FX2N-32ER 一級(jí)代理產(chǎn)品詳細(xì)：
特點(diǎn)
FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。
除輸入出16--25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。
系統(tǒng)配置既固定又靈活
在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16--256點(diǎn)的靈活輸入輸出組合。
備有可自由選擇，豐富的品種
可選用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。
可根據(jù)電源及輸出形式，自由選擇。
令人放心的高性能
程序容量：內(nèi)置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至16K步。
豐富的軟元件
www.sanlingplc.com
產(chǎn)品分類：FX2N主機(jī)(繼電器/晶體管輸出)
生產(chǎn)廠家：三菱日本路姬工廠
功能簡(jiǎn)介：主機(jī)，交流電源，32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)繼電器輸出
FX2N-32ER 一級(jí)代理產(chǎn)品詳細(xì)：
FX3U系列是三菱電機(jī)適應(yīng)用戶需求開發(fā)出來的第三代微型可編程控制器。它在諸多方面進(jìn)行了增強(qiáng)。
首先，F(xiàn)X3U系列PLC的基本功能得到了大幅度的提升。
1．CPU處理速度達(dá)到了0.065us/基本指令。
2．內(nèi)置了高達(dá)64K步的大容量RAM存儲(chǔ)器。
3．通過CC-Link網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)最多達(dá)384點(diǎn)的控制。
4．大幅增加了內(nèi)部軟元件的數(shù)量。
其次，F(xiàn)X3U系列PLC中集成了多項(xiàng)業(yè)界領(lǐng)先的功能。
1．晶體管輸出型的基本單元內(nèi)置了3軸獨(dú)立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令：帶DOG搜索的原點(diǎn)回歸（DSZR），中斷單速定位（DVIT）和表格設(shè)定定位（TBL），從而使得定位控制功能更加強(qiáng)大，使用更為方便。
2．內(nèi)置6點(diǎn)同時(shí)100kHz的高速計(jì)數(shù)功能。
最后，F(xiàn)X3U系列PLC還專門強(qiáng)化了以下功能。
1．FX3U系列專門增強(qiáng)了通信的功能，其內(nèi)置的編程口可以達(dá)到115.2kbps的高速通信，而且最多可以同時(shí)使用3個(gè)通信口（包括編程口在內(nèi)）。
2．FX3U系列此次新增加了高速輸入輸出適配器，模擬量輸入輸出適配器和溫度輸入適配器，這些適配器不占用系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)，使用方便。其中通過使用高速輸出適配器可以實(shí)現(xiàn)最多4軸、最高200kHz的定位控制，通過使用高速輸入適配器可以實(shí)現(xiàn)最高200kHz的高速計(jì)數(shù)。
FX2N-32ER 一級(jí)代理產(chǎn)品詳細(xì)：
三菱電機(jī)現(xiàn)隆重推出全新FX3UC系列微型可編程控制器。
FX3UC系列是三菱電機(jī)針對(duì)市場(chǎng)需求產(chǎn)品小型化、大容量存儲(chǔ)、高性價(jià)比的背景下開發(fā)出來的第三代微型可編程控制器。它在諸多方面進(jìn)行了增強(qiáng)。
首先，F(xiàn)X3UC系列PLC的基本功能得到了大幅度的提升。
1．CPU處理速度達(dá)到了0.065us/基本指令。
2．內(nèi)置了高達(dá)64K步的大容量RAM存儲(chǔ)器。
3．大幅度增加了內(nèi)部軟元件的數(shù)量。
其次，F(xiàn)X3UC系列PLC中集成了業(yè)界最高水平的多種功能。
1．內(nèi)置了高性能的顯示模塊，在上面可以顯示英、日漢和數(shù)字，最多能夠顯示：半角16個(gè)字符(全角8個(gè)字符)× 4行，通過該模塊還可以進(jìn)行軟元件的監(jiān)控、測(cè)試，時(shí)鐘的設(shè)定，存儲(chǔ)器卡盒與內(nèi)置RAM間程序的傳送、比較等多項(xiàng)操作。此外，該顯示模塊還可以從本體上拉出并安裝到控制柜的面板上。
2．內(nèi)置了3軸獨(dú)立最高100kHz的定位功能并增加了新的定位指令：帶DOG搜索的原點(diǎn)回歸（DSZR）和中斷單速定位（DVIT），從而使得定位控制功能更為強(qiáng)大。
3．內(nèi)置6點(diǎn)同時(shí)100kHz的高速計(jì)數(shù)功能。
4．內(nèi)置了CC-Link/LT主站功能，可以輕松實(shí)現(xiàn)小點(diǎn)數(shù)的省配線網(wǎng)絡(luò)。
另外，F(xiàn)X3UC系列PLC還專門強(qiáng)化了通信的功能，其內(nèi)置的編程口可以達(dá)到115.2kbps的高速通信，而且最多可以同時(shí)使用3個(gè)通信口（包括編程口在內(nèi)）；新增了模擬量適配器，包括模擬量輸入適配器、模擬量輸出適配器和溫度輸入適配器，這些適配器不占用系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)，使用方便。
2008年9月19日，三菱電機(jī)在三亞召開新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，宣布三菱電機(jī)在中國(guó)正式推出第三代小型PLC成員——FX3G系列。
FX3G系列PLC內(nèi)置大容量程序存儲(chǔ)器，最高32K步，標(biāo)準(zhǔn)模式時(shí)基本指令處理速度可達(dá)0.21μs，加之大幅擴(kuò)充的軟元件數(shù)量，使您可更加自由的編輯程序并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。另外，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算和中斷處理方面，F(xiàn)X3G同樣表現(xiàn)超群。
FX3G本體自帶兩路高速通訊接口（RS422&USB），可同步使用，通訊配置選擇更加靈活。晶體管輸出型基本單元更內(nèi)置最高三軸100KHz獨(dú)立脈沖輸出，可使用軟件編輯指令簡(jiǎn)便進(jìn)行定位設(shè)置。
在程序保護(hù)方面，F(xiàn)X3G有了本質(zhì)的突破?？稍O(shè)置兩級(jí)密碼，區(qū)分設(shè)備制造商和最終用戶的訪問權(quán)限。密碼程序保護(hù)功能可鎖住PLC，直到新的程序載入。
第三代FX3系列PLC更加完善了產(chǎn)品的擴(kuò)展性，獨(dú)具雙總線擴(kuò)展方式。使用左側(cè)總線可擴(kuò)展連接模擬量/通訊適配器（最多四臺(tái)），數(shù)據(jù)傳輸效率更高，并簡(jiǎn)化了程序編制工作；右側(cè)總線則充分考慮到與原有系統(tǒng)的兼容性，可連接FX系列傳統(tǒng)I/O擴(kuò)展和特殊功能模塊。基本單元上還可安裝兩個(gè)擴(kuò)展板，完全可根據(jù)客戶的需要搭配出最貼心的控制系統(tǒng)。
FX3G系列PLC傳承經(jīng)典，突破創(chuàng)新，專業(yè)為客戶提供更具個(gè)性化的系統(tǒng)解決方案，在競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的當(dāng)代工業(yè)領(lǐng)域，可充分滿足不同行業(yè)客戶系統(tǒng)要求、具有高度靈活性的FX3G系列PLC必將脫穎而出。
