组成

可编程序控制器其实和微机差不多。由微处理器（CPU），存储器（ROM，RAM），输入/输出单元（I/O），编程器和电源。CPU相当于人的大脑，存储器是存储文件的。把文件扫描，在把文件打印出来，这是I/O的功能，相当与人的五官。编程器用于用户程序的编制，调试检查和监视，还可通过键盘调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。电源是提供PLC的能源。

一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、存储器块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、存储器、电源模块、底板或机架。无论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。

工作原理

抽出式MCC柜内分成三个隔室，即柜后部的水平母线隔室，柜前部左边的功能单元隔室，柜前部右边的电缆隔室。水平母线隔室与功能单元隔室之间用阻燃型发泡塑料制成的功能板分隔，电缆隔室与水平母线隔室、功能单元隔室之间用钢板分隔。

可移式电动机控制中心和小电流动力配电中心

虽然PLC所使用之阶梯图程序中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以存储器与程序编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出组件连接外部机械设备做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC运行阶梯图程序的运作方式是逐行的先将代码以扫描方式读入CPU中并最后运行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检查”、“程序运行”、“输出状态更新”

PLC内部工作方式一般是采用循环扫描工作方式，在一些大、中型的PLC中增加了中断工作方式。当用户将用户程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的输入信号和被控制的执行元件相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成。

PLC扫描的工作方式主要分三个阶段，即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。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。当用户程序扫描结束后，PLC就进入输出刷新阶段。

PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

PLC控制优点

可靠性是电气设备的关键性能。在plc 的设计和制造过程中，由于采用了现代大规模集成电路技术和严格的生产工艺来制造内部电路，PLC 具有*的抗力，使用PLC 的平均时间通常在20000 小时以上，这是一般的其他电气设备做不到的。

虽然PLC 的种类繁多，但由于其产品的系列化和模块化，且软件包齐全，用户可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。除了逻辑处理功能外，现代PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种控制领域。近年来PLC 的功能单元大量涌现，使PLC 的应用扩展到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC 组成各种控制系统变得更加容易。

PLC一般采用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工业控制的简单 指令编写程序，易于为工程技术人员所接受。梯形图语言的图形符号和表达 方式与继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以 方便地实现继电器电路的功能，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编 语言的人打开了方便之门。

以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100 毫米，重量 小于 150 克，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备的外部接线。同时具有很强的自我诊断能力，能随时查出自身的故障，并显示给技术人 员，使技术人员能迅速检查、判断故障的原因。如果是 PLC 自身的原因，在维修时只需更换插入式模块及其它易损坏的部件即可，既方便又减少了影响 生产的时间，使维护也变得容易起来。

西门子PLC介绍

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

三菱PLC介绍

三菱PLC是三菱电机在大连生产的主力产品。 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。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q）。

施耐德PLC介绍

施耐德PLC主要有原Modicon旗下的Quantum、Compact（已停产)、Momentum等系列，编程软件是Concept；而TE旗下的Premium、Micro系列则使用PL7 Pro。施耐德在整合了Modicon和TE品牌的自动化产品后，将Unity Pro软件作为未来中PLC的统一平台。支持Quantum、Premium和M340三个系列。至于Momentum和Micro作为成熟产品未来不会再有多大的改进，所以会继续沿用原来的软件平台。小型的Twido系列使用TwidoSoft软件（有中文版本，国外已经开始使用TwidoSuit,不过估计短时间内还不会引入中国进行汉化翻译），至于逻辑控制器Zelio Logic的编程软件ZelioSoft已经推出中文版了。

AB PLC介绍

Rockwell自动化总部位于美国威斯康星州，密尔沃基市，是一家工业自动化跨国公司，为制造业提供的动力、控制和信息技术解决方案。PLC主要分为五类：低端MicroLogix1500、中端小型机为SLC500、中端新贵族CompactLogix、主流机型ControlLogix5000、老机型PLC-5。

