1.1 PLC主要功能和特點

1.1.1 PLC主要功能

PLC作為一種專為在工業環境下應用而設計的計算機，必須具有以下功能：

（1）邏輯控制功能。邏輯控制功能就是位處理功能，它用PLC的與、或、非指令代替繼電器觸點串聯、并聯和其他邏輯連接，實現邏輯控制、開關控制和順序控制。

（2）信號采集功能。PLC可以采集模擬信號、數字信號、脈沖信號。有了這個功能，才可以實現其他的功能。

（3）輸出控制功能。可以輸出數字信號、模擬信號、脈沖信號以控制外部電磁閥、指示燈等設備。PLC的其他功能都必須通過這個功能來輸出。

（4）數據處理功能。數據處理功能是指PLC能進行數據傳送、數據比較、數據轉換、數據移位、算術運算等操作。有的還可以進行浮點運算。

（5）定時/計數功能。可以進行定時或延時控制，時間可以精確到毫秒。用戶可以自行設定，也可以在運行過程中根據需要更改，使用方便。用脈沖可以實現加、減計數。

（6）遠程I/O功能。遠程I/O功能是指通過遠程I/O單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與主控制器相連接并收發、處理信號，實現遠程控制。

（7）人機界面功能（HMI）。實現人機交互，使操作者實現人機交互、監視設備運行狀態、報警及狀態顯示和進行過程控制，實現參數設置和在線組態。

（8）故障自診斷功能。可以對系統配置、硬件狀態、指令合法性、網絡通信等進行自診斷，發現異常情況，則報警且提示錯誤類型。如果是嚴重錯誤則自動停止運行。PLC的故障自診斷功能可以大大提高系統的安全性。

（9）通信聯網功能。現在的PLC大多數都具有較強的通信、聯網功能。PLC系統與計算機可以直接或通過通信處理單元相連，構成網絡，實現信息共享和交換。并且可以構成“集中管理、分散控制”的分布式控制網絡系統，以便實現較大規模的復雜控制。

（10）實時通信和冗余互備功能。實時通信實現了總線網絡或以太網絡下PLC系統對信息處理的實時要求，冗余互備功能則體現了一般工業現場安全性和穩定性的最基本要求。

1.1.2 PLC特點

歸納起來，PLC主要有以下特點。

1.可靠性高

PLC用軟件代替繼電器控制系統中大量的中間繼電器和時間繼電器，接線可以減少到繼電器控制系統的十分之一以下，大大減少了觸點接觸不良的可能。另外，PLC自身具有較強的自診斷能力，能及時報告出錯信息，或停止運行等待修復。

PLC主要模塊都使用大規模或超大規模集成電路。對CPU這個核心部件所需的+5V電源采用多級濾波，并用集成電壓調整器進行調整。

PLC對工作環境的要求低，在環境溫度—20℃～65℃、相對濕度為35%～85%情況下即可正常工作。

2.抗干擾能力強

I/O設計有完善的通道保護和多種形式的濾波電路，以抑止高頻干擾，削弱各模塊之間的干擾影響。在系統的輸入/輸出回路中，采用光電隔離等措施，有效防止了回路間的信號干擾。

在PLC中常采用一種被稱為“看門狗”的監視定時器來監視用戶程序的運行時間，以避免PLC在執行程序過程中進入死循環或“跑飛”（PLC執行非預定的程序）。只要循環超時，即報警或進行相應處理。

PLC軟件定期檢測外界環境，當PLC檢測到偶發性故障時，立即把當時狀態存入存儲器，禁止對存儲器的任何操作，以防止存儲信息丟失。一旦故障條件消失，就可以恢復正常，繼續原來的程序工作。對程序及動態數據進行電池后備。停電后，利用后備電池供電，確保有關狀態及信息不會丟失。

3.編程簡單、系統設計、修改、調試方便

現在使用最多的PLC編程語言是梯形圖。它符合大多數工廠、企業電氣技術人員的讀圖習慣，語言形象直觀、易學易用。PLC采用軟件方法取代繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大為減少。用戶程序可以在實驗室模擬調試，減少了現場調試的工作量。生產設備更新或生產工藝流程改變后，用戶可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。

4.模塊化結構、通用性強，維護簡單、維修方便

PLC產品系列化、標準化、模塊化，用戶可根據實際需求靈活方便地進行選擇，不需要用戶自己再設計和制作硬件裝置。

PLC即使出現故障，維修也很方便。PLC有很多故障提示信號，本身還可記錄故障情況，所以很容易診斷。診斷出故障后可按模塊排除，進行簡單地更換就可以。

PLC是將微電子技術應用于工業設備的產品，其結構緊湊、體積小、能耗低，重量輕。PLC與繼電器控制電路相比，體積減小95%以上，功耗減少70%以上。