FX3G性能概述
● 第三代微型可編程控制器
● 基本單元自帶兩路高速通訊接口（RS422&USB）
● 內(nèi)置高達(dá)32K大容量存儲(chǔ)器
● 標(biāo)準(zhǔn)模式時(shí)基本指令處理速度可達(dá)0.21μs
● 控制規(guī)模:14~256點(diǎn)（包括CC-LINK網(wǎng)絡(luò)I/O）
● 定位功能設(shè)置簡(jiǎn)便（最多三軸）
● 基本單元左側(cè)最多可連接4臺(tái)FX3U特殊適配器
● 可實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算
● 可設(shè)置兩級(jí)密碼，每級(jí)16字符，增強(qiáng)密碼保護(hù)功能
三菱電機(jī)FX3U系列PLC以其小巧的體積，優(yōu)越的性價(jià)比，成為自動(dòng)化控制領(lǐng)域的理想選擇。自問世以來，更是不斷有新產(chǎn)品推出。
繼2007年FX2N-64MT-D-MB和FX2N-64MT-D-MB型通訊適配器發(fā)布之后，三菱電機(jī)于2008年6月最新推出FX2N-64MT-D-PNK-ADP和FX2N-64MT-D-PTW-ADP型溫度適配器，滿足客戶不同溫度條件的需要。
可編程控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器作為通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其功能日益強(qiáng)大，性價(jià)比越來越高，已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域的主流設(shè)備。
1.1 PLC的誕生和發(fā)展
FX2N-32ER 一級(jí)代理 1.1.1 PLC的產(chǎn)生和定義
在PLC誕生之前，繼電器控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，起著不可替代的作用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，繼電器控制系統(tǒng)已越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。繼電器控制系統(tǒng)通常是針對(duì)某一固定的動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計(jì)，他的控制功能也局限于邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等一些簡(jiǎn)單的控制，一旦動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、布線、裝配和調(diào)試，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。繼電器控制系統(tǒng)體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國(guó)最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的需求，并能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢(shì)，提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來取代繼電器控制裝置，為此，擬定了10項(xiàng)公開招標(biāo)的技術(shù)要求，即：
1、 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序
2、 維護(hù)方便，最好是插件式
3 、可靠性高于繼電器控制柜
4 、體積小于繼電器控制柜
5 、可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)
6 、在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)
7、輸入可以是交流115V
8、輸出可以是交流115V，2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥等
9、 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更
10 、用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K
根據(jù)招標(biāo)的技術(shù)要求，第二年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)PLC，并在通用汽車公司自動(dòng)裝配線上試用成功。這種新型的工控裝置，以其體積小、可變性好、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、簡(jiǎn)單易懂、操作維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快就在美國(guó)的許多行業(yè)里得到推廣應(yīng)用，也受到了世界上許多國(guó)家的高度重視。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了他們的第1臺(tái)PLC。1973年，西歐國(guó)家也研制出他們的第1臺(tái)PLC。我國(guó)從1974年開始研制，到1977年開始應(yīng)用于工控領(lǐng)域。在這一時(shí)期，PLC雖然采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但實(shí)際上PLC只能完成順序控制，僅有邏輯運(yùn)算等簡(jiǎn)單功能，所以人們將它稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱為PLC。
20世紀(jì)70年代末至80年代初期，微處理器日趨成熟，使PLC的處理速度大大提高，增加了許多功能。在軟件方面，除了保持原有的邏緝運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊，并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，而且還提供一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器。為此，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)將可編程序邏輯控制器，正式命名為編程序控制器（Programmable Controller），簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)PC（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的簡(jiǎn)稱。
1985年，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC作出如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。
由該定義可知：PLC是一種由“事先存貯的程序”來確定控制功能的工控類計(jì)算機(jī)。
PLC它是按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計(jì)思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的專用電子計(jì)算機(jī)。它是將邏輯運(yùn)算，順序控制，時(shí)序和計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等控制程序，用一串指令的形式存放到存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的控制內(nèi)容，經(jīng)過模擬，數(shù)字等輸入輸出部件，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的裝置。
