### PLC基础知识普及
#### 一、PLC简介与发展历程
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)是一种专用于工业控制领域的微型计算机系统。它的诞生和发展为自动化领域带来了革命性的变化。
1968年，通用汽车公司提出了对新型控制器的需求，希望用一种更为灵活的方式来替代传统的继电器控制系统。基于此需求，数字设备公司开发出了第一台可编程控制器，最初被称为Programmable Controller(PC)，后来随着技术的发展，逐渐演变为专门针对逻辑控制的Programmable Logic Controller(PLC)。
自20世纪70年代末至80年代初，PLC技术得到了快速发展，并逐渐取代了传统的继电器控制系统。在过去的几十年里，PLC的应用范围不断扩大，其市场增长率始终保持在30%到40%之间。随着技术的进步，PLC在处理速度、存储容量等方面取得了显著提升，并且逐渐向分布式控制系统(DCS)等更高级别的系统发展。
#### 二、PLC的基本结构
PLC通常采用模块化设计，主要包括以下几个部分：
1. **中央处理器(CPU)**：是PLC的核心组件，负责执行用户编写的程序。
2. **输入/输出(I/O)模块**：用于连接现场设备与PLC之间的信号传递。
3. **电源模块**：为整个PLC系统供电。
4. **内存模块**：用于存储程序和数据。
5. **通信模块**：实现PLC与其他设备或系统的数据交换。
#### 三、CPU的功能与作用
CPU作为PLC的核心部件，其主要功能包括但不限于：
- **指令读取与执行**：CPU负责读取存储器中的指令并执行相应的操作。
- **状态监控**：监控各个输入/输出端口的状态以及设备的工作情况。
- **数据处理**：根据程序要求进行数据的运算处理。
- **通信管理**：管理和协调与其他设备或系统的通信。
#### 四、I/O模块的特点及分类
I/O模块是PLC与外部世界交互的关键组成部分，它主要包括以下几种类型：
1. **数字量输入模块(DI)**：用于接收来自开关、传感器等的数字信号。
2. **数字量输出模块(DO)**：将PLC内部的数字信号转换成外部设备能够识别的形式。
3. **模拟量输入模块(AI)**：用于接收如温度、压力等模拟信号。
4. **模拟量输出模块(AO)**：将PLC内部的模拟信号输出给外部设备。
这些模块支持多种电压等级和电流类型，例如220V AC、110V AC、24V DC等电压标准；对于模拟量模块，则支持4-20mA、0-20mA等电流信号以及0-10V、0-5V等电压信号。
#### 五、电源模块的作用
电源模块为PLC系统提供稳定的电源供应，确保系统正常运行。常见的电源模块可以接受220V AC、110V AC等交流电输入，并将其转换为适用于PLC内部电路的直流电（如24V DC）。
#### 六、PLC的安装方式
PLC可以通过不同的方式进行安装，包括但不限于：
- **机柜内安装**：适用于大型系统，便于集中管理和维护。
- **现场安装**：直接安装在设备附近，减少布线长度和成本。
#### 七、PLC系统设备
1. **设备选择**：根据实际应用需求选择合适的PLC型号及其配套设备。
2. **系统集成**：将PLC与其他自动化设备集成在一起，形成完整的自动化控制系统。
#### 八、PLC的通信能力
PLC具有强大的通信能力，能够与其他设备进行高效的数据交换。常用的通信接口和技术包括：
- **RS-232接口**：早期常用的标准串行通信接口。
- **MPI**：多点接口，用于连接多个设备进行通信。
- **PROFIBUS**：工业现场总线技术，支持高速数据传输。
随着技术的不断进步，PLC已经不仅仅局限于传统的逻辑控制功能，还扩展到了数据采集、网络通信等多个方面，成为现代工业自动化领域不可或缺的重要组成部分。
