西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0质保

西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0质保

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，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，采用程序化的手段应用于电气控制，这就是代可编程序控制器，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。电工（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、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，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，起神经的作用，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，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受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，目般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2、人机界面：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 依靠的工业网络技术可以有效地收集、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**，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。，网络是开放的，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。

    在工业控制中，某些输入量(如压力、温度、流量、转速等)是连续变化的模拟量，某些执行机构(如伺服电动机、调节阀、记录仪等)要求PLC输出模拟信号，而PLC的CPU只能处理数字量。模拟量被传感器和变送器转换为标准的电流或电压，如4～20mA，1~5V，0~10V，PLC用A/D转换器将它们转换成数字量。这些数字量可能是二进制的，也可能是十进制的，带正负号的电流或电压在A/D转换后一般用二进制补码表示。
    传感器带模拟量输出，模拟量输入，（模块的意思是把你的电压或电流值转换成数字量，然后通过斜率表格就能计算出你当前的温度或压力。）
    如果你要求读取温度值或压力值时，那你的传感器带模拟量输出和模拟量输出。这样的话你买个模拟模块，把模拟模块跟PLC进行连接，传感器的模拟量输出和输入跟模块进行连接（当然模块上有接线图这你不必担心）。当通上电以后，模块自动检测传感器当前的值然后把它转换成数字量，你根据斜率表计算出它的斜率公式，这样你就能知道它当前的温度值或压力值了。
        D/A转换器将PLC的数字输出量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是完成A/D转换(模拟量输入)和D/A转换(模拟量输出)。
       例如在炉温控制系统中，炉温用热电偶检测，温度变送器将热电偶提供的几十毫伏的电压信号转换为标准电流(如4～20mA)或标准电压(如l～5V)信号后送给模拟量输入模块，经A/D转换后得到与温度成比例的数字量，CPU将它与温度设定值比较，并按某种控制规律(如PID)对二者的差值进行运算，将运算结果(数字量)送给模拟量输出模块，经D/A转换后变为电流信号或电压信号，用来调节控制气的电动调节阀的开度，实现对温度的闭环控制。
      有的PLC有温度检测模块，温度传感器(热电偶或热电阻)与它们直接相连，省去了温度变送器。
      大中型PLC可以配置成百上千个模拟量通道；它们的D/A,A/D转换器一般是12位的。模拟量I/O模块的输入、输出信号可以是电压，也可以是电流；可以是单性的，如0~5V，0~10V，1~5V，4~20ms,也可以是双性的，如+50mV，±5V，±10V和±20mA，模块一般可以输入多种量程的电流或电压。
A/D,D/A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多，分辨率越高，例如8位A/D转换器的分辨率为2-8=0.38％；模拟量输入/输出模块的另一个重要指标是转换时间。

    输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。
    输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms左右。
输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右；双向晶闸管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为1ms，负载由通电到断电时的大滞后时间为10ms；晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms以下。
    由扫描工作方式引起的滞后时间长可达两个多扫描周期。
    PLC总的响应延迟时间一般只有几十ms，对于一般的系统是无关紧要的。要求输入输出信号之间的滞后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取其他措施。

