一、引言
PLC是一种可编程的数字逻辑控制设备,早期用于开关量的逻辑控制,多用作控制电动机正反转和电磁阀的开关动作,从而控制机械设备的运转。只要合理分配输入、输出点,根据控制要求设计梯形图,采用基本指令和步进指令就可达到控制目标。随着控制要求的不断提高,许多PLC生产厂家进一步优化和完善PLC的功能,增加了功能指令,大大拓宽了PLC的应用范围 ,使PLC在某种程序上可以代替控制器和计算机的协同工作系统,为工业生产和民用控制设计提供方便。PLC的具有可靠性高、功能性强和编程简单等优点,所以深受设计人员的喜爱。PLC就如同一部计算机与继电器控制设备相结合的新型高性能控制装置。PLC的基本单元包括中央控制器（CPU）、存储器、输入单元和输出单元 。除了基本单元,PLC还可以追加许多扩展模块,从而增强其功能和性能。
二、PLC介绍
可编程序控制器简称PLC机。可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用一种可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备和生产过程。可编程控制器及其有关设备的设计原则是他易于与工业控制系统连成一个整体和具有扩充功能。
2.1 PLC 的发展历程
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可编程序控制器于60年代末在美国问世，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，第二年，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，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称（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PLC。到70年代中期，随着半导体技术的发展，各种位片机和八位微处理器相继问世，由于CPU的引入，使可编程序控制器技术产生了飞跃发展，成为工业控制计算机的一个重要分支。70年代末和80年代，可编程序控制器进入成熟阶段，向大规模，高速度，高性能方面继续发展。90年代，可编程序控制器仍迅速发展，各公司进一步完善了自己原有产品并开发新的产品系列，与局域网建成整体分布系统，不断向上发展并与计算机系统兼容。
2.2 PLC的结构
目前PLC生产厂家很多，产品结构也各不相同，但其基本组成部
分大致相同，都包括：中央处理单元（CPU），存储器，输入、输出接口电路，电源单元，编程单元等。
2.3 PLC的分类
按容量和功能分为：小型机、中型机、大型机；按硬件结构分
为：整体式结构、插件式结构、叠装式结构。
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2.4 PLC的特点
2.4.1 功能完善
PLC的输入/输出系统功能完善，性能可靠，能够适应于各种形式和性质的开关量和模拟量信号的输入和输出。在PLC内部具备许多控制功能，诸如时序、计数器、主控继电器以及移位寄存器、蹭继电器等腰三角形。由于采用了微处理机，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等诸多功能，它不仅具有逻辑运算、算术运算、数制转换以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印及报表生成等功能。
2.4.2 模块化结构，硬、软件开发周期短
PLC的硬件结构全部采用模块化结构，可以适应大小规模不同、功能复杂程度及现场环境各异的控制要求。硬件系统安装方便，接线简单，连接可靠，为控制系统的硬件设计提供了方便、快捷的途径，可以大大缩短硬件系统的开发工作量。 2.4.3 维护操作方便，扩展容易
PLC的输入/输出能够直观地反映现场信号的变化状态，PLC不能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，如内部工作状态、通信状态、I/O点状态、异常状态、电源状态等，均有醒目的指示，非常有利于运行和维护人员监视系统的工作状态。PLC采用梯形图逻辑编程，有利于电气操作人员对PLC的编程，可以方便地调整系统的程序和组态。PLC的模块化结构，可以允许维护人员方便地更换故障模块或在生产工艺流程改变时更改系统的结构和配置。
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2.4.4 性能稳定，可靠性高
PLC产品都有严格的核技术标准，这些标准保证了PLC能在恶劣的工业环境下正常运行。它在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路，在机械结构上对耐热、防潮、等都有精心考虑，所有这些使得PLC具有较好的性能和较高的可靠性。
2.5 PLC的工作原理
PLC采用循环扫描工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存
放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环。PLC扫描过程包括：内部处理、通讯操作、程序输入处理、程序执行、输出处理。
2.6 PLC的应用领域
PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力，机械制造、汽车装卸、造纸、纺织、环保及娱乐等各行各业。它的应用大致可分为以下几种类型：1、用于开关逻辑控制;2、用于机械加工的数字控制；3、用于机器人控制；4、用于闭环过程控制及构成DCS；5、用于实现工厂的无人化管理。
三、PLC控制系统设计原则
1． 应能满足控制对象的工艺要求，保证能按照工艺流程准确，可靠
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地工作；
2． 系统构成应力求简单，实用，系统易操作，调整，检修方便； 3． 设计合理，经济，能发挥PLC控制的特点。
四、PLC编程基本原则
1. 输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触
点可以重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。 2. 梯形图每一行都是从左母线开始的，线圈终止于右母线。触点不
能放在线圈的右边。
3. 除步进程序外，任何线圈、定时器、计数器、高级指令等不能直
接与左母线相连。如果需要任何时候都要被执行的程序段，可以通过特殊的内部常闭继电器或一个没有使用的内部继电器的常闭触点来连接。
4. 在程序中，不允许编号相同的线圈两次出现。
5. 不允许出现桥式电路。
程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写，为了减少程序的步数，程序应为“左大右小，上大下小。
五、以送料车为例谈PLC应用 5.1设计任务与要求
本设计的任务是用PLC构成系统自动送料装车系统。要求如下： 初始状态：红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3，皆为OFF。当汽车到来时（用S2接通表
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