控制器-可编程逻辑分类

　　可编程逻辑控制器（PLC）是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器。它可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。PLC的分类可以根据不同的标准来进行，以下是几种常见的分类方法：

　　按结构形式分类：

　　整体式PLC：这种结构的PLC将电源、CPU、喷射器、输入/输出部件等集中配置在一起，装在一个箱体内，通常称为主机。整体式PLC具有结构紧凑、体积小、重量轻、价格较低等特点，但主机的I/O点数固定，使用上不太灵活。小型的PLC通常使用这种结构，适用于比较简单的控制场合。

　　模块式PLC：也称为积木式结构，即把PLC的各组成部分以模块的形式分开，如电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块等，把这些模块插在底板上，组装在一个机架内。大型的PLC通常采用这种结构，适用于比较复杂的控制场合。

　　叠装式PLC：这是一种新的结构形式，它吸收了整体式和模块式PLC的优点，如三菱公司的FX2系列PLC，它的基本单元、扩展单元和扩展模块等高等宽，但是长度不同。它们不用基板，仅用扁平电缆，紧密拼装后组成一个整齐的长方体，输入输出点数的配置也相当灵活。

　　按容量分类：

　　小型PLC：I/O点数一般在256点以下。

　　中型PLC：I/O点数一般在256～1024点之间。

　　大型PLC：I/O点数在2048点以上。

　　按功能分类：

　　低档机：具有逻辑运算、计时、计数等功能，有的有一定的算术运算、数据处理和传送等功能，可实现逻辑、顺序、计时计数等控制功能。

　　中档机：除具有低档机的功能外，还具有较强的模拟量输出、算术运算、数据传送等功能，可完成既有开关量又有模拟量的控制任务。

　　高档机：除具有中档机的功能外，还具有带符号运算、矩阵运算等功能，使得运算能力更强，还具有模拟量调节、强大的联网通信等功能，能进行智能控制、远程控制、大规模控制，可构成分布式控制系统，实现工厂自动化管理。

　　按硬件的结构类型分类：

　　整体式可编程控制器：将所有部件集成在一个单一的单元中。

　　模块式可编程控制器：将各个功能模块分开，便于扩展和维护。

　　叠装式可编程控制器：结合了整体式和模块式的特点，具有高度的灵活性和扩展性。

　　按生产厂家分类：

　　日本三菱、德国西门子、日本OMRON、美国GE、美国AB、日本日立、东芝、松下、富士、美国IPM、国内为无锡华光等都是知名的PLC生产厂家。

　　PLC的分类标准并不是固定的，而是随着PLC整体性能的提高在不断变化。无论哪种类型的PLC，其核心都是通过编程来实现对工业设备和过程的自动控制，极大地提高了工业生产的效率和可靠性。

　　控制器-可编程逻辑工作原理

　　可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计。其工作原理可以概括为三个主要阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。

　　首先，在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。在这个阶段，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。

　　接下来，在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，PLC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，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。在这个阶段，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化。

　　最后，在输出刷新阶段，当扫描用户程序结束后，PLC进入输出刷新阶段。在这个阶段，PLC按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

　　PLC的工作原理使其具有使用方便、编程简单、功能强、性能价格比高、硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强、可靠性高和抗干扰能力强等特点。PLC的这些特点使其在工业控制领域得到了广泛的应用。

　　控制器-可编程逻辑作用

　　可编程逻辑控制器（PLC）在工业自动化领域扮演着至关重要的角色。PLC是一种专用于工业控制的数字运算控制器，具有微处理器，能够随时加载和执行控制指令。它的基本结构类似于微型计算机，包括电源、中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口等核心组件。

　　PLC的主要作用是处理和运行用户程序，进行逻辑和数学运算，控制整个系统使之协调。它通过输入单元接收主令元件和检测元件传来的信号，并通过输出单元将处理后的信号传递给被控设备的执行元件。PLC的工作过程通常分为三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。在输入采样阶段，PLC读入所有输入状态和数据，并存入I/O映象区；在用户程序执行阶段，PLC按顺序扫描和执行用户程序；在输出刷新阶段，PLC将处理结果输出到外部设备。