ABB PLC介绍

ABB自动化产品提供了高性能和高灵活性的解决方案，适用不同行业和多种应用，包括：水处理、楼宇控制、数据中心、可再生能源、工厂自动化、材料处理、船舶和其他行业和应用。AC500,AC500-eCo, AC500-S 和 AC500-XC可升级PLC产品提供了从小型、中型和大型系统的解决方案。AC500 PLC提供了不同性能等级的高可靠性, 环境型和安全型解决方案。

欧姆龙PLC介绍

欧姆龙PLC是一种功能完善的紧凑型PLC，能为业界的输送分散控制等提供高附加值机器控制；它还具有通过各种高级内装板进行升级的能力，大程序容量和存储器单元，以Windows环境下高效的软件开发能力。欧姆龙PLC也能用于包装系统，并支持 HACCP（寄生脉冲分析关键控制点）过程处理标准。

台达PLC介绍

台达PLC，是台达Programmable Logic Controller的缩写，又名台达可编程、台达可编程控制器、台达可编程序控制等，是台达为工业自动化领域专门设计的、实现数字运算操作的电子装置。有可编程控制器AH系列、高功能泛用型AS系列和可编程控制器DVP系列。

信捷PLC介绍

信捷提供功能强大、速度更快、可靠性更高的PLC、人机界面、整体式控制器、特殊模块等产品，满足各种工业控制需求。目前主要PLC产品包括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介绍

OTRUST是合信技术的注册商标，主要产品包括PLC、运动控制与伺服驱动、人机界面HMI、专用控制系统、MagicWorks自动化软件（PLC/HMI/Tuner）等，并在此基础上成功开发了Mico远程解决方案、多机器人协作控制系统，无人智慧工厂解决方案等，广泛应用于工业物联网、充电桩设备、机械手、新能源、塑料机械、电子设备、纺织机械、制冷制热、医疗设备、包装设备、数控设备等众多行业。主要产品有CTH200、CTSC-200系列小型PLC、CTH300系列中大型PLC和CTMC系列运动控制PLC。

无锡虹业自动化工程有限公司深耕于自动化系统集成和电气成套近20年，主要使用的PLC品牌有西门子、三菱、施耐德、AB、ABB、欧姆龙、台达、信捷、合信等，涉猎于市政、环境、石化、轻工、冶金、机械、粮油、矿业、新能源等各个行业，特别是在市政、环保行业积累了污水、自来水、工业水处理、污泥垃圾处理、危废处理、烟气脱硫脱硝的工艺控制模型，具有丰富的数据和经验累积。

我公司在选型中有严格的标准流程，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照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选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

我公司I/O点的估算：在进行I/O点数估算时会考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。

我公司存储器容量的估算：存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。在设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。

我公司CPU性能的选型：PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。我们将根据客户现场工艺控制、现场通讯及控制要求来确认选型。

我公司在通讯功能及组织架构上选型：PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）专用PLC网络（各厂商的专用PLC通信网络）。为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。

大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。 PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS232/422/485）、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。

我公司机型的选型：PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

我公司输入输出模块选型：输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

我公司电源选型：PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对功率是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的保险丝进行隔离。

我公司经济性的考虑：选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。

我公司PLC的安装考虑：PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要严格按照PLC制造商的安装说明执行。为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。

我公司根据不同的CPU和针对不同的控制要求制定了不同的工艺块，编程效率更高、程序更加严谨、控制更加有效稳定。编程规范化，有利于编出来的程序具有简单可靠，可读易懂，更加便于运行维护。

我公司在调试质检上有完整、全面的调试方案，使用自主开发的多功能测试台对PLC控制系统进行质检和调试。多功能测试台拥有多种操作，可以模拟现场的各种开关量和模拟量信号到PLC系统，进行PLC单点测试与模拟现场工艺自动调试。热风炉PLC控制系统：我公司电热风输送系统采用的是基于模糊控制原理自主开发的模糊PID控制，它可以通过总功率和混合风温度，自动控制电加热组启停。节能精准，保证目标温度稳定，使系统始终运行在功率，限度节能。