1.1.2 PLC的發(fā)展
1）、PLC的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC已由最初一位機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PC，而且實(shí)現(xiàn)了多處理器的多通道處理。如今，PLC技術(shù)已非常成熟，不僅控制功能增強(qiáng)，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測(cè)更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使PLC向用于連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱。
現(xiàn)在，世界上有200多家PLC生產(chǎn)廠家，400多品種的PLC產(chǎn)品，按地域可分成美國(guó)、歐洲、和日本等三個(gè)流派產(chǎn)品，各流派PLC產(chǎn)品都各具特色。其中，美國(guó)是PLC生產(chǎn)大國(guó)，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。歐洲PLC產(chǎn)品主要制造商有德國(guó)的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國(guó)的TE公司。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，韓國(guó)的三星（SAMSUNG）、LG等，這些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品占有80%以上的PLC市場(chǎng)份額。
經(jīng)過多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，國(guó)內(nèi)PLC應(yīng)用市場(chǎng)仍然以國(guó)外產(chǎn)品為主。國(guó)內(nèi)公司在開展PLC業(yè)務(wù)時(shí)有較大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，如：需求優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)品定制優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)、服務(wù)優(yōu)勢(shì)、響應(yīng)速度優(yōu)勢(shì)。
2）、PLC的發(fā)展趨勢(shì)
隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，PLC技術(shù)及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都在不斷改進(jìn)，功能日益強(qiáng)大，性價(jià)比越來越高。
FX2N-32ER 一級(jí)代理 （1）、在產(chǎn)品規(guī)模方面，向兩極發(fā)展。一方面，大力發(fā)展速度更快、性價(jià)比更高的小型和超小型PLC。以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技術(shù)完善的大型PLC方向發(fā)展。隨著復(fù)雜系統(tǒng)控制的要求越來越高和微處理器與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)PLC的信息處理速度要求也越來越高，要求用戶存儲(chǔ)器容量也越來越大。
（2）、向通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
PLC網(wǎng)絡(luò)控制是當(dāng)前控制系統(tǒng)和PLC技術(shù)發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián)網(wǎng)通信、PLC與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信已得到廣泛應(yīng)用。目前，PLC制造商都在發(fā)展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)能力。各PLC制造商之間也在協(xié)商指定通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的組成部分。
（3）、向模塊化、智能化發(fā)展
為滿足工業(yè)自動(dòng)化各種控制系統(tǒng)的需要，近年來，PLC廠家先后開發(fā)了不少新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測(cè)PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發(fā)和應(yīng)用不僅增強(qiáng)了功能，擴(kuò)展了PLC的應(yīng)用范圍，還提高了系統(tǒng)的可靠性。
（4）、編程語言和編程工具的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化
多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC軟件進(jìn)步的一種趨勢(shì)。 PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時(shí)，日益向MAP(制造自動(dòng)化協(xié)議)靠攏，使PLC的基本部件，包括輸入輸出模塊、通信協(xié)議、編程語言和編程工具等方面的技術(shù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。
1.2 PLC的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用
1.2.1 PLC可編程控制器的分類
1）按I/O點(diǎn)數(shù)分類
PLC所能接受的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)分別稱為PLC的輸入點(diǎn)數(shù)和 輸出點(diǎn)數(shù)。其輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的數(shù)目之和稱為PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，簡(jiǎn)稱I/O點(diǎn)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)之一。
一般而言，PLC控制系統(tǒng)處理的I/O點(diǎn)數(shù)較多時(shí)，則控制關(guān)系比較復(fù)雜，用戶要求的程序存儲(chǔ)器容量也較大，要求PLC指令及其他功能比較多。按PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的多少可將PLC分為以下三類。
（1）小型機(jī)
小型PLC輸入、輸出總點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下，用戶程序存儲(chǔ)器容量在4K字左右。小型PLC的功能一般以開關(guān)量控制為主，適合單機(jī)控制和小型控制系統(tǒng)。
（2）中型機(jī)