　　PLC具有许多显著的特点，使其在工业控制领域得到广泛应用。首先，PLC使用方便，编程简单，采用梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，无需深厚的计算机知识。其次，PLC功能强大，性能价格比高，可以实现非常复杂的控制功能。此外，PLC的硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强，可以灵活配置各种功能模块。PLC还具有很高的可靠性和抗干扰能力，适用于各种恶劣的工业环境。

　　随着技术的发展，PLC已经不仅仅局限于逻辑控制，还扩展到了时序控制、模拟控制、多机通信等领域。PLC的生产厂商众多，如西门子、施耐德、三菱、台达等，几乎涉及工业自动化领域的厂商都会有其PLC产品提供。总的来说，PLC在工业控制领域的应用前景广阔，其强大的功能和高可靠性使其成为现代工业自动化系统的重要组成部分。

　　控制器-可编程逻辑特点

　　可编程逻辑控制器（PLC）是一种专为工业环境设计的电子系统，其主要特点是灵活性高、可靠性强、环境适应能力强、使用与维护便捷。PLC的系统构成灵活，扩展容易，主要用于开关量控制，也能进行连续过程的PID回路控制，并能与上位机构成复杂的控制系统，实现生产过程的综合自动化。PLC的编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，无需深厚的计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。此外，PLC能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性远高于其他机型。

　　PLC的灵活性和通用性表现在其结构形式多样，能够适应大多数机型对PLC的需求。通过选择不同模块来组成控制装置并对软件进行修改，PLC可以很好地完成工作。PLC的程序调试和编制方面也具有很大的灵活性，即使是相同的硬件组成，使用不同的软件也可以完成具有差异的控制任务。PLC的使用和维护便捷，各个模块能够即插即用，连接便捷，程序调试和编制也十分简便。

　　在可靠性方面，PLC采用了无触点半导体电路来实现开关动作，确保了长时间的无故障工作。PLC具有自诊断功能，能够在工作过程中体现出很强的抗干扰能力。为了确保PLC在各类工业环境中可靠工作，设计师在硬件和软件两个方面采取了许多抗干扰措施，包括隔离、滤波和电源保护等。

　　PLC的环境适应能力强，能够在电源瞬间断电的环境中正常工作，并具有很强的空间电磁抗干扰能力。PLC的抗冲击能力和抗振能力也很强，对工作环境的温度和湿度要求不高，在-20至65摄氏度以及35%至85%的湿度之间都可以正常工作。

　　总的来说，PLC的这些特点使其在工业控制领域得到了广泛应用，成为工业控制设备中的主流。

　　控制器-可编程逻辑应用

　　可编程逻辑控制器（PLC）作为一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，已经被广泛应用于各类工业控制领域。PLC的应用范围非常广泛，包括但不限于开关量控制、模拟量控制、运动控制和数据采集。

　　在开关量控制方面，PLC表现出色，能够处理各种逻辑问题，如组合的、时序的、即时的、延时的等。PLC的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，这使得它在控制时非常灵活。无论是冶金、机械、轻工、化工还是纺织等行业，PLC都得到了广泛应用。

　　在模拟量控制方面，PLC也展现了强大的能力。通过A/D和D/A单元，PLC可以将模拟量转换为数字量进行处理，然后再将数字量转换为模拟量输出。PLC不仅可以进行数字的加、减、乘、除运算，还可以进行开方、插值等复杂运算，甚至有的PLC还具有PID指令，可以对偏差制量进行比例、微分、积分运算，从而实现高精度的控制。

　　在运动控制方面，PLC利用数字控制技术（NC），可以接收和输出高频脉冲，配合相应的传感器和伺服装置，实现精确的数字控制。PLC还可以进行点位控制和曲线插补，控制曲线运动，这使得PLC在金属切削机床等需要精密控制的领域得到了广泛应用。

　　在数据采集方面，PLC利用其庞大的数据存储区，可以存储大量的数据。通过计数器和A/D单元，PLC可以记录和存储采集到的脉冲数和模拟量，从而实现数据的采集和处理。

　　总的来说，PLC以其强大的处理能力和灵活的控制方式，已经在工业控制领域占据了重要地位。随着技术的不断发展，PLC的应用范围还将进一步扩大，为工业自动化控制提供更加高效和可靠的解决方案。

　　控制器-可编程逻辑如何选型？

　　可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化系统的核心组件，其选型直接关系到整个系统的性能和可靠性。本文将详细介绍可编程逻辑控制器的选型步骤和注意事项，帮助工程师在实际项目中做出最优选择。

