二、PLC的功能及應用領域
PLC是綜合繼電器接觸器控制的優點及計算機靈活、方便的優點而設計制造和發展的，這就使PLC具有許多其他控制器所無法相比的特點。
1.PLC的功能
PLC是以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發展起來的一種通用的工業自動控制裝置，具有可靠性高、體積小、功能強、程序設計簡單、靈活通用及維護方便等一系列的優點，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領域中有著廣泛的應用，成為現代工業控制的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之一。根據PLC的特點，可以將其功能形式歸納為以下幾種類型。
（1）開關量邏輯控制
PLC具有強大的邏輯運算能力，可以實現各種簡單和復雜的邏輯控制。這是PLC的基本也廣泛的應用領域，它取代了傳統的繼電器接觸器的控制。
（2）模擬量控制
PLC中配置有A/D和D/A轉換模塊。A/D模塊能將現場的溫度、壓力、流量、速度等模擬量轉換變為數字量，再經PLC中的微處理器進行處理（微處理器處理的只能是是數字量），然后進行控制；或者經D/A模塊轉換后變成模擬量，然后控制被控對象，這樣就可實現PLC對模擬量的控制。
（3）過程控制
現代大中型的PLC一般都配備了PID控制模塊，可進行閉環過程控制。當控制過程中某一個變量出現偏差時，PLC能按照PID算法計算出正確的輸出，進而控制調整生產過程，把變量保持在整定值上。目前，許多小型PLC也具有PID控制功能。
（4）定時和計數控制
PLC具有很強的定時和計數功能，它可以為用戶提供幾十甚至上百、上千個定時器和計數器。其計時的時間和計數值可以由用戶在編寫用戶程序時任意設定，也可以由操作人員在工業現場通過編程器進行設定，進而實現定時和計數的控制。如果用戶需要對頻率較高的信號進行計數，可以選擇高速計數模塊。
（5）順序控制
在工業控制中，可采用PLC步進指令編程或用移位寄存器編程來實現順序控制。
（6）數據處理
現代的PLC不僅能進行算術運算、數據傳送、排序及查表等操作，而且還能進行數據比較、數據轉換、數據通信、數據顯示和打印等，它具有很強的數據處理能力。
（7）通信和聯網
現代PLC大多數都采用了通信、網絡技術，有RS-232或RS-485接口，可進行遠程I/O控制。多臺PLC彼此間可以聯網、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間可以實現程序和數據交換，如程序轉移、數據文檔轉移、監視和診斷。通信接口或通信處理器按標準的硬件接口或專有的通信協議完成程序和數據的轉移。
2.PLC的應用領域
目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。
（1）開關量的邏輯控制
這是PLC基本，也是廣泛的應用領域，它取代了傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制；既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線，如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線及電鍍流水線等。
（2）模擬量控制
在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使PLC處理模擬量，必須實現模擬量和數字量之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使PLC用于模擬量控制。
（3）運動控制
PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊，可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC生產廠家的產品幾乎都具有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
（4）過程控制
過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制，在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法，大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。
（5）數據處理
現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表及位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，進而完成一定的控制操作；也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統；也可用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
（6）通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC生產廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
三、PLC的基本結構和工作原理
作為一種工業控制的計算機，PLC和普通計算機有著相似的結構；但是由于使用場合、目的不同，在結構上又有一些差別。
1.PLC的硬件組成
PLC硬件系統的基本結構框圖如圖所示。
在圖中，PLC的主機由CPU、存儲器（EPROM、RAM）、輸入/輸出單元、外設I/O接口、通信接口及電源組成。對于整體式PLC，這些部件都在同一個機殼內。而對于模塊式PLC，各部件獨立封裝，稱為模塊，各模塊通過機架和電纜連接在一起。主機內的各個部分均通過電源總線、控制總線、地址總線和數據總線連接，根據實際控制對象的需要配備一定的外部設備，構成不同的PLC控制系統。常用的外部設備有編程器、打印機、EPROM寫入器等。PLC可以配置通信模塊與上位機及其他的PLC進行通信，構成PLC的分布式控制系統。
下面分別介紹PLC的各組成部分及其作用，以便用戶進一步了解PLC的控制原理和工作過程。
（1）CPU
CPU是PLC的控制中樞，PLC在CPU的控制下有條不紊地協調工作，從而實現對現場的各個設備進行控制。CPU由微處理器和控制器組成，它可以實現邏輯運算和數學運算，協調控制系統內部各部分的工作。
控制器的作用是控制整個微處理器的各個部件有條不紊的進行工作，它的基本功能就是從內存中讀取指令和執行指令。
（2）存儲器
PLC配有兩種存儲器，即系統存儲器和用戶存儲器。系統存儲器用來存放系統管理程序，用戶不能訪問和修改這部分存儲器的內容。用戶存儲器用來存放編制的應用程序和工作數據狀態。存放工作數據狀態的用戶存儲器部分也稱為數據存儲區，它包括輸入/輸出數據映像區、定時器/計數器預置數和當前值的數據區及存放中間結果的緩沖區。
PLC的存儲器主要包括以下幾種。
（1）只讀存儲器
（2）可編程只讀存儲器
（3）可擦除可編程只讀存儲器
（4）電可擦除可編程只讀存儲器