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組成

可編程序控制器其實和微機差不多。由微處理器（CPU），存儲器（ROM，RAM），輸入/輸出單元（I/O），編程器和電源。CPU相當于人的大腦，存儲器是存儲文件的。把文件掃描，在把文件打印出來，這是I/O的功能，相當與人的五官。編程器用于用戶程序的編制，調試檢查和監視，還可通過鍵盤調用和顯示PLC的一些內部狀態和系統參數。電源是提供PLC的能源。

一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、存儲器塊、電源等，當然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數又有若干規格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、存儲器、電源模塊、底板或機架。無論哪種結構類型的PLC，都屬于總線式開放型結構，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。

工作原理

抽出式MCC柜內分成三個隔室，即柜后部的水平母線隔室，柜前部左邊的功能單元隔室，柜前部右邊的電纜隔室。水平母線隔室與功能單元隔室之間用阻燃型發泡塑料制成的功能板分隔，電纜隔室與水平母線隔室、功能單元隔室之間用鋼板分隔。

可移式電動機控制中心和小電流動力配電中心

雖然PLC所使用之階梯圖程序中往往使用到許多繼電器、計時器與計數器等名稱，但PLC內部并非實體上具有這些硬件，而是以存儲器與程序編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出組件連接外部機械設備做實體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。實際上PLC運行階梯圖程序的運作方式是逐行的先將代碼以掃描方式讀入CPU中并最后運行控制運作。在整個的掃描過程包括三大步驟，“輸入狀態檢查"、“程序運行"、“輸出狀態更新"

PLC內部工作方式一般是采用循環掃描工作方式，在一些大、中型的PLC中增加了中斷工作方式。當用戶將用戶程序調試完成后，通過編程器將其程序寫入PLC存儲器中，同時將現場的輸入信號和被控制的執行元件相應的連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端，接著將PLC工作方式選擇為運行工作方式，后面的工作就由PLC根據用戶程序去完成。

PLC掃描的工作方式主要分三個階段，即輸入采樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段。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。當用戶程序掃描結束后，PLC就進入輸出刷新階段。

PLC是采用“順序掃描，不斷循環"的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必經輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。

PLC控制優點

可靠性是電氣設備的關鍵性能。在plc?的設計和制造過程中，由于采用了現代大規模集成電路技術和嚴格的生產工藝來制造內部電路，PLC?具有*的抗力，使用PLC?的平均時間通常在20000?小時以上，這是一般的其他電氣設備做不到的。

雖然PLC?的種類繁多，但由于其產品的系列化和模塊化，且軟件包齊全，用戶可靈活組成各種規模和要求不同的控制系統。除了邏輯處理功能外，現代PLC?大多具有完善的數據運算能力，可用于各種控制領域。近年來PLC?的功能單元大量涌現，使PLC?的應用擴展到了位置控制、溫度控制、CNC?等各種工業控制中。加上PLC?通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC?組成各種控制系統變得更加容易。

PLC一般采用易于理解和掌握的梯形圖語言及面向工業控制的簡單?指令編寫程序，易于為工程技術人員所接受。梯形圖語言的圖形符號和表達?方式與繼電器電路圖相當接近，只用?PLC?的少量開關量邏輯控制指令就可以?方便地實現繼電器電路的功能，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編?語言的人打開了方便之門。

以超小型?PLC?為例，新近出產的品種底部尺寸小于?100?毫米，重量?小于?150?克，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備的外部接線。同時具有很強的自我診斷能力，能隨時查出自身的故障，并顯示給技術人?員，使技術人員能迅速檢查、判斷故障的原因。如果是?PLC?自身的原因，在維修時只需更換插入式模塊及其它易損壞的部件即可，既方便又減少了影響?生產的時間，使維護也變得容易起來。

西門子PLC介紹

德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

三菱PLC介紹

三菱PLC是三菱電機在大連生產的主力產品。 它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。三菱PLC在中國市場常見的有以下型號： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q）。

施耐德PLC介紹

施耐德PLC主要有原Modicon旗下的Quantum、Compact（已停產)、Momentum等系列，編程軟件是Concept；而TE旗下的Premium、Micro系列則使用PL7 Pro。施耐德在整合了Modicon和TE品牌的自動化產品后，將Unity Pro軟件作為未來中PLC的統一平臺。支持Quantum、Premium和M340三個系列。至于Momentum和Micro作為成熟產品未來不會再有多大的改進，所以會繼續沿用原來的軟件平臺。小型的Twido系列使用TwidoSoft軟件（有中文版本，國外已經開始使用TwidoSuit,不過估計短時間內還不會引入中國進行漢化翻譯），至于邏輯控制器Zelio Logic的編程軟件ZelioSoft已經推出中文版了。

AB PLC介紹

Rockwell自動化總部位于美國威斯康星州，密爾沃基市，是一家工業自動化跨國公司，為制造業提供的動力、控制和信息技術解決方案。PLC主要分為五類：低端MicroLogix1500、中端小型機為SLC500、中端新貴族CompactLogix、主流機型ControlLogix5000、老機型PLC-5。

