1 引言

　　可編程控制器是以微處理器技術為基礎，綜合了計算機技術、自動化技術和通訊技術的一種新型工業(yè)控制裝置。其可靠性極高、耐惡劣環(huán)境能力強、使用極為方便等特點，與機器人技術、cad/cam并列稱為工業(yè)生產自動化的三大支柱。它是上世紀60年代發(fā)展起來的被國外稱為“先進國家三大支柱”之首的工業(yè)自動化理想控制裝置，是近年來發(fā)展極為迅速，運用面極廣的工業(yè)控制裝置，現(xiàn)已廣泛運用于自動化的各個領域。

2 可編程序邏輯控制器（plc）

　　plc 英文名programming logic controller即可編程序邏輯控制器，是最早于汽車制造行業(yè)應用并發(fā)展起來的一項技術，用于代替繼電器完成機器和設備的自動控制，它的最大的特點是可編程，即根據(jù)控制邏輯和控制要求的變化可重新編制程序，而不用象繼電器線路一樣需要重新更換原器件和重新接線。今天plc已集成了許多高級計算功能、通信功能、完成特殊控制功能的功能模塊如位置控制、速度控制、過程控制等，并具有了與計算機系統(tǒng)的集成和連網的能力，plc自發(fā)明以來在工業(yè)自動化、交通控制、電力運輸、樓宇自動化等領域得到了廣泛的應用。

3 PLC發(fā)展歷史　

　　自1969年世界上第一臺可編程控制器在美國dec公司誕生以來，plc走過了30余年的發(fā)展歷程?；仡櫰浒l(fā)展歷程，可將plc技術分為3個階段：

　?。?） 傳統(tǒng)plc階段。它是plc的最初階段，也是現(xiàn)代plc的基礎。其結構如圖1所示，工作原理 如圖2所示。

　　如圖2所表示的一樣，plc的工作原理是：首先讀取輸入接點的狀態(tài)→然后執(zhí)行程序→然后根據(jù)程序的執(zhí)行結果刷新輸出接點的狀態(tài)→然后再讀取輸入接點的狀態(tài)→讀取輸入接點的狀態(tài)，如此循環(huán)執(zhí)行。

　　由plc的工作原理可以看出：從輸入端的信號狀態(tài)發(fā)生變化到輸出端的信號變化，中間需要執(zhí)行程序（用戶程序、系統(tǒng)程序），程序的執(zhí)行需要時間，而且這個時間是不可預測的，在某些應用場合這是不允許的，如位置控制、速度控制、需要高速響應的控制，這就使得plc在這些場合不能使用或需配置昂貴的專用模塊。從圖1可知，plc系統(tǒng)的核心是微處理器（cpu），為防止系統(tǒng)程序跑飛，產生誤動作，必須采取一系列硬件和軟件的措施去克服這一問題，同時由于plc使用的是梯形圖語言，系統(tǒng)本身必須帶有功能強大的編譯器，這樣就使得plc構成的系統(tǒng)具有較高的價格。而且程序跑飛、編制的程序出現(xiàn)死循環(huán)等依然是存在的隱患問題。

　　（2） open plc階段。open plc又稱pc base plc、softplc，是最近幾年提出的一種概念，它是基于開放式pc平臺和開放式開發(fā)軟件的plc，它能方便的與其他軟件集成及網絡集成。其組成結構如圖3所示。

　　open plc只是在它的開發(fā)環(huán)境方面提出了一個新的概念，即開放性、標準化，它的運行原理方面與傳統(tǒng)plc相比具有實時多任務運行機制，但仍然是基于程序執(zhí)行這樣的基礎。因此它并沒有從根本上解決傳統(tǒng)plc存在的問題，在其實現(xiàn)的系統(tǒng)中依然存在。

       （3） 現(xiàn)場集成階段。也就是hard plc階段，它是一個全新的代名詞，也是一個plc的最新發(fā)展動向。它采用現(xiàn)代可編程邏輯器件cpld/fpga（complex programmable logic devices & field programming gate array）作為硬件平臺，采用eda（electronics design automation）開發(fā)工具配與硬件描述語言hdl（hardware description language）做為開發(fā)軟件平臺，象傳統(tǒng)plc一樣它同樣是可編程的。其組成結構圖如圖4所示。

　　hard plc則拋棄了傳統(tǒng)plc“程序”的概念，以“硬件線路”來實現(xiàn)控制功能，而編程改變的也只是其芯片內部的硬件連接，而不需運行軟件程序，因此自然沒有程序跑飛、開機復位及自帶語言編譯器等問題，其完成的功能與傳統(tǒng)plc相同，而系統(tǒng)的造價僅是傳統(tǒng)plc系統(tǒng)的十分之一，甚至更少。在硬件線路運行時所有的信號是并行運行的，而且信號的路徑是可知的，信號傳輸?shù)臅r間是可預測的，所以可用于精確控制的需要，如位置控制、速度控制、信號處理、圖像處理、高速機械等。它從根本上解決了傳統(tǒng)plc存在的不足，代表了傳統(tǒng)plc的最終發(fā)展方向。