可編程控制器：將各個功能模塊分開，便于擴展和維護。

　　疊裝式可編程控制器：結合了整體式和模塊式的特點，具有高度的靈活性和擴展性。

　　按生產廠家分類：

　　日本三菱、德國西門子、日本OMRON、美國GE、美國AB、日本日立、東芝、松下、富士、美國IPM、國內為無錫華光等都是知名的PLC生產廠家。

　　PLC的分類標準并不是固定的，而是隨著PLC整體性能的提高在不斷變化。無論哪種類型的PLC，其核心都是通過編程來實現對工業設備和過程的自動控制，極大地提高了工業生產的效率和可靠性。

　　控制器-可編程邏輯工作原理

　　可編程邏輯控制器（PLC）是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境應用而設計。其工作原理可以概括為三個主要階段：輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新。

　　首先，在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應單元內。在這個階段，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，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

　　接下來，在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，PLC先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后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。在這個階段，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。

　　最后，在輸出刷新階段，當掃描用戶程序結束后，PLC進入輸出刷新階段。在這個階段，PLC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。

　　PLC的工作原理使其具有使用方便、編程簡單、功能強、性能價格比高、硬件配套齊全、用戶使用方便、適應性強、可靠性高和抗干擾能力強等特點。PLC的這些特點使其在工業控制領域得到了廣泛的應用。

　　控制器-可編程邏輯作用

　　可編程邏輯控制器（PLC）在工業自動化領域扮演著至關重要的角色。PLC是一種專用于工業控制的數字運算控制器，具有微處理器，能夠隨時加載和執行控制指令。它的基本結構類似于微型計算機，包括電源、中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口等核心組件。

　　PLC的主要作用是處理和運行用戶程序，進行邏輯和數學運算，控制整個系統使之協調。它通過輸入單元接收主令元件和檢測元件傳來的信號，并通過輸出單元將處理后的信號傳遞給被控設備的執行元件。PLC的工作過程通常分為三個階段：輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新。在輸入采樣階段，PLC讀入所有輸入狀態和數據，并存入I/O映象區；在用戶程序執行階段，PLC按順序掃描和執行用戶程序；在輸出刷新階段，PLC將處理結果輸出到外部設備。

　　PLC具有許多顯著的特點，使其在工業控制領域得到廣泛應用。首先，PLC使用方便，編程簡單，采用梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，無需深厚的計算機知識。其次，PLC功能強大，性能價格比高，可以實現非常復雜的控制功能。此外，PLC的硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強，可以靈活配置各種功能模塊。PLC還具有很高的可靠性和抗干擾能力，適用于各種惡劣的工業環境。

　　隨著技術的發展，PLC已經不僅僅局限于邏輯控制，還擴展到了時序控制、模擬控制、多機通信等領域。PLC的生產廠商眾多，如西門子、施耐德、三菱、臺達等，幾乎涉及工業自動化領域的廠商都會有其PLC產品提供。總的來說，PLC在工業控制領域的應用前景廣闊，其強大的功能和高可靠性使其成為現代工業自動化系統的重要組成部分。

　　控制器-可編程邏輯特點

　　可編程邏輯控制器（PLC）是一種專為工業環境設計的電子系統，其主要特點是靈活性高、可靠性強、環境適應能力強、使用與維護便捷。PLC的系統構成靈活，擴展容易，主要用于開關量控制，也能進行連續過程的PID回路控制，并能與上位機構成復雜的控制系統，實現生產過程的綜合自動化。PLC的編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，無需深厚的計算機知識，因此系統開發周期短，現場調試容易。此外，PLC能適應各種惡劣的運行環境，抗干擾能力強，可靠性遠高于其他機型。

　　PLC的靈活性和通用性表現在其結構形式多樣，能夠適應大多數機型對PLC的需求。通過選擇不同模塊來組成控制裝置并對軟件進行修改，PLC可以很好地完成工作。PLC的程序調試和編制方面也具有很大的靈活性，即使是相同的硬件組成，使用不同的軟件也可以完成具有差異的控制任務。PLC的使用和維護便捷，各個模塊能夠即插即用，連接便捷，程序調試和編制也十分簡便。

　　在可靠性方面，PLC采用了無觸點半導體電路來實現開關動作，確保了長時間的無故障工作。PLC具有自診斷功能，能夠在工作過程中體現出很強的抗干擾能力。為了確保PLC在各類工業環境中可靠工作，設計師在硬件和軟件兩個方面采取了許多抗干擾措施，包括隔離、濾波和電源保護等。

　　PLC的環境適應能力強，能夠在電源瞬間斷電的環境中正常工作，并具有很強的空間電磁抗干擾能力。PLC的抗沖擊能力和抗振能力也很強，對工作環境的溫度和濕度要求不高，在-20至65攝氏度以及35%至85%的濕度之間都可以正常工作。

　　總的來說，PLC的這些特點使其在工業控制領域得到了廣泛應用，成為工業控制設備中的主流。

　　控制器-可編程邏輯應用

　　可編程邏輯控制器（PLC）作為一種具有微處理器的用于自動化控制的數字運算控制器，已經被廣泛應用于各類工業控制領域。PLC的應用范圍非常廣泛，包括但不限于開關量控制、模擬量控制、運動控制和數據采集。

　　在開關量控制方面，PLC表現出色，能夠處理各種邏輯問題，如組合的、時序的、即時的、延時的等。PLC的硬件結構是可變的，軟件程序是可編的，這使得它在控制時非常靈活。無論是冶金、機械、輕工、化工還是紡織等行業，PLC都得到了廣泛應用。