     近年来，随着PLC控制器的不断新，其性能要求也在不断提高，面对新的要求，PLC可控编程系统的故障诊断技术也需要不断完善，尤其是面对新设备时，准确的判断故障并进行有效的控制对于工业生产活动有着重要的意义。
1、PLC控制系统的结构及故障诊断的任务
1.PLC控制系统的结构及故障类型
     PLC控制系统由一下几部分组成，主要是被控对象、传感器、控制器和执行器四部分组成，而这四部分当中又分为电子、机械、软件和其它的因素，是具有典型性的系统结构。针对于控制系统的结构，那么在组成控制系统的所有环节中都有可能发生故障，但是从整体上可以分为一下三个类型：分别是被控制对象故障，即在被控制对象中的一个子设备不能良好的发挥其功能；仪表故障，即控制系统的传感器、执行器和计算机的相关接口发生故障；计算机软件，即包括计算机诊断程序和控制算法程序在内的软件发生故障。
2.PLC故障诊断的任务
    实现控制系统的故障诊断任务，可以按照由低级到，从简单到复杂的程序进行故障的发现，一般从以下四个方面进行完成：1、故障建模。具体指按照先验信息和输入输出之间的关系，逐步建立系统故障的数学模型，将此作为故障检测和诊断的依据。2、故障检测。故障检测可以从可测或者不可测的估计变量中，去努力判断运行的系统是否会发生故障，如果系统发生问题，就会发出相应的警报。3、故障的分离。当系统发生故障的时候，要给出故障的位置，进而区别故障原因到底来自执行器、传感器还是被控对象。4、故障分类、评价和决策。当准确判断故障之后，要深入分析故障存在的严重程度、还有就是系统的影响和发展的趋势，通过不同的情况来进一步采取不同的措施。
2、PLC控制系统的故障分布
对于控制系统故障的早期诊断对于工业生产有着重要的意义，为了缩短早期故障期，进一步延长随机故障期，推迟耗损故障期的到来，我们一般会采用的方法，在体统设计伊始就采取一定的措施，在耗损故障期到来之前，换进入耗损期故障的元器件。当然，为了好的找到故障的位置，做好上述工作，对于故障分布的部位进行相当的熟悉。故障的分布一般如下：
1.外部故障
控制系统的外部故障具体指在实际工作过程中直接联系的各种开关、执行机构、传感器和负载等设备。这部分设备发生故障的时候，一般会直接影响系统的相关控制功能，产生故障的原因一般是设备本身存在质量问题或者是设别寿命的原因。
2.系统故障
系统故障是系统运行的全局性故障。系统故障分为固定性故障和偶然性故障。偶然性故障指故障发生后，可重新启动使系统恢复正常；定性故障指的是故障发生后，重新启动不能恢复而需要换硬件或软件，系统才能恢复正常。固定性故障一般由系统设计不当或系统运行年数较长所致。
3.硬件故障
在控制系统中硬件故障主要指系统的模板损坏而带来的故障问题，这种故障一般情况下表现明显，而且影响起来也是局部，导致这种问题的原因是设备在使用过程中使用时间较长，模板的元件老化而造成的。
4.软件故障
软件故障是软件本身所包含的错误所引起的，主要是软件设计考虑不周，在招待中一旦条件满足就会引发。PLC的5%故障中，的故障发生在FO模板中，只有10% 的故障发生在控制器中，也就是说，发生在PLC的CPU、存储器、系统总线和电源中的故障只占系统全部故障的5% ，而发生在FO模板中的故障也只占系统全部故障的5%。
3、PLC控制系统常见故障诊断方法
1.PLC 控制系统故障的宏观诊断
故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC 控制系统的故障宏观诊断方法如下：
1、是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。
2、如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC 的故障分布，依次检查、判断故障。检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障；然后检查PLC 的I/O 模板是否有故障；后检查PLC 的CPU 是否有故障。
3、采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。
2.PLC 控制系统故障的微观诊断
1、电源故障
PLC 容易发生故障的地方一般在电源系统和系统总线。电源在连续工作中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。PLC 的电源输入应加隔离变压器，某些场合，可同时采用加隔离变压器和低通滤波器的方法，抑制来自电网的干扰与冲击。变压器二次连接线应采用双绞线，同时加装降温措施，并定期除尘。系统总线的损坏主要出现在模块式PLC 上。模块式PLC 多为插件结构，经常插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏。在环境温度、湿度的影响下，总线印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损坏的原因。（//www./版权所有）所以在系统设计和处理系统故障时，要考虑到空气、尘埃、腐蚀等因素对设备的破坏。外界环境干扰也是造成PLC 系统故障的重要原因，因此电源、传感器、仪表等布线应尽量与动力电缆分开敷设， 特别要远离高干扰的变频器输出电缆，并将PLC 规范接地。如果硬件上不能抑制干扰，也可以借助软件编程，如利用PLC 软元件里的定时器、计数器、辅助继电器等。
2、CPU故障处理
CPU故障的主要表现是CPU单元停机或者是RUN_LED灯不亮。这种现象的产生是由以下几个原因造成的：一是噪声干扰，电源异常无法正常工作。二是CPU控制程序出现错误或者是丢失。三是CPU内部总线上的电元器件产生故障或者是总线线路产生故障。四是微处理故障。针对CPU故障的处理，要根据新疆地区PLC控制的实际情况来分析故障原因。如果是噪声干扰造成的故障，则需要重启CPU或者是重新上电。如果控制程序出现了错误，就是要及时修改或者是重新装载程序。当内部总线出现问题，处理的措施一般都是要换故障单元或者是要重新布置线路。微处理故障是故障，出现这种故障就要换CPU了。
3、输入输出故障
输入输出故障可以从两个角度来考率。一是输入故障。二是输出故障。把两者分开来予以论述。输入故障。输入故障的主要表现是PLC控制器运行过程中出现的输入全部不接通，输入断电、关断等现象。针对输入故障的处理，如果是断电了的话，要检查回路，如果是回路问题要及时修改回路。输入全部不接通有可能是电压过低造成的，这时就要输入额定电压。输出故障的表现是整个模块输出不接通或者是整个模块全部不关断等现象。针对这些现象的处理，要根据故障原因的不同来分别处理。
4、结束语
总之，PLC控制系统不是零散的存在，而是一个完整的系统，因此在考虑故障诊断时也要综合各种因素，从不同角度进行深入分析，只有熟练的运用PLC控制系统自身的诊断功能，及其编程软件的在线监控等多方面的技术手段，才能准确的掌握故障诊断信息，进而进行有效的诊断，从而降低故障诊断失误而造成的损失，提高工业生产的效率。

