西门子PLC工控机代理扩张模块

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PLC的定义和标准

 (1)PLC的定义

  PLC技术一出现，立即引起了全世界的广泛关注，1969年将其进行商品化并推向市场的是美国GOULD公司;1971年，在引进美国技术后，日本研制出了自己的台PLC;1973年，德国SIEMENS公司也研制出了欧洲台PLC;1974年，法国随之也研制出了PLC。

  到了20世纪70年代中期，PLC开始采用微处理器。PLC的功能也由初的逻辑运算拓展到数据处理功能，并得到了更为广泛的应用。由于当时的PLC功能已经不再局限于逻辑处理的范畴，为此，PLC也随之改称为可编程序控制器(Programmable Controller，PC)。1980年，美国电气制造商协会(National Electonic Manufacture Association，NEMA)对可编程序控制器进行了如下定义∶“可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字或模拟输入/输出接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和算术运算功能，面向机器或生产过程的自动控制装置。"并将其统一命名为Programmable Controller(PC)。

  可编程序控制器(Programmable Conroller)简称PC，个人计算机(Personal Computer)也称PC，为了避免混淆，人们仍习惯于将初多用于逻辑控制而发展起来的可编程序控制器叫作PLC(Programmable Logic Controller)。

  国际电工在1987年颁布的PLC标准草案中也对PLC作了定义∶"PLC是一种为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

  定义中有以下几点应值得注意∶

  ①PLC是“数字运算操作的电子装置”，其中带有“可以编制程序的存储器”，可以进行“逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算”工作，可以认为PIC具有计算机的基本特征。事实上，PLC无论从内部构造、功能还是工作原理上看都是一种不折不扣的计算机。

  ②PLC是"为在工业环境下应用"而设计。工业环境和一般办公环境有较大的区别，PLC具有特殊的构造，使它能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。为了能控制“机械或生产过程”，它又要能“易于与工业控制系统形成一个整体”。这些都是个人计算机不可能做到的。因此PLC又不是普通的计算机，它是一种能满足工业现场恶劣环境下使用的工业控制计算机。

  ③PLC能控制“各种类型”的工业设备及生产过程。它“易于扩展其功能”，它的程序能根据控制对象的不同要求，让使用者“可以编制程序”。也就是说，PLC较之以前的工业控制计算机，如单片机等工业控制系统，具有更大的灵活性，它可以方便地应用在各种场合，它又是一种通用的工业控制计算机。

  通过以上定义还可以了解到，相对于一般意义上的计算机，PLC并不仅仅具有计算机的内核，它还配置了许多使其适用于工业控制的器件。它实质上是经过了一次开发的工业控制计算机。但是，从另一个方面来说，它是一种通用机，但不经过二次开发，它就不能在任何具体的工业设备上使用。不过，自其诞生以来，电气工程技术人员感受深刻的也正是PLC二次开发编程十分容易。它在很大程度上使得工业自动化设计从设计院走进了厂矿企业，变成了普通工程技术人员甚至普通电气工人都力所能及的工作。再加上其体积小、可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善、适应性强、安装接线简单等众多显著优点，PLC 在其问世后的短短40余年中便获得了突飞猛进的发展，在工业控制中得到了极其广泛的应用，已跃居现代工业四大支柱(PLC、数控机床、工业机器人、CAD/CAM)之。

  更简单地说，PLC就是一台工业控制计算机，它的全称是Programmable Logic Controller(可编程序逻辑控制器)。如果说融入人们日常生活的计算机是通用级电脑的话，那么PLC则是级的，是业界倍受推崇的工业控制器。PLC和计算机一样，也是由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)及输入/输出单元(I/O)3大部分组成的，但它又不同于一般的计算机，更适合工业控制。图1-1为PLC用于电动机控制。

 PLC是按什么样的工作方式进行工作的？它的中心工作过程分哪几个阶段？在每个阶段主要完成哪些控制任务？

下面来回答这个问题：

PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。它的中心工作过程分输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。

在输入采样阶段，扫描所以输入端子，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新，它与外界隔离，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。

在程序执行阶段，PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。

在输出刷新阶段中，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一起转存到输出锁存器中，通过一定方式集中输出，后经过输出端子驱动外部负责，在下一个输出刷新阶段开始之前，输出锁存器的状态不会改变。