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根据IEC标准，给PLC下的定义是：它是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。不论是PLC和与它有关的外部设备都设计成容易集成在一个工业控制系统内以及容易应用所有计划中的功能。由上述PLC的定义，可以看到PLC的许多特点，概括如下：

控制程序可变，具有很好的柔性 在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，不必改变PLC的硬设备，只需改变程序就可满足要求。因此，除单机控制外，PLC在柔性制造单元

（FMC），柔性制造系统（FMS），以致工厂自动化（FA）中也被大量采用。

具有高度可靠性，适用于工业环境PLC产品的平均故障间隔时间（MTBF）一般可达到5年以上，因此是一种高度可靠的工业产品，大大提高了生产设备的运行效率。PLC不要求专用设备的机房，这为工业现场的大量直接使用提供了方便。

功能完善 现代PLC具有数字和模拟量输入/输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、PID调节、各种智能模块、远程I/O模块、通信、人－机对话，自诊断，记录和图形显示、组态等功能。除了适用于离散型开关量控制系统外，现在也能应用于连续的流程控制系统，从而使设备的控制水平大大提高。

易于掌握，便于维修 由于PLC使用编程器进行编程和监控，使用人员只需掌握工程上通用的梯形图语言（或语句表、流程图）就可进行用户程序的编制和测试。因此，即使不太懂得计算机的操作人员，也能掌握和使用PLC。也由于PLC有完善的自诊断功能，输入／输出均有明显的指示，在线监控软件的功能很强，因此，很容易进行维修，能很快查找出故障的原因。PLC本身高可靠性也保证了故障的几率是很低的。

体积小，省电 与传统的控制系统相比，PLC的体积很小，一台收录机一样大小的PLC具有相当于三个1.8m高继电器控制柜的功能。PLC消耗的功能只是传统控制系统的三分之一至二分之一。

价格低廉 随着集成电路芯片功能的提高，价格的降低，可编程控制器硬件的价格也一直不断地在下降。根据最近市场统计，国外小型PLC平均每一个I/O点为14~20美元，中型PLC折算每个I/O点为20~35美元，大型PLC折算每个I/O点为40~80美元。虽然PLC的软件价格在系统中所占的比重在不断提高，但由于缩短了整个工程项目的设计，编程和投运费用以及缩短了整个投运周期，因此，使用PLC的总造价是低廉的，而且还呈不断下降的趋势。

PLC的硬件体系

硬件结构

图1表示PLC及其与外部设备的联系框图。

图1 PLC及其外部设备联系框图

PLC控制的对象是“过程”或“机械”，由传感器采集“过程”或“机械”的信息，送入PLC的输入单元，经PLC的中央处理单元处理，结果通过PLC的输出单元驱动执行机构，由执行机构控制“过程”或“机械”达到预期的目的。图1还表示了PLC的外部设备接口与外部设备之间的联系。主要的外部设备有编程器（编程器上配置有显示单元）、HMI人－机接口、并行打印机、其它PLC或上位计算机。

从原理上讲，PLC是计算机的一种，因此，它也由中央处理器、中央存储器和接口三部分组

成。

图2 PLC的CPU结构框图

图2表示了PLC的中央处理单元（CPU）的结构。中央处理单元的核心是中央处理器。

中央处理器包含指令计数器、指令存储器和地址寄存器、变址和基址寄存器、累加器和通用寄存器。

除了中央处理器外，还有中央存储器，中央存储器划分成数据、程序和监控三部分。数据部分包含有输入变量、中间变量和输出变量的映像区。监控部分存放PLC的监控程序，用户程序区存放若干个用户的应用程序块。

CPU和中央存储器

PLC中的CPU是用来完成对某些不同类型的信息进行操作的单元。这些操作包括信息的转移，信息的转换（码的转换、数字的转换），计算，同步，译码等。

中央处理器（Processor）是CPU中的智能机构（电脑）。它是用来控制程序指令的操作的，处理器本身由若干种寄存器组成。寄存器是由逻辑电路组成的高速半导体存储器（暂存器），它用来暂时存放数据，外部信息或中间运算结果和对它们进行操作。主要的寄存器有：

内部寄存器只能在计算机内部进行存取，允许内部的管理和控制操作。

程序计数器有时也称做“程序指针”，它始终包含有当前正在执行指令的地址，在每一条指令执行结束时，指针的值将被修改，自动地加1。只有在执行跳转指令时是例外。指针将被放置新的下一条执行指令的地址。

指令存储器 由