   PLC控制程序的设计过程，是在确定了输入、输出关系后，根据设计人员的直觉和经验直接进行梯形图设计，这种方法称为经验设计法。对于一些简单的控制任务，经验设计法确实是一种简洁有效的方法，而面对复杂的控制要求，用经验设计法就显得非常困难，并存在着以下的问题：
    1、设计方法很难掌握，设计周期长
    用经验法设计系统的梯形图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性。对于各种不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。在设计复杂系统的梯形图时，用大量的中间单元来完成记忆、联锁、互锁等功能。由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些应该加以考虑的问题。修改某一局部电路时，很可能会“牵一发而动全身”，对系统的其它部分产生意想不到的影响。因此梯形图的修改也很麻烦。往往花了很长的时间还得不到一个满意的结果。
    2、装置交付使用后维修困难
    用经验法设计出的梯形图往往看上去非常复杂。对于其中某些复杂的逻辑关系，即使是设计者的**，分析起来都很困难，不用说维修人员了。这给制系统的维修和改进带来了很大的困难。
    事实上，对于PLC所擅长的离散型控制场合，不管控制任务有多复杂，通过细心分析就会发现，所谓的控制过程就是在PLC的指挥下，系统状态发生变化的过程。所以，只要把系统的状态从工艺要求中分离出来，控制问题也就迎刃而解了。系统状态的变化是有规律的，一般是按顺序一步一步地进行的，在此基础上，人们总结形成了一种科学有效的程序设计方法，称为顺序设计法或步进梯形图设计。

1、选择合适的PLC类型
1、可编程控制器选择
    三菱FX1S系列PLC是一种卡片大小的PLC，适合在小型环境中进行控制。它具有的性能、串行通讯功能以及紧凑的尺寸，这使得它们能用在以前常规可编程控制器无法安装的地方。
    三菱FX1N系列PLC是一种普遍选择方案，多可达128点控制。由于FX1N系列具有对于输入/输出、逻辑控制以及通讯／链接功能的可扩展性，因此它对普遍的顺控解决方案有广泛的适用范围，并且能增加特殊功能模块或扩展板。
    三菱FX2N系列PLC是FX系列中的模块。它拥有无以匹及的速度、的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2N是从16到256路输入／输出的多种应用的选择方案。
    三菱FX2NC系列PLC在保留其原有的强大功能特色的前提下实现了为可观的规模缩小，I／O型连接口降低了接线成本并节省了时间。
    对于开关量控制的系统，当控制速度要求不高时，一般的小型整体机FX1S就可以满足要求。对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，应选择具有所需功能的可编程控制器主机，如用FX1N或FX2N型整体机。另外还要根据需要选择相应的模块，例如开关量的输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、配接相应的传感器及变送器和驱动装置等。
2、I/O点数的确定
    一般的讲，可编程控制器控制系统的规模的大小是用输入、输出的点数来衡量的。我们在设计系统时，应准确统计被控对象的输入信号和输出信号的总点数并考虑今后调整和工艺改进的需要，在实际统计I／O点数基础上，一般应加上10％一20％的备用量。
    对于整体式的基本单元，输入输出点数是固定的，不过三菱的FX系列不同型号输入/输出点数的比例也不同，根据输入/输出点数的比例情况，可以选用输入/输出点都有的扩展单元或模块，也可以选用只有输入（输出）点的扩展单元或模块。
3、用户存储器容量的估算
    根据经验，对于开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于I／O信号总数乘以8。对于有模拟量输人输出的系统，每一路模拟量信号大约需100存储器容量。如果使用通信接口，那么每个接口需300存储器容量。一般估算时根据算出存储器的总字数再加上一个备用量。
4、可编程控制器的处理速度应满足实时控制的要求
    可编程控制器是采用顺序扫描的工作方式，其顺序扫描工作方式使它不能地接收持久时间小于1个扫描周期的输入信号。为此，对于快速反映的信号需要选取扫描速度高的机型
    关于可编程控制器的选型问题，当然还应考虑到它的的联网通信功能、价格等因素。系统性也是考虑的重要因素。
2、开关量输入输出模块及扩展的选择
    开关量输入模块的输入电压一般为DC24V和AC220V两种。直流输入可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接，三菱FX系列直流输入模块的公用端已经接在内部电源的0V，因此直流输入不需要外接直流电源，有些类型的可编程控制器输入的公用端要另接电源，对初学者应该注意。交流输入方式的触点接触，适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。我们常用的还是直流输入模块。
    开关量输出模块有继电器输出、晶体管输出及可控硅输出。继电器型输出模块的触点工作电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢，寿命(动作次数)有一定的限制。一般控制系统的输出信号变化不是很频繁，我们选用继电器型，并且继电器输出型价格，也容易购买。晶体管型与双向可控硅型输出模块分别用于直流负载和交流负载，它们的性高，反应速度快，寿命长，但是过载能力稍差。选择时应考虑负载电压的种类和大小、系统对延迟时间的要求、负载状态变化是否频繁等，还应注意同一输出模块对电阻性负载、电感性负载和白炽灯的驱动能力的差异。
3、编程器和外围设备的选择
    早期的小型可编程控制系统，通常都选用价格的简易编程器。如果系统较大，可编程控制器多，可以选用一台功能强、编程方便的图形编程器；随着科技的发展，个人计算机的使用越来越普及，编程软件包的出现，在个人计算机上安装的编程软件包配上通信电缆，也可取代原编程器。

