可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），一種具有微處理機的數位電子設備，用于自动化控制的數位邏輯控制器，可以將控制指令隨時載入記憶體內儲存與執行。可程式控制器由內部CPU，指令及資料記憶體、輸入輸出單元、電源模組、數位類比等單元所模組化組合成。

广泛应用于目前的工业控制领域。在可程式邏輯控制器出现之前，一般要使用成百上千的继电器以及計數器才能组成具有相同功能的自动化系统，而现在，经过编程的简单的可程式邏輯控制器模块基本上已经代替了这些大型装置。可程式邏輯控制器的系统程序一般在出厂前已经初始化完毕，用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不同的自动化生产要求。

最初的可程式邏輯控制器只有電路逻辑控制的功能，所以被命名为可程式邏輯控制器，后来随着不断的发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制，时序控制、模拟控制、多机通信等许多的功能，名称也改为可程式控制器（Programmable Controller），但是由于它的简写也是PC与个人电脑（Personal Computer ）的简写相冲突，也由于多年来的使用习惯，人们还是经常使用可程式邏輯控制器这一称呼，并在术语中仍沿用PLC这一缩写。

現在工業上使用可程式邏輯控制器已經相當接近於一台輕巧型電腦所構成，甚至已經出現整合個人電腦(採用嵌入式作業系統)與PLC架構的PC-BASE控制器，能透過數位或類比輸入/輸出模組控制機器設備、製造處理流程、及其它控制模組的電子系統。PLC可接收(輸入)及發送(輸出)多種型態的電氣或電子訊號，並使用他們來控制或監督幾乎所有種類的機械與電氣系統。

[编辑]定義與特性

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。在工業控制領域中，PLC控制技術的應用已成為工業界不可或缺的一員。

国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为:

美国通用汽车公司在1968年提出了著名的“通用十条”招标指标，也是目前PLC的特點：

1. 编程方便，现场可修改程序；
2. 维修方便，采用模块化结构；
3. 可靠性高于继电器控制装置；
4. 体积小于继电器控制装置；
5. 数据可直接送入计算机；
6. 成本可与继电器控制装置竞争；
7. 输入可以是交流115V；
8. 输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；
9. 在扩展时，原系统只要很小变更；
10. 用户程序存储器容量能扩展。

[编辑]發展历史

常見的可程式邏輯控制器外觀

可程式控制器的興起與美國現代工業自動化生產發展的要求密不可分的。PLC 源起於1960 年代，當時美國美国通用汽车公司，為解決工廠生產線調整時，繼電器順序控制系統之電路修改耗時，平時檢修與維護不易等問題。在可程式邏輯控制器出现之前，汽车制造业中的一般控制、顺序控制以及安全互锁逻辑控制必须完全依靠众多的继电器、定时器以及专门的閉迴路控制器来实现。它们体积庞大、有着严重的噪音，不但每年的维护工作要耗费大量的人力物力，而且继电器-接触器系统的排线检修等工作对维护人员的熟练度也有着很高的要求。

针对这些问题，美国通用汽车公司在1968年向社会公开招标，要求设计一种新的系统来替换继电器系统，并提出了著名的“通用十条”招标指标。随后，美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台PDP-14控制器，并在汽车自动装配线上使用并获得成功。由于当时系统主要用于顺序控制、职能进行逻辑运算，所以被命名为可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。最早期的PLC只具有簡易之邏輯開/關(on/off)功能，但比起傳統繼電器之控制方式，已具有容易修改、安裝、診斷與不佔空間等優點。

1970 年代初期，PLC引進微處理機技術，使得PLC具有算術運算功能與多位元之數位信號輸出/輸入功能，並且能直接以階梯圖符號進行程式之編寫。这项新技术的使用，在工业界产生了巨大的反响。日本在1971年从美国引进了这项技术，并很快研制成功了自己的DCS-8可程式邏輯控制器，德、法在1973年至1974年间也相继有了自己的该项技术。中国则于1977年研制成功自己的第一台可程式邏輯控制器，但是使用的微处理器核心为MC14500。1970 年代中期，PLC功能加入遠距通訊、類比輸出輸入、NC 伺服控制等技術。1980 年代以後更引進PLC 高速通訊網路功能，同時加入一些特殊輸出/輸入界面、人機界面、高功能函數指令、資料收集與分析能力等功能。

PLC之功能早已不止當初數位邏輯之運算功能，因此近年來PLC常以可程式控制器(Programmable Controller)簡稱之^[1]。

[编辑]PLC內部運作方式

PLC內部運作架構

雖然PLC所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計時器與計數器等名稱，但PLC內部並非實體上具有這些硬體，而是以記憶體與程式編程方式做邏輯控制編輯，並藉由輸出元件連接外部機械裝置做實體控制。因此能大大減少控制器所需之硬體空間。實際上PLC執行階梯圖程式的運作方式是逐行的先將程式碼以掃瞄方式讀入CPU 中並最後執行控制運作。在整個的掃瞄過程包括三大步驟，「輸入狀態檢查」、「程式執行」、「輸出狀態更新」說明如下：

• 步驟一「輸入狀態檢查」：

PLC首先檢查輸入端元件所連接之各點開關或感測器狀態（1 或0 代表開或關），並將其狀態寫入記憶體中對應之位置Xn。

• 步驟二「程式執行」：

將階梯圖程式逐行取入CPU 中運算，若程式執行中需要輸入接點狀態，CPU直接自記憶體中查詢取出。輸出線圈之運算結果則存入記憶體中對應之位置，暫不反應至輸出端Yn。

• 步驟三「輸出狀態更新」：

將步驟二中之輸出狀態更新至PLC輸出部接點，並且重回步驟一。

此三步驟稱為PLC之掃描周期，而完成所需的時間稱為PLC 之反應時間，PLC 輸入訊號之時間若小於此反應時間，則有誤讀的可能性。每次程式執行後與下一次程式執行前，輸出與輸入狀態會被更新一次，因此稱此種運作方式為輸出輸入端「程式結束再生」。

[编辑]硬體結構

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