中型PLC的輸入、輸出總點(diǎn)數(shù)在256~2048點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)器容量達(dá)到8K字左右。中型機(jī)適用于組成多機(jī)系統(tǒng)和大型控制系統(tǒng)。
(3) 大型機(jī)
大型PLC的輸入、輸出總點(diǎn)數(shù)載2084點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)器容量達(dá)到16K字以上。大型機(jī)適用于組成分布式控制系統(tǒng)和整個(gè)工廠的集散控制網(wǎng)絡(luò)。
上述劃分沒有一個(gè)十分嚴(yán)格的界限，隨著PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，一些小型PLC也具備中型或大型PLC的功能，這也是PLC的發(fā)展趨勢(shì)。
2）按結(jié)構(gòu)形式分類
按照PLC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為整體式、模塊式兩大類。
（1）整體式結(jié)構(gòu)
把PLC的CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元、電源等集成在一個(gè)基本單元中，其結(jié)構(gòu)經(jīng)湊，體積小，成本低，安裝方便。基本單元上設(shè)有擴(kuò)展端口，通過電纜與擴(kuò)展單元相連，可配接特殊功能模塊。微型和小型PLC一般為整體式結(jié)構(gòu)，S7-200系列屬整體式結(jié)構(gòu)。
（2）模塊式結(jié)構(gòu)
模塊式結(jié)構(gòu)的PLC由一些模塊單元構(gòu)成，這些標(biāo)準(zhǔn)模塊包括CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊和各種特殊功能模塊等，使用時(shí)將這些模塊插在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)即可。各模塊功能是獨(dú)立的，外形尺寸是統(tǒng)一的。模塊式PLC的硬件組態(tài)方便靈活，裝配和維修方便，易于擴(kuò)展。
目前，中、大型PLC多采用模塊式結(jié)構(gòu)形式，如西門子的S7-300和S7-400系列。
1.2.2 PLC可編程控制器的特點(diǎn)
1）、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。工業(yè)生產(chǎn)一般對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求很高，并且要有很強(qiáng)的抗干擾能力。PLC能在惡劣的環(huán)境中可靠的工作，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，已被公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。
PLC本身具有較強(qiáng)的自診斷功能，保證硬件核心設(shè)備（CPU、存儲(chǔ)器、I/O總線等）在正常情況下執(zhí)行用戶程序，一旦出現(xiàn)故障則立即給出出錯(cuò)信號(hào)，停止用戶程序的執(zhí)行，切斷所有輸出信號(hào)，等待修復(fù)。PLC的主要模塊均采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路。在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有精確的考慮，在硬件上采用隔離，屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施，在軟件上采用數(shù)字濾波等措施。與繼電器系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)相比，PLC更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求。
2） 硬件配套齊全，使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)
PLC是通過執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)控制的。當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只要修改程序即可，最大限度地縮短了工藝更新所需要的時(shí)間。PLC的產(chǎn)品已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，而且PLC及配套產(chǎn)品的模塊品種多，用戶可以靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置組合成各種不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)。在PLC控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入/輸出信號(hào)線即可，不需要進(jìn)行大量且復(fù)雜的硬接線，并且PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。
3）、編程直觀、易學(xué)易會(huì)
PLC提供了多種編程語言，其中梯形圖使用最普遍。PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，因此PLC程序的編制采用梯形圖的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電原理圖相似，這種編程語言形象直觀，易學(xué)易懂，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語言，現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)使用。用戶在購(gòu)買PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和進(jìn)行簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。
4）、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便
PLC用軟件取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大為減少。同時(shí)PLC的用戶程序大部分可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，模擬調(diào)試好后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，既安全，又快捷方便。
PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC的狀態(tài)指示燈顯示或編程器提供的信息迅速查找到故障原因，排除故障。
5）、體積小，能耗低
由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、便于安裝，是機(jī)電一體化的理想控制器。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，采用PLC后，一般可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/10~1/2。
1.2.3 PLC的應(yīng)用
目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用的范圍還在不斷擴(kuò)大，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾類。
