① PLC基础知识简介
在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。
一、PLC的发展历程
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按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设计。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
二、PLC的构成
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
三、CPU的构成
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
四、I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
五、电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。
六、底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
七、PLC系统的其它设备
1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
2、人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
八、PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。
② 仪表回路中的仪表设备指哪些
各个行业（单位）的计算方法有所不同，一般来说：
在施工建设中，只要是仪表专业“仪表材料表”中列出的，都是仪表设备；列入配管、电气或其它专业材料表的，即使是仪表，在施工管理中都不做仪表设备看待。
对于维修和统计管理人员来说仪表设备的概念也有所不同，下面是我某个客户（企业）的统计方法：
一、 常规仪表台什数统计：
凡是能组成检测、控制回路的独立单元均分别按台数统计、其中包括：
（一） 测量变送单元：差压变送器、压力变送器、温度变进器、温包变送器、速度变送器、摄像变送器、毫伏变送器、液位变送器、钢带液位计、雷达液位计、远传转子流量计、椭圆流量计、涡轮流量计、旋涡流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计等。
（二） 凋节单元：控制室的各种调节器，现场各种基地式调节器、如果调节器与二次表组成一体，则按一台调节器仪表统计。
（三） 显示仪表：记录仪、指示仪、计数器、现场各种具有远传功能指示器。
（四） 计算单元：加法器、乘除器、开方器、积算器、继动器、比例设定器、信号分配器、报警设定器等。
（五） 辅助单元：电（气）源装置、闪光报警器、可燃（有毒）气体检测报警仪、电气隔离器、阻尼器、大功率加热器、手操器、火焰监测器、安全栅、报警设定器、高低值选择器、气源大功率放大器等。
（六） 特殊单元：数控器、称重仪、轴位移／振动检测器、前置放大器、工业电视程控器、编程器、多回赂控制器等。
（七） 分析仪表：色谱仪、数据处理器、样品预处理器、红外分析仪、电导仪、PH计、氧分析仪等各种分析仪表．
（八） 其它单元；各种转换器（气／电、气／气、电压／电流、电／气）、阀门定位器、可控硅电压调整器、电接点压力表、行程开关。压力开关、温度开关、音叉开关、流量开关、液位开关、速度开关、电子行程开关、电磁阀、继电器箱等均按台数统计，一次元件仪表计算为一台，如热电偶、热电阻、孔板、阿牛巴、轴振动轴位移探头、氧化钻头、放射源等。
（九） 执行单元：各种类型的调节阀均按台数统计。
（十） 下列仪表不做台件数统计：
1. 工艺设备上附属的水银温度计、玻璃管液位计、双金属温度计、转子流量计、压力表、磁浮式液位计、限流计、玻璃板液位计等。
2. 小功率继电器、小过滤减压阀、按钮开关和各种显示灯等。
二、 过程控制系统统计方法：
（一） 过程控制系统套数统计
凡用于生产过程检测、控制、管理、由土地网络设备连接起来的工业控制计算机（含DCS、PLC、ESD、控制上位机、数采系统）都按一套过程计算机系统统计。
（二） 过程控制系统台件数：
1. 操作和管理系统部分：操作站、工程师站、编程器、SOE站等的相对独立的电子学元均按台件统计，如：CRT、电子单元、数据存取单元、电源单元、软驱、CDRW、ZIP驱动器、打印机、拷贝机等。
2. 过程控制（采集）器部分：过程控制站、数据采集站等的相对独工的电子单元均按1台件统计，如：控制卡、通讯卡、电源单元等，冗余配置的按双倍统计。
3. 过程输入输出部分：独立的输入输出卡件（包括其接线端子板、数据调理板等）均按1台件统计。
4. 通讯总线及其网关设备：各类网关设备均按1台件统计、如：含控制站与控制总线间、控制站与操作管理系统问、控制系统与先进控制用上位机间、控制系统与工厂信息网问的网关设备等。
5. 辅助操作台包括其开关、按钮等按l台什统计。多点报警单元每一组按1台件统计。
6. 单独为控制系统提供220V AC电源的电源柜（箱）按工台件统计。
7. 单独为控制系统提供 24V DC电源的电源整流装置按 l台件统计。
（三） 过程控制计算机的输入输出点数统计：
按照实际与现场连接的输入、输出点数进行统计。
三、 回路统计方法
（一） 测量回路
由检测元件和测量仪表及附件等组成的监测系统，按一套测量回路统计。
（二） 控制回路
由检测元件和测量仪表、调节器（DCS）、执行机构及附件等组成的控制系统，按一套控制回路统计、按调节器的个数来计算控制回路数。复杂控制回路，如果有多个测量单元或调节器或执行机构的控制回路，按一套复杂控制回路统计。
（三） 联锁回路
联锁回路数原则上按参与联锁的测量点数统计。