纪七十年代
PLC 问世后，由美国电气制造商协会(National Electric Manufacturer Associa-tion-NEMA)
对 PLC 下过如下的定义:PLC 是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指 令，实现逻辑运算、顺序运算、计数计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程 进行控制。
1982 年，国际电工委员会(International Electrical Committee-IEC)颁布了 PLC 标 准草案，1985 年提交了第 2 版，1987 年的第 3 版对 PLC 作了如下的定义:PLC 是一种专门 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，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 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。
上述的定义表明，PLC 是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，它有与其
他顺序控制装置不同的特点。
3.1.2 PLC 的特点
PLC 能如此迅速发展的原因是由于它具有通用计算机所不及的一些下列特点
3.1.2.1 可靠性
1.可靠性对可以维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。
PLC 的可靠性高，表现在下列几方面。
(1)与继电器逻辑控制系统比较，PLC 可靠性提高的主要原因:
1) PLC 不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少。与此同时，系统 的维修简单、维修时间缩短，因此可靠性得到提高。
2) PLC 采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如冗余设计、掉电保护、故障诊断和信息保护及恢复等，使可靠性得到提高。
3) PLC 有较强的易操作性，它具有编程简单、操作方便、维修容易等特点，因此对操作和维修人员的技能要求降低，容易学习和掌握，不容易发生操作的失误，可靠性高。
(2)与通用的计算机控制系统比较，PLC 可靠性提高的主要原因:
1) PLC 是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制系统更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了经简化的编程语言，编程的出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。因此，PLC 的可靠性较通用计算机控制系统的可靠性有较大提高。
2)在 PLC 的硬件设计方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的 元件:采用先进的工艺制造流水线生产;对干扰采用屏蔽、隔离和滤波等，设有对电源的掉 电保护、存储器内容的保护并采用看门狗和其他自诊断措施、便于维修的设计等等。
3)在 PLC 的软件设计方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波、软件自诊断、简化编程语言、信息保护和恢复、报警和运行信息的显示等等。 一份用户选用 PLC 原因的调查报告指出，在各种选用 PLC 的原因中，第一位的原因是由于 PLC 可靠性高的用户达 93%。其次，才是性能和维修方便等原因。可见，可靠性高是
PLC 的主要特点。
3.1.2.2.易操作性
PLC 的易操作性表现在下列三个方面:
(1)操作方便对 PLC 的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作。大多数 PLC 采用 编程器进行程序输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的 PLC， 编程器采用 CRT 屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根 据所需的地址编号、继电器编号或触点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信 息可在液晶屏或 CRT 屏幕上显示。所以 PLC 具有操作方便的特点。
(2)编程方便 PLC 有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，梯形图由于与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。所以有利于程序的编写和学习。采用布尔助记 符编程语言时，由于符号是功能的简单缩写，十分有利于编程人员的编程。虽然功能表图、 功能模块图和高级描述语句的编程方法应用尚未普及，但是，由于它们具有功能清晰、易 于理解等优点，正为广大技术人员所接纳和采用,并发挥出更有效的功能特点。