　　一、确定控制需求

　　在选型之前，首先要明确控制需求，包括控制规模、功能要求、响应速度、系统可靠性等。这些需求将直接影响PLC的选型。

　　1. 控制规模

　　控制规模决定了PLC的输入输出（I/O）点数。小型控制系统可以选择小型PLC，如三菱的FX3S系列；大型控制系统则需要选择大型PLC，如西门子的S7-400系列。

　　2. 功能要求

　　不同的控制系统对功能的要求不同。例如，一些系统需要PID控制、数据处理、通信联网等功能。这些功能需求将决定PLC的型号和配置。

　　3. 响应速度

　　对于一些高速控制应用，如运动控制、快速响应的闭环控制，需要选择响应速度快的PLC。例如，西门子的S7-300系列PLC具有较高的响应速度，适用于这类应用。

　　4. 系统可靠性

　　对于一些关键应用，系统可靠性是至关重要的。可以选择具有冗余功能的PLC，如西门子的S7-400H系列，或者采用热备用系统。

　　二、选择PLC型号

　　根据确定的控制需求，选择合适的PLC型号。以下是几种常见的PLC型号及其适用场合：

　　1. 西门子S7系列

　　西门子S7系列PLC是市场上应用最广泛的PLC之一，包括S7-200、S7-300、S7-400等多个系列。S7-200系列适用于小型控制系统，S7-300系列适用于中型控制系统，S7-400系列适用于大型控制系统。

　　2. 三菱FX系列

　　三菱的FX系列PLC在市场上也有广泛应用，包括FX1S、FX2N、FX3U等多个系列。FX1S系列适用于小型控制系统，FX2N系列适用于中型控制系统，FX3U系列适用于大型控制系统。

　　3. 欧姆龙CP系列

　　欧姆龙的CP系列PLC也是市场上常见的PLC之一，包括CP1H、CP1E等多个系列。CP1H系列适用于中小型控制系统，CP1E系列适用于小型控制系统。

　　三、配置I/O模块

　　根据控制需求，选择合适的I/O模块。I/O模块包括数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块等。例如，西门子的S7-300系列PLC可以配置SM321数字量输入模块、SM322数字量输出模块、SM331模拟量输入模块、SM332模拟量输出模块等。

　　四、选择电源模块

　　电源模块是PLC系统的重要组成部分，选择合适的电源模块可以提高系统的可靠性和稳定性。例如，西门子的PS307电源模块适用于S7-300系列PLC，提供稳定的直流电源。

　　五、选择特殊功能模块

　　根据控制需求，选择合适的特殊功能模块。例如，运动控制模块、高速计数模块、通信模块等。这些模块可以扩展PLC的功能，满足特定的应用需求。

　　六、考虑通信联网能力

　　现代PLC系统通常需要与其他设备进行通信联网，选择具有强大通信联网能力的PLC非常重要。例如，西门子的S7-300系列PLC支持PROFIBUS、MPI等多种通信协议，可以方便地与其他设备进行通信联网。

　　七、估算存储器容量

　　存储器容量是PLC系统的重要参数，根据控制需求估算所需的存储器容量。一般来说，存储器容量应根据I/O点数、控制功能、程序复杂度等因素进行估算。例如，对于一个中型控制系统，可以选择具有几MB到几十MB存储器容量的PLC。

　　八、考虑系统扩展能力

　　在选型时，还需要考虑PLC系统的扩展能力。例如，是否支持热插拔、是否支持冗余配置、是否支持多机通信等。这些扩展能力可以提高系统的灵活性和可靠性。

　　九、选择可靠的供应商

　　选择一家可靠的PLC供应商也是非常重要的。供应商的技术支持、售后服务、产品质量等都会影响到PLC系统的运行效果。例如，西门子、三菱、欧姆龙等公司都是全球知名的PLC供应商，其产品质量和服务都非常可靠。

　　结论

　　可编程逻辑控制器的选型是一个复杂的过程，需要综合考虑控制需求、PLC型号、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力、存储器容量、系统扩展能力等因素。通过合理选型，可以提高PLC控制系统的性能和可靠性，满足各种工业自动化应用的需求。希望本文能够为工程师在PLC选型过程中提供有价值的参考。