1)、開關(guān)量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PLC的邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電系統(tǒng)控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單機(jī)控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制等。如機(jī)床電氣控制、裝配生產(chǎn)線、電梯控制、冶金系統(tǒng)的高爐上料系統(tǒng)以及各種生產(chǎn)線的控制。
2)、運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。目前，大多數(shù)的PLC制造商都提供拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，這一功能可廣泛用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床、機(jī)器人、電梯等。
3)、過程控制
過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代的大、中型PLC一般都有閉環(huán)PID控制模塊，這一功能可以用PID子程序來實(shí)現(xiàn)，而更多的是使用專用PID模塊來實(shí)現(xiàn)。
4)、數(shù)據(jù)處理
PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以通過通信接口傳送到指定的智能裝置進(jìn)行處理，或?qū)⑺鼈兇蛴溆?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
5）、通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信括PLC相互之間、PLC與上位機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備間的通信。PLC與其它智能控制設(shè)備一起，可以構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的需要。
● PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的區(qū)別 ：
⑴ 組成器件不同：繼電器控制線路是許多真正的硬件繼電器組成，而梯形圖則由許多所謂“軟繼電器”組成。
⑵ 觸點(diǎn)數(shù)量不同：硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，用于控制的繼電器的觸 點(diǎn)數(shù)一般只有4～8對(duì)；而梯形圖中每個(gè)“軟繼電器”供編程使用的觸點(diǎn)數(shù)有無限對(duì)。
⑶ 實(shí)施控制的方法不同：在繼電器控制線路中，實(shí)現(xiàn)某種控制是通過各種繼電器之間硬接線解決的。而PLC控制是通過梯形圖即軟件編 程解決的。
⑷ 工作方式不同：在繼電器控制線路中，采用并行工作方式；而在梯形圖的控制線路中，采用串行工作方式。
1.3 PLC可編程控制器的基本組成
PLC種類繁多，功能雖然多種多樣，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。PLC的控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件和PLC的應(yīng)用程序
1.3.1 PLC的硬件系統(tǒng)組成
PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC與計(jì)算機(jī)的組成十分相似。只不過它比一般的計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口，以及更直接的適應(yīng)控制要求的編程語言。從硬件結(jié)構(gòu)看，它由CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、電源等組成。PLC的基本組成框圖如圖1所示。下面對(duì)PLC控制系統(tǒng)的主要硬件部分進(jìn)行介紹。
圖1 PLC的基本組成框圖
1）、中央處理器（CPU）
一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入/輸出接口電路相連接。
與一般的計(jì)算機(jī)一樣，CPU是整個(gè)PLC的控制中樞，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC有條不紊的進(jìn)行工作。CPU主要完成下述工作：
（1）接收、存儲(chǔ)用戶通過編程器等輸入設(shè)備輸入的程序和數(shù)據(jù)。
（2）用掃描的方式通過I/O部件接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。
（3）診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等。
（4） PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲(chǔ)相應(yīng)的內(nèi)部控制信號(hào)，以完成用戶指令規(guī)定的各種操作。
（5）響應(yīng)各種外圍設(shè)備(如編程器、打印機(jī)等）的請(qǐng)求。
PLC采用的CPU隨機(jī)型不同而不同， 目前，小型PLC為單CPU系統(tǒng)，中型及大型則采用雙CPU甚至多CPU系統(tǒng)。目前，PLC通常采用的微處理器有三種：通用微處理器、單片微處理器（即單片機(jī)）、位片式微處理器。
2）、 存儲(chǔ)器
PLC系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。
（1）系統(tǒng)存儲(chǔ)器
系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能更改。它使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。
（2）用戶存儲(chǔ)器
用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲(chǔ)器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶存儲(chǔ)器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。
為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為了防止干擾對(duì)RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過運(yùn)行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲(chǔ)器EPROM中。現(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲(chǔ)器。
工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。存放在RAM中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等邏輯器件的存儲(chǔ)區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。
由于系統(tǒng)程序及工作數(shù)據(jù)與用戶無直接聯(lián)系，所以在PLC 產(chǎn)品樣本或使用手冊(cè)中所列存儲(chǔ)器的形式及容量是指用戶程序存儲(chǔ)器。當(dāng)PLC提供的用戶存儲(chǔ)器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。