ABB PLC介紹

ABB自動化產品提供了高性能和高靈活性的解決方案，適用不同行業和多種應用，包括：水處理、樓宇控制、數據中心、可再生能源、工廠自動化、材料處理、船舶和其他行業和應用。AC500,AC500-eCo, AC500-S 和 AC500-XC可升級PLC產品提供了從小型、中型和大型系統的解決方案。AC500 PLC提供了不同性能等級的高可靠性, 環境型和安全型解決方案。

歐姆龍PLC介紹

歐姆龍PLC是一種功能完善的緊湊型PLC，能為業界的輸送分散控制等提供高附加值機器控制；它還具有通過各種高級內裝板進行升級的能力，大程序容量和存儲器單元，以Windows環境下高效的軟件開發能力。歐姆龍PLC也能用于包裝系統，并支持 HACCP（寄生脈沖分析關鍵控制點）過程處理標準。

臺達PLC介紹

臺達PLC，是臺達Programmable Logic Controller的縮寫，又名臺達可編程、臺達可編程控制器、臺達可編程序控制等，是臺達為工業自動化領域專門設計的、實現數字運算操作的電子裝置。有可編程控制器AH系列、高功能泛用型AS系列和可編程控制器DVP系列。

信捷PLC介紹

信捷提供功能強大、速度更快、可靠性更高的PLC、人機界面、整體式控制器、特殊模塊等產品，滿足各種工業控制需求。目前主要PLC產品包括XD/XC系列小型PLC、XL系列薄型卡片式PLC、XG系列中型PLC。

合信PLC介紹

OTRUST是合信技術的注冊商標，主要產品包括PLC、運動控制與伺服驅動、人機界面HMI、專用控制系統、MagicWorks自動化軟件（PLC/HMI/Tuner）等，并在此基礎上成功開發了Mico遠程解決方案、多機器人協作控制系統，無人智慧工廠解決方案等，廣泛應用于工業物聯網、充電樁設備、機械手、新能源、塑料機械、電子設備、紡織機械、制冷制熱、醫療設備、包裝設備、數控設備等眾多行業。主要產品有CTH200、CTSC-200系列小型PLC、CTH300系列中大型PLC和CTMC系列運動控制PLC。

無錫虹業自動化工程有限公司深耕于自動化系統集成和電氣成套近20年，主要使用的PLC品牌有西門子、三菱、施耐德、AB、ABB、歐姆龍、臺達、信捷、合信等，涉獵于市政、環境、石化、輕工、冶金、機械、糧油、礦業、新能源等各個行業，特別是在市政、環保行業積累了污水、自來水、工業水處理、污泥垃圾處理、危廢處理、煙氣脫硫脫硝的工藝控制模型，具有豐富的數據和經驗累積。

我公司在選型中有嚴格的標準流程，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，PLC的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據控制要求，估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統。

我公司I/O點的估算：在進行I/O點數估算時會考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。

我公司存儲器容量的估算：存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。在設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮余量。

我公司CPU性能的選型：PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續時間小于掃描時間，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數據的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。PLC接點的響應快、速度高，每條二進制指令執行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。我們將根據客戶現場工藝控制、現場通訊及控制要求來確認選型。

我公司在通訊功能及組織架構上選型：PLC系統的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC系統的通信網絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網絡；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網絡；3）PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網；4）專用PLC網絡（各廠商的專用PLC通信網絡）。為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現場總線、工業以太網）通信處理器。

大中型PLC系統應支持多種現場總線和標準通信協議（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網（TCP/IP）相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網絡。?PLC系統的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS232/422/485）、工業以太網、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。

我公司機型的選型：PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數選型。?整體型PLC的I/O點數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統。

我公司輸入輸出模塊選型：輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致?？筛鶕靡?，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。

我公司電源選型：PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網電壓一致。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對功率是否滿足應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的保險絲進行隔離。

我公司經濟性的考慮：選擇PLC時，應考慮性能價格比。考慮經濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產品。輸入輸出點數對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數增加到某一數值后，相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加，因此，點數的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統有較合理的性能價格比。

我公司PLC的安裝考慮：PLC適用于大多數工業現場，但它對使用場合、環境溫度等還是有一定要求?？刂芇LC的工作環境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。在安裝PLC時，要嚴格按照PLC制造商的安裝說明執行。為了避免其他外圍設備的電干擾，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備，可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200mm的距離。當可編程控制器垂直安裝時，要嚴防導線頭、鐵屑等從通風窗掉入可編程控制器內部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至損壞。

我公司根據不同的CPU和針對不同的控制要求制定了不同的工藝塊，編程效率更高、程序更加嚴謹、控制更加有效穩定。編程規范化，有利于編出來的程序具有簡單可靠，可讀易懂，更加便于運行維護。

我公司在調試質檢上有完整、全面的調試方案，使用自主開發的多功能測試臺對PLC控制系統進行質檢和調試。多功能測試臺擁有多種操作，可以模擬現場的各種開關量和模擬量信號到PLC系統，進行PLC單點測試與模擬現場工藝自動調試。熱風爐PLC控制系統：我公司電熱風輸送系統采用的是基于模糊控制原理自主開發的模糊PID控制，它可以通過總功率和混合風溫度，自動控制電加熱組啟停。節能精準，保證目標溫度穩定，使系統始終運行在功率，限度節能。