　　在模擬量控制方面，PLC也展現了強大的能力。通過A/D和D/A單元，PLC可以將模擬量轉換為數字量進行處理，然后再將數字量轉換為模擬量輸出。PLC不僅可以進行數字的加、減、乘、除運算，還可以進行開方、插值等復雜運算，甚至有的PLC還具有PID指令，可以對偏差制量進行比例、微分、積分運算，從而實現高精度的控制。

　　在運動控制方面，PLC利用數字控制技術（NC），可以接收和輸出高頻脈沖，配合相應的傳感器和伺服裝置，實現精確的數字控制。PLC還可以進行點位控制和曲線插補，控制曲線運動，這使得PLC在金屬切削機床等需要精密控制的領域得到了廣泛應用。

　　在數據采集方面，PLC利用其龐大的數據存儲區，可以存儲大量的數據。通過計數器和A/D單元，PLC可以記錄和存儲采集到的脈沖數和模擬量，從而實現數據的采集和處理。

　　總的來說，PLC以其強大的處理能力和靈活的控制方式，已經在工業控制領域占據了重要地位。隨著技術的不斷發展，PLC的應用范圍還將進一步擴大，為工業自動化控制提供更加高效和可靠的解決方案。

　　控制器-可編程邏輯如何選型？

　　可編程邏輯控制器（PLC）是工業自動化系統的核心組件，其選型直接關系到整個系統的性能和可靠性。本文將詳細介紹可編程邏輯控制器的選型步驟和注意事項，幫助工程師在實際項目中做出最優選擇。

　　一、確定控制需求

　　在選型之前，首先要明確控制需求，包括控制規模、功能要求、響應速度、系統可靠性等。這些需求將直接影響PLC的選型。

　　1. 控制規模

　　控制規模決定了PLC的輸入輸出（I/O）點數。小型控制系統可以選擇小型PLC，如三菱的FX3S系列；大型控制系統則需要選擇大型PLC，如西門子的S7-400系列。

　　2. 功能要求

　　不同的控制系統對功能的要求不同。例如，一些系統需要PID控制、數據處理、通信聯網等功能。這些功能需求將決定PLC的型號和配置。

　　3. 響應速度

　　對于一些高速控制應用，如運動控制、快速響應的閉環控制，需要選擇響應速度快的PLC。例如，西門子的S7-300系列PLC具有較高的響應速度，適用于這類應用。

　　4. 系統可靠性

　　對于一些關鍵應用，系統可靠性是至關重要的。可以選擇具有冗余功能的PLC，如西門子的S7-400H系列，或者采用熱備用系統。

　　二、選擇PLC型號

　　根據確定的控制需求，選擇合適的PLC型號。以下是幾種常見的PLC型號及其適用場合：

　　1. 西門子S7系列

　　西門子S7系列PLC是市場上應用最廣泛的PLC之一，包括S7-200、S7-300、S7-400等多個系列。S7-200系列適用于小型控制系統，S7-300系列適用于中型控制系統，S7-400系列適用于大型控制系統。

　　2. 三菱FX系列

　　三菱的FX系列PLC在市場上也有廣泛應用，包括FX1S、FX2N、FX3U等多個系列。FX1S系列適用于小型控制系統，FX2N系列適用于中型控制系統，FX3U系列適用于大型控制系統。

　　3. 歐姆龍CP系列

　　歐姆龍的CP系列PLC也是市場上常見的PLC之一，包括CP1H、CP1E等多個系列。CP1H系列適用于中小型控制系統，CP1E系列適用于小型控制系統。

　　三、配置I/O模塊

　　根據控制需求，選擇合適的I/O模塊。I/O模塊包括數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊等。例如，西門子的S7-300系列PLC可以配置SM321數字量輸入模塊、SM322數字量輸出模塊、SM331模擬量輸入模塊、SM332模擬量輸出模塊等。

　　四、選擇電源模塊

　　電源模塊是PLC系統的重要組成部分，選擇合適的電源模塊可以提高系統的可靠性和穩定性。例如，西門子的PS307電源模塊適用于S7-300系列PLC，提供穩定的直流電源。

　　五、選擇特殊功能模塊

　　根據控制需求，選擇合適的特殊功能模塊。例如，運動控制模塊、高速計數模塊、通信模塊等。這些模塊可以擴展PLC的功能，滿足特定的應用需求。

　　六、考慮通信聯網能力

　　現代PLC系統通常需要與其他設備進行通信聯網，選擇具有強大通信聯網能力的PLC非常重要。例如，西門子的S7-300系列PLC支持PROFIBUS、MPI等多種通信協議，可以方便地與其他設備進行通信聯網。

　　七、估算存儲器容量

　　存儲器容量是PLC系統的重要參數，根據控制需求估算所需的存儲器容量。一般來說，存儲器容量應根據I/O點數、控制功能、程序復雜度等因素進行估算。例如，對于一個中型控制系統，可以選擇具有幾MB到幾十MB存儲器容量的PLC。

　　八、考慮系統擴展能力

　　在選型時，還需要考慮PLC系統的擴展能力。例如，是否支持熱插拔、是否支持冗余配置、是否支持多機通信等。這些擴展能力可以提高系統的靈活性和可靠性。

　　九、選擇可靠的供應商

　　選擇一家可靠的PLC供應商也是非常重要的。供應商的技術支持、售后服務、產品質量等都會影響到PLC系統的運行效果。例如，西門子、三菱、歐姆龍等公司都是全球知名的PLC供應商，其產品質量和服務都非常可靠。

　　結論

　　可編程邏輯控制器的選型是一個復雜的過程，需要綜合考慮控制需求、PLC型號、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯網能力、存儲器容量、系統擴展能力等因素。通過合理選型，可以提高PLC控制系統的性能和可靠性，滿足各種工業自動化應用的需求。希望本文能夠為工程師在PLC選型過程中提供有價值的參考。