① PLC基礎知識簡介
在自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，應用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學/制葯（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業。為了使各位初學者更方便地了解PLC，本文對PLC的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介，以期對各位網友有所幫助。
一、PLC的發展歷程
在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。
個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可編程式控制制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現在，仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，並通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程式控制制領域，在某些應用上取代了在過程式控制制領域處於統治地位的DCS系統。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。
二、PLC的構成
從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。
三、CPU的構成
CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。
CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶元、匯流排介面及有關電路。內存主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。
在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震盪信號控制。運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。
四、I/O模塊
PLC與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態的信號，模擬量是指連續變化的量。常用的I/O分類如下：
開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。
五、電源模塊
PLC電源用於為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。
六、底板或機架
大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。
七、PLC系統的其它設備
1、編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用於編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟體）充當編程器。
2、人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟體）充當人機界面非常普及。
3、輸入輸出設備：用於永久性地存儲用戶數據，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，列印機等。
八、PLC的通信聯網
依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網路在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。
PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232介面，還有一些內置有支持各自通信協議的介面。
PLC的通信，還未實現互操作性，IEC規定了多種現場匯流排標准，PLC各廠家均有採用。
對於一個自動化工程(特別是中大規模控制系統)來講，選擇網路非常重要的。首先，網路必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展；其次，針對不同網路層次的傳輸性能要求，選擇網路的形式，這必須在較深入地了解該網路標準的協議、機制的前提下進行；再次，綜合考慮系統成本、設備兼容性、現場環境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網路標准。
② 儀表迴路中的儀表設備指哪些
各個行業（單位）的計算方法有所不同，一般來說：
在施工建設中，只要是儀表專業「儀表材料表」中列出的，都是儀表設備；列入配管、電氣或其它專業材料表的，即使是儀表，在施工管理中都不做儀表設備看待。
對於維修和統計管理人員來說儀表設備的概念也有所不同，下面是我某個客戶（企業）的統計方法：
一、 常規儀表台什數統計：
凡是能組成檢測、控制迴路的獨立單元均分別按台數統計、其中包括：
（一） 測量變送單元：差壓變送器、壓力變送器、溫度變進器、溫包變送器、速度變送器、攝像變送器、毫伏變送器、液位變送器、鋼帶液位計、雷達液位計、遠傳轉子流量計、橢圓流量計、渦輪流量計、旋渦流量計、電磁流量計、超聲波流量計、質量流量計等。
（二） 凋節單元：控制室的各種調節器，現場各種基地式調節器、如果調節器與二次表組成一體，則按一台調節器儀表統計。
（三） 顯示儀表：記錄儀、指示儀、計數器、現場各種具有遠傳功能指示器。
（四） 計算單元：加法器、乘除器、開方器、積算器、繼動器、比例設定器、信號分配器、報警設定器等。
（五） 輔助單元：電（氣）源裝置、閃光報警器、可燃（有毒）氣體檢測報警儀、電氣隔離器、阻尼器、大功率加熱器、手操器、火焰監測器、安全柵、報警設定器、高低值選擇器、氣源大功率放大器等。
（六） 特殊單元：數控器、稱重儀、軸位移／振動檢測器、前置放大器、工業電視程式控制器、編程器、多回賂控制器等。
（七） 分析儀表：色譜儀、數據處理器、樣品預處理器、紅外分析儀、電導儀、PH計、氧分析儀等各種分析儀表．
（八） 其它單元；各種轉換器（氣／電、氣／氣、電壓／電流、電／氣）、閥門定位器、可控硅電壓調整器、電接點壓力表、行程開關。壓力開關、溫度開關、音叉開關、流量開關、液位開關、速度開關、電子行程開關、電磁閥、繼電器箱等均按台數統計，一次元件儀表計算為一台，如熱電偶、熱電阻、孔板、阿牛巴、軸振動軸位移探頭、氧化鑽頭、放射源等。
（九） 執行單元：各種類型的調節閥均按台數統計。
（十） 下列儀表不做台件數統計：
1. 工藝設備上附屬的水銀溫度計、玻璃管液位計、雙金屬溫度計、轉子流量計、壓力表、磁浮式液位計、限流計、玻璃板液位計等。
2. 小功率繼電器、小過濾減壓閥、按鈕開關和各種顯示燈等。
二、 過程式控制制系統統計方法：
（一） 過程式控制制系統套數統計
凡用於生產過程檢測、控制、管理、由土地網路設備連接起來的工業控制計算機（含DCS、PLC、ESD、控制上位機、數采系統）都按一套過程計算機系統統計。
（二） 過程式控制制系統台件數：
1. 操作和管理系統部分：操作站、工程師站、編程器、SOE站等的相對獨立的電子學元均按台件統計，如：CRT、電子單元、數據存取單元、電源單元、軟碟機、CDRW、ZIP驅動器、列印機、拷貝機等。
2. 過程式控制制（採集）器部分：過程式控制制站、數據採集站等的相對獨工的電子單元均按1台件統計，如：控制卡、通訊卡、電源單元等，冗餘配置的按雙倍統計。
3. 過程輸入輸出部分：獨立的輸入輸出卡件（包括其接線端子板、數據調理板等）均按1台件統計。
4. 通訊匯流排及其網關設備：各類網關設備均按1台件統計、如：含控制站與控制匯流排間、控制站與操作管理系統問、控制系統與先進控制用上位機間、控制系統與工廠信息網問的網關設備等。
5. 輔助操作台包括其開關、按鈕等按l台什統計。多點報警單元每一組按1台件統計。
6. 單獨為控制系統提供220V AC電源的電源櫃（箱）按工台件統計。
7. 單獨為控制系統提供 24V DC電源的電源整流裝置按 l台件統計。
（三） 過程式控制制計算機的輸入輸出點數統計：
按照實際與現場連接的輸入、輸出點數進行統計。
三、 迴路統計方法
（一） 測量迴路
由檢測元件和測量儀表及附件等組成的監測系統，按一套測量迴路統計。
（二） 控制迴路
由檢測元件和測量儀表、調節器（DCS）、執行機構及附件等組成的控制系統，按一套控制迴路統計、按調節器的個數來計算控制迴路數。復雜控制迴路，如果有多個測量單元或調節器或執行機構的控制迴路，按一套復雜控制迴路統計。
（三） 聯鎖迴路
聯鎖迴路數原則上按參與聯鎖的測量點數統計。