存儲(chǔ)器主要有兩種：一種是可讀/寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，另一種是只讀存儲(chǔ)器或可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。
3）、輸入/輸出接口
輸入/輸出接口是PLC與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC通過輸入接口把外部設(shè)備(如開關(guān)、按鈕、傳感器)的狀態(tài)或信息讀入CPU，通過用戶程序的運(yùn)算與操作，把結(jié)果通過輸出接口傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電磁閥、繼電器、接觸器等）。
在輸入/輸出接口電路中，一般均配有電子變換、光耦合器和阻容濾波等電路，以實(shí)現(xiàn)外部現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一信號(hào)的匹配和信號(hào)的正確傳遞，PLC正是通過了這種接口實(shí)現(xiàn)了信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。發(fā)光二極管(LED)用來顯示某一路輸入端子是否有信號(hào)輸入。當(dāng)系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過PLC的I/O擴(kuò)展接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。
（1）輸入接口電路
各種PLC的輸入接口電路結(jié)構(gòu)大都相同，按其接口接受的外信號(hào)電源劃分有兩種類型：直流輸入接口電路、交流輸入接口電路。其作用是把現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量信號(hào)變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。PLC的輸入接口電路如圖2所示。
在輸入接口電路中，每一個(gè)輸入端子可接收一個(gè)來自用戶設(shè)備的離散信號(hào)，即外部輸入器件可以是無源觸點(diǎn)，如按鈕、開關(guān)、形程開關(guān)等，也可以是有源器件，如各類傳感器、接近開關(guān)、光電開關(guān)等。在PLC內(nèi)部電源容量允許條件下，有源輸入器件可以采用PLC輸出電源（24V），否則必須外設(shè)電源。
圖（a） 直流輸入接口電路
圖（b） 交流輸入接口電路
在圖（a） 直流輸入接口電路中，當(dāng)輸入開關(guān)閉合時(shí)，光敏晶體管接收到光信號(hào)，并將接受的信號(hào)送入內(nèi)部狀態(tài)寄存器。即當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，同時(shí)該輸入端的發(fā)光二極管(LED)點(diǎn)亮；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為“0”狀態(tài)。光電耦合器隔離了輸入電路與PLC內(nèi)部電路的電氣連接，使外部信號(hào)通過光電耦合變成內(nèi)部電路能接收的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
圖（b）交流輸入接口電路中，當(dāng)輸入開關(guān)閉合時(shí)，經(jīng)雙向光電耦合器，將該信號(hào)送至PLC內(nèi)部電路，供CPU處理，同時(shí)發(fā)光二極管（LED）點(diǎn)亮。
（2）輸出接口電路
為適應(yīng)不同負(fù)載需要，各類PLC的輸出都有三種類型的接口電路，即繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。其作用是把PLC內(nèi)部的標(biāo)淮信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號(hào)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載。發(fā)光二極管(LED)用來顯示某一路輸出端子是否有信號(hào)輸出。
圖（a） 繼電器輸出型接口電
圖（b）晶體管輸出型接口電路
圖（c） 晶閘管輸出型接口電路
圖3 PLC的輸出接口電路
圖（a）繼電器輸出型接口電路中，當(dāng)CPU根據(jù)用戶程序的運(yùn)算把輸出信號(hào)送入PLC的輸出映像區(qū)后，通過內(nèi)部總線把輸出信號(hào)送到鎖存器中。當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為“1”時(shí)，其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管（LED）導(dǎo)通發(fā)光，繼電器的線圈帶電，其觸點(diǎn)則把負(fù)載和電源連通起來，使得負(fù)載獲得電流；當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為“0”時(shí),其對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管（LED）不導(dǎo)通，線圈不帶電，其觸點(diǎn)則把負(fù)載L和電源隔斷，使得負(fù)載不會(huì)獲得電流。
圖（b）晶體管輸出型接口電路中，當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為“1”時(shí)，其對(duì)應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，把負(fù)載和電源連通起來，使得負(fù)載獲得電流，發(fā)光二極管（LED）導(dǎo)通；當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)為“0”時(shí)，其對(duì)應(yīng)的晶體管截止，把負(fù)載和電源隔斷，使得負(fù)載不會(huì)獲得電流，發(fā)光二極管（LED）不導(dǎo)通。
圖（c）晶閘管輸出型接口電路中，當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為“1”時(shí)，其對(duì)應(yīng)的光耦合器導(dǎo)通，把負(fù)載和電源連通起來，使得負(fù)載獲得電流，發(fā)光二極管（LED）發(fā)光。當(dāng)輸出鎖存器的對(duì)應(yīng)位為“0”時(shí)，由于負(fù)載電源過零，其對(duì)應(yīng)的光耦合器截止，把負(fù)載和電源隔斷，使得負(fù)載不會(huì)獲得電流，發(fā)光二極管（LED）不導(dǎo)通。
上述三種類型的輸出接口電路中，繼電器輸出型最常用，它適用于交、直流負(fù)載，其特點(diǎn)是帶負(fù)載能力強(qiáng)，但動(dòng)作頻率與相應(yīng)速度慢。晶體管輸出型適用于直流負(fù)載，其特點(diǎn)是動(dòng)作頻率高，相應(yīng)速度塊，但帶負(fù)載能力小。晶閘管輸出型適用于交流負(fù)載，相應(yīng)速度快，帶帶負(fù)載能力不強(qiáng)。
在輸出接口電路中，外部負(fù)載直接與PLC輸出端子相連，負(fù)載電源由用戶根據(jù)負(fù)載要求自行配備。在實(shí)際應(yīng)用中，在考慮外驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，需考慮輸出器件的類型，同時(shí)PLC輸出端子的輸出電流不能超出其額定值。
4）、電源部分