(3)维修方便 PLC 所具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低了。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可根据有关故障信号灯的提示和故障代码 的显示，或通过编程器和 CRT 屏幕的显示，很快地找到故障所在的部位，为迅速排除故障 和修复节省了时间。
为便于维修工作的开展，有些 PLC 的制造企业提供了维修用的专用仪表或设备，提供了故障树等维修用的资料。有些厂商还提供维修用的智能卡件或插件板，使维修工作变得十分方便。
PLC 的面板和结构的设计也考虑了维修的方便性，例如，对需维修的部件设置在便于 维修的位置，信号灯设置在易于观察的部位，接线端子采用便于接线与更换的类型等，这 些设计使维修工作能方便地进行，从而大大节省维修时间。
采用标准化元件和标准化工艺生产流水线作业，使维修用的备品备件简化，也使维修变得方便。
3.1.2.3.灵活性 PLC 的灵活性表现在下列三方面:
(1)编程的灵活性 PLC 采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块 图和语句描述编程语言，只要掌握其中一种语言就可以进行编程。编程方法的多样性使编 程方便，应用面拓展。由于采用软连接的方法，在生产工艺流程更改或者生产设备更换时， 可以不必改变 PLC 的硬设备，通过程序的编制与更改就能适应生产的需要。这种编程的灵 活性是继电器顺序控制系统所不能比拟的。正是由于编程的柔性特点，使 PLC 能大量地替 代继电器顺序控制系统，成为当今工业控制领域的重要控制设备。在柔性制造单元(FMC)、 柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和计算机集成过程控制系统(CIPS)中，PLC 正成为主要的控制设备，得到广泛的应用。
(2)扩展的灵活性 PLC 的扩展灵活性是它的一个重要的特点。它可根据应用的规模不 断扩展，即可进行容量的扩展，功能的扩展，应用和控制范围的扩展。它不仅可以通过增 加输入输出单元来增加点数，通过扩展单元来扩大容量和功能，也可以通过多台 PLC 的通信来扩大容量和功能，甚至可通过与集散控制系统(DCS)或其他上位机的通信来扩展它的功能，并与外部设备进行数据的交换等。这种扩展的灵活性大大地方便了用户。
(3)操作的灵活性操作的灵活性是指设计的工作量大大减少，编程的工作量和安装施 工的工作量大大减少，操作十分灵活方便，监视和控制变得容易。在继电器顺序控制系统 中所需的一些操作可以简化，不同的生产过程可采用相同的控制台或控制屏等。
3.1.3. PLC 与继电器控制系统的比较
几十年来，继电器控制系统为工业控制的发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工 业领域中大量地应用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应工业控制的要求和 发展，与 PLC 相比较，存在着质的差别，表 1-1 给出了 PLC 与继电器控制系统功能与特点 的比较。
3.1.4. PLC 的基本结构
PLC 的型号、规格繁多。它主要由中央处理单元 CPU、存储器、输入、输出等部分组成。
3.1.4.1.中央处理单元 CPU
CPU 是 PLC 的核心，其主要作用是:
(1)接收从编程器输入的用户程序，并存入程序存储器中;
(2)用扫描方式采集现场输入状态和数据，并存入相应的数据寄存器;
(3)执行用户程序，从程序存储器中逐条取出用户程序，经过解释程序解释后逐条执 行，完成程序规定的逻辑和算术运算，产生相应的控制信号去控制输出电路，实现程序规 定的各种操作。
(4)通过故障自诊断程序，诊断 PLC 的各种运行错误。
因此，CPU 的性能对 PLC 的整机性能有着决定性的影响。
3.1.4.2.存储器
PLC 的存储器用来存放程序和数据。程序分系统程序和用户程序。
(1)系统程序存储器
该存储器存放系统程序(系统软件)。系统程序是 PLC 研制者所编的程序，它是决定 PLC 性能的关键。系统程序包括监控程序、解释程序、故障自诊断程序、标准子程序库及其他 各种管理程序等。系统程序由制造厂家提供，一般都固化在 ROM 或 EPROM 中，用户不能直接存取。系统程序用来管理、协调 PLC 各部分的工作，翻译、解释用户程序，进行故障诊断等
(2)用户程序存储器
该存储器存放用户程序(应用软件)。用户程序是用户为解决实际问题并根据 PLC 的指 令系统而编制的程序，它通过编程器输入，经 CPU 存放入用户存储器。为便于程序的调试、 修改、扩充、完善，该存储器使用 RAM。 (3)变量(数据)存储器
变量存储器存放 PLC 的内部逻辑变量，如内部继电器、I/O 寄存器、定时器/计数器中 逻辑变脸的现行值等，这些现行值在 CPU 进行逻辑运算时需随时读出、更新有关内容，所 以，变量存储器也采用 RAM。现今用户程序存储器和变量存储器常采用低功耗的 CMOS-R AM 及铿电池供电的掉电保持技术，以提高运行可靠性。通常 PLC 产品资料中所指的内存储器 容量，是指用户程序存储器而言，且以字(16 位/字)为单位来表示存储器的容量。 3.1.4.3.输入输出接口(简称 I/O )
输入输出接口是 CPU 与工业现场装置之间的连接部分，是 PLC 的重要组成部分。与微 机的 I/O 接口工作于弱电的情况不同， PLC 的 I/O 接口是按强电要求设计的，即其输入接 口可以接受强电信号，其输出接口可以直接和强电设备相连接。
对于小型 PLC，厂家通常将 I10 部分就装在 PLC 的本体部分，而对于中、大