1.PLC与继电器控制系统的比较
传统的继电器控制系统是针对一定的生产机械、固定的生产工艺而设计，采用硬接线方式安装而成，只能完成既定的逻辑控制、定时和计数等功能，即只能进行开关量的控制，一旦改变生产工艺过程，继电器控制系统重新配线，因而适应性很差，且体积庞大，安装、维修均不方便。由于PLC应用了微电子技术和计算机技术，各种控制功能是通过软件来实现的，只要改变程序，就可适应生产工艺改变的要求，因此适应性强。
2.PLC与单片机控制系统比较
单片机控制系统仅适用于较简单的自动化项目。硬件上主要受CPU、内存容量及IO接口的限制；软件上主要受限于与CPU类型有关的编程语言。现代PLC的就是单片微处理器。虽然用单片机作控制部件在成本方面具有优势，但是从单片机到工业控制装置之间毕竟有一个硬件开发和软件开发的过程。虽然PLC也有的软件开发过程，但两者所用的语言差别很大，单片机主要使用汇编语言开发软件，所用的语言复杂且易出错，开发周期长。而PLC用的指令系统来编程的，简便易学，现场就可以开发调试。比之单片机，PLC的输入输出端接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样节省了用户时间和总的投资。一般说来单片机或单片机系统的应用只是为某个特定的产品服务的，与PLC相比，单片机控制系统的通用性、兼容性和扩展性都相当差。
3.PLC与计算机控制系统的比较
PLC是专为工业控制所设计的。而微型计算机是为科学计算、数据处理等而设计的，尽管两者在技术上都采用了计算机技术，但由于使用对象和环境的不同，PLC较之微机系统具有面向工业控制、抗干扰能力强、适应工程现场的温度、湿度环境。此外，PLC使用面向工业控制的语言而使编程及修改方便，并有较完善的监控功能。而微机系统则不具备上述特点，一般对运行环境要求苛刻，使用语言编程，要求使用者有相当水平的计算机硬件和软件知识。而人们在应用PLC时，不必进行计算机方面的专门培训，就能进行操作及编程。
4.PLC与传统的集散型控制系统的比较
PLC是由继电器逻辑控制系统发展而来的。而传统的集散控制系统DCS(Distributedcontrolsystem）是由回路仪表控制系统发展起来的分布式控制系统，它在模拟量处理，回路调节等方面有一定的优势。PLC随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，无论在功能上、速度上、智能化模块以及联网通信上，都有很大的提高，并开始与小型计算机联成网络，构成了以PLC为重要部件的分布式控制系统。随着网络通信功能的不断增强，PLC与PLC及计算机的互联，可以形成大规模的控制系统，现在各类DCS也面临着PLC的威胁。由于PLC的技术不断发展，DCS过去所有的一些复杂控制功能现在PLC基本上全部具备，且PLC具有操作简单的优势，重要的一点，就是PLC的价格和成本是DCS系统所无法比拟的。1987年，电工IEC(InternationalElectricalCommittee）颁布了可编程序控制器新的定义：
可编程控制器是一种能够直接应用于专门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、计时、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，控制各类的机械或生产过程。可编程控制器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。
可见，PLC的定义实际是根据PLC的硬件和软件技术进展而发展的。这些发展不仅改进了PLC的设计，也改变了控制系统的设计理念。这些改变，包括硬件和软件的。
1.PLC的硬件进展：
（1）采用新的的微处理器和电子技术达到快速的扫描时间；
（2）小型的、的PLC，可以代替四到十个继电器，现在获得大的发展动力。
（3）高密度的I/O系统，以提供了节省空间的接口；
（4）基于微处理器的智能I/O接口扩展了分布式控制能力，典型的接口如PID，网络，CAN总线，现场总线，ASCll通信，定位，主机通讯模块，和语言模块（如BASIC,PASCAL)等。
（5）包括输入输出模块和端子的结构设计改进，使端子加集成。
（6）特殊接口允许某些器件可以直接接到控制器上，如热电偶、热电阻、应力测量、快速响应脉冲等；
（7）外部设备改进了操作员界面技术，系统文档功能成为了PLC的标准功能。
2.与硬件的发展相似，PLC的软件也了的进展，大大强化了PLC的功能：
（1）PLC引入了面向对象的编程工具，并且根据电工的IEC61131-3的标准形成了多种语言；
（2）小型PLC也提供了强大的编程指令，并且因此延伸了应用领域；
（3）语言，如BASIC,C在某些控制器模块中已经可以实现，在与外部通讯和处理数据时提供了大的编程灵活性；
（4）梯形图逻辑中可以实现的功能块指令，可以使用户用简单的编程方法实现复杂的软件功能；
（5）诊断和错误检测功能从简单的系统控制器的故障诊断扩大到对所控制的机器和设备的过程和设备诊断；
（6）浮点算术可以进行控制应用中计量、平衡和统计等所牵涉的复杂计算；
（7）数据处理指令得到简化和改进，可以进行涉及大量数据存储、跟踪和存取的复杂控制和数据采集和处理功能。