PLC內(nèi)部配有一個(gè)專用開關(guān)型穩(wěn)壓電源，它將交流／直流供電電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源，即為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。
PLC一般使用220V的交流供電電源。PLC內(nèi)部的開關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)提供的電源要求不高，與普通電源相比，PLC電源穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。許多PLC都向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電。
對(duì)于整體式結(jié)構(gòu)的PLC，通常電源封裝在機(jī)殼內(nèi)部；對(duì)于模塊式PLC，有的采用單獨(dú)電源模塊，有的將電源與PLC封裝到一個(gè)模塊中。
5）、編程器
編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件。它是PLC的外部設(shè)備，是人機(jī)交互的窗口。可用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。編程器可以是專用編程器，也可以是配有編程軟件包的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。專用編程器是由PLC生產(chǎn)廠家，專供該廠家生產(chǎn)的某些PLC產(chǎn)品使用，使用范圍有限，價(jià)格較高。目前，大多是使用個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的編程器，用戶只要購(gòu)買PLC廠家提供的編程軟件和相應(yīng)的硬件接口裝置，就可以得到高性能的PLC程序開發(fā)系統(tǒng)。
6）、擴(kuò)展接口和外設(shè)通信接口
(1）外設(shè)通信接口
PLC配有多種通信接口，PLC通過這些通信接口可與編程器、打印機(jī)、其它PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信?？山M成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模控制。
(2）擴(kuò)展接口
用于連接I/O擴(kuò)展單元和特殊功能單元。 通過擴(kuò)展接口可以擴(kuò)充開關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的I/0端子，也可配接智能單元完成特定的功能，使PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。I/0擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。
工業(yè)控制中，除了用數(shù)字量信號(hào)來控制外，有時(shí)還要用模擬量信號(hào)來進(jìn)行控制。模擬量模塊有三種：模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊。
(Ⅰ) 模擬量輸入模塊
模擬量輸入模塊又稱A/D模塊，將現(xiàn)場(chǎng)由傳感器檢測(cè)而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC的CPU可以接收的數(shù)字量，一般多為12位二進(jìn)制數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多的模塊，分辨率就越高。
(Ⅱ) 模擬量輸出模塊
模擬量輸出模塊又稱為D/A模塊，把PLC的CPU送往模擬量輸出模塊的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備可以接收的模擬量（電壓或電流）。模擬量輸出模塊所接收的數(shù)字信號(hào)一般多為12位二進(jìn)制數(shù)，數(shù)字量位數(shù)越多的模塊，分辨率就越高。
1.3.2 PLC的軟件組成
PLC控制系統(tǒng)的軟件主要包括系統(tǒng)軟件和用戶程序。系統(tǒng)軟件由PLC廠家固化在存儲(chǔ)器中，用于控制PLC的運(yùn)作。用戶程序由使用者編制錄入，保存在用戶存儲(chǔ)器中，用于控制外部對(duì)象的運(yùn)行。
1）、系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊及系統(tǒng)調(diào)用。整個(gè)系統(tǒng)軟件是一個(gè)整體，它的質(zhì)量很大程度上影響了PLC的性能。通常情況下，進(jìn)一步改進(jìn)和完善系統(tǒng)軟件就可以在不增加任何設(shè)備條件下大大改善PLC的性能，使其功能越來越強(qiáng)。
2）用戶程序
PLC的程序一般由三個(gè)部分構(gòu)成：用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。用戶程序是必選項(xiàng)，數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊是可選部分。
用戶程序即應(yīng)用程序，是用戶針對(duì)具體控制對(duì)象編制的程序。PLC是通過在RUN方式下，循環(huán)掃描執(zhí)行用戶程序來完成控制任務(wù)的，用戶程序決定了一個(gè)控制系統(tǒng)的功能。
一個(gè)完整的用戶程序應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)主程序、若干子程序和若干中斷程序三大部分。
1.4 PLC的工作原理
PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的工作原理建立在計(jì)算機(jī)工作原理之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成。
1.4.1 PLC可編程控制器的基本工作原理
PLC以微處理器為核心，具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。
微機(jī)一般采用等待命令的工作方式工作。
PLC是按集中輸入、集中輸出，周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。每一次循環(huán)掃描所用的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。
對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按順序逐條地執(zhí)行指令做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至結(jié)束又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。
PLC在每次掃描工作過程中除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成內(nèi)部處理、輸入采樣、通信服務(wù)、程序執(zhí)行、自診斷、輸出刷新等工作。PLC工作的全過程包括三個(gè)部分，即上電處理、掃描過程和出錯(cuò)處理。PLC工作的全過程可用圖4所示的運(yùn)行框圖來表示。
在圖4中，PLC通電后，CPU在系統(tǒng)程序的控制下先進(jìn)行內(nèi)部處理，包括硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等工作。
PLC有很強(qiáng)的自診斷功能，PLC每掃描一次執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動(dòng)作是否正常，如電源檢測(cè)、內(nèi)部硬件是否正常、程序語法是否有錯(cuò)等。如檢查出異常時(shí)，CPU面板的LED及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼；CPU能根據(jù)錯(cuò)誤類型和程度發(fā)出信號(hào)，甚至進(jìn)行相應(yīng)的出錯(cuò)處理，使PLC停止掃描或強(qiáng)制變成STOP狀態(tài)。
PLC運(yùn)行正常時(shí)，掃描周期的長(zhǎng)短與用戶應(yīng)用程序的長(zhǎng)短、CPU的運(yùn)算速度、I/O點(diǎn)的情況等有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1KB指令所需時(shí)間來說明其掃描速度（一般1-10ms/KB）。值得注意的是，不同指令執(zhí)行時(shí)間是不同的，故選用不同指令所用的掃描時(shí)間將會(huì)不同。若用于高速系統(tǒng)要縮短掃描周期時(shí)，可從軟硬件上同時(shí)考慮。PLC周期性循環(huán)掃描工作方式的顯著特點(diǎn)是：可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，但響應(yīng)滯后、速度慢。
1.4.2 PLC的掃描工作過程
PLC執(zhí)行程序的過程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程如圖5所示。
（1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號(hào)，并將各輸入狀態(tài)存入對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲(chǔ)器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個(gè)掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號(hào)刷新?？梢?，PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)，不直接使用現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而使用本次采樣時(shí)輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則可能造成信號(hào)的丟失。
（2）程序執(zhí)行階段。在執(zhí)行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個(gè)執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過程中，當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對(duì)輸出映像寄存器來說，每一個(gè)元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。
PLC掃瞄工作過程
運(yùn)行程序過程
圖5 PLC的掃描工作過程
（3）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運(yùn)算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點(diǎn)閉合，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個(gè)掃描周期。
● 輸入/輸出滯后問題：
當(dāng)PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化PLC輸出端對(duì)該輸入變化做出反應(yīng)需要一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入/輸出響應(yīng)滯后。
由上述分析可知，掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每一個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對(duì)輸人、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸人、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖式的、短時(shí)的，PLC的輸入/輸出響應(yīng)滯后，對(duì)一般的工業(yè)控制要求，是完全允許的，還可以起到增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。
但是，對(duì)于控制時(shí)間要求嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就要采取措施減小輸入/輸出滯后的不利影響。
1.5 PLC的編程語言
PLC的編程語言與一般計(jì)算機(jī)語言相比具有明顯的特點(diǎn)，它既不同于一般高級(jí)語言，也不同于一般匯編語言，它既要易于編寫又要易于調(diào)試。目前，還沒有一種對(duì)各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語言。
目前，PLC為用戶提供了多種編程語言，以適應(yīng)編制用戶程序的需要，PLC提供的編程語言通常有以下幾種：梯形圖、指令表、順序功能圖和功能塊圖
1、梯形圖
梯形圖編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的。PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，但是在使用符號(hào)和表達(dá)式等方面有一定區(qū)別。
梯形圖具有形象、直觀、簡(jiǎn)單明了，易于理解的特點(diǎn)，特別適合開關(guān)量邏輯控制，是PLC最基本、最普遍的編程語言。
2、語句表（STL）
語句表是用助記符來表達(dá)PLC的各種功能。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語言，但比匯編語言通俗易懂，也是較為廣泛應(yīng)用的一種編程語言。使用語句表編程時(shí)，編程設(shè)備簡(jiǎn)單，邏輯緊湊、系統(tǒng)化，連接范圍不受限制，但比較抽象。一般可以與梯形圖互相轉(zhuǎn)化，互為補(bǔ)充。目前，大多數(shù)PLC都有語句表編程功能。
3、順序功能圖(SFC)
順序功能圖編程是一種圖形化的編程方法，亦稱功能圖。它的編程方式采用畫工藝流程圖的方法編程，只要在每個(gè)工藝方框的輸入和輸出端，標(biāo)上特定的符號(hào)即可。采用順序功能圖編程，可以使具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)控制程序大為簡(jiǎn)化。許多PLC都提供了用于SFC編程的指令，它是一種效果顯著、深受歡迎的編程語言，目前國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）也正在實(shí)施并發(fā)展這種語言的編程標(biāo)準(zhǔn)。
4、 功能塊圖（FBD）
邏輯功能圖是一種由邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來表達(dá)命令的圖形語言，這種編程語言基本上沿用了半導(dǎo)體邏輯電路的邏輯方塊圖。對(duì)每一種功能都使用一個(gè)運(yùn)算方塊，其運(yùn)算功能由方塊內(nèi)的符號(hào)確定。對(duì)于熟悉邏輯電路和具有邏輯代數(shù)基礎(chǔ)的人員來說，使用非常方便。
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