早期的工业生产中广泛使用的电气自动控制系统是继电器-接触器控制系统。它具有结构简单、价格低廉、容易操作和对维护技术要求不高的优点，特别适用于工作模式固定、控制要求比较简单的场合。随着工业生产的发展，继电控制系统的缺点变得日益。由于其线路复杂，系统的性难以提高且检查和修复相当困难。
1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应汽车工业激烈的竞争，满足汽车型号不断新的要求，向制造商公开招标，寻求一种取代传统继电器-接触器控制系统的新的控制装置，通用汽车公司对新型控制器提出的条件是：
1.编程简单，可在现场修改程序；
2.维护方便，采用插件式结构；
3.性继电接触控制系统；
4.体积小于继电接触控制系统；
5.成本可与继电器控制柜竞争；
6.可将数据直接输入计算机；
7.输入是交流115V(美准系列电压值)；
8.输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、交流接触器、小功率电机等；
9.通用性强，能扩展；
10.能存贮程序，存储器容量至少能扩展到4KB。
根据上述要求，美国数字设备公司(DEC)在1969年研制出台可编程控制器PDP-14，在汽车装配线上使用，了成功。接着，美国MODICON公司也开发出了可编程控制器084。1971年日本从美国引进了这项新技术，很快研制出日本台可编程控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。
早期的可编程控制器是为了取代继电器控制线路，其功能基本上限于开关量逻揖控制，仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，一般称为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)。这种PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，在硬件设计上特别注重适用于工业现场恶劣环境的应用，但编程需要由受过专门训练的人员来完成，这是代可编程控制器。
现代的PLC不仅能实现开关量的顺序逻辑的控制，而且具有数字运算、数据处理、运动控制以及模拟量控制，还具有远程I/O、网络通信和图像显示等功能，已成为实现生产自动化、管理自动化的重要支柱。
的PLC制造厂商有：美国Rockwell自动化公司所属的A-B（Allen&Bradly）公司、GE-Fanuc公司，德国的西门子（SIEMENS）公司和法国的施耐德(SCHNEIDER)自动化公司，日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司等。