在控制规模上，PLC向微型化和进口替代两条路线发展趋势。大中型PLC都是基于达到规模性、性能卓越控制系统的规定量身定做的，在规模上，能带的I/O等级（安全通道总数）做到千余点甚至过万点。对其高性能的追求完美上，主要表现在以下几个方面：

1）提高网络通讯能。这也是PLC的一个重要发展趋向，随着计算机接口（Field Bus）技术的发展，由多个PLC、好几个分布式系统I/O控制模块、工业触摸屏、程序编写机器设备相连接而成互联网，与工控电脑和以太网接口等组成全部工厂的控制系统。PLC使用了电子计算机经济资源、现代通信技术和图形显示技术性，促使PLC系统的生产管控可以跟信息化管理能融为一体。

2）发展趋势智能模块。智能模块以微控制器为基础，与PLC的CPU并行处理工作中，进行专一能，很多节约主CPU时间和网络资源，对提升可执行程序的扫描速度和进行特殊操纵规定非常有帮助。比如通讯模块、部位控制器、模糊逻辑控制器、高速计数器控制模块等。

3）很高的可靠性。PLC广泛采用自检测技术性，向用户提供故障诊断的信息和提醒。与此同时，大力推广冗余技术、容错机制技术性，及其模块带电插能，确保PLC可以长时间稳定运转。

4）数控编程软件规范化。一直以来，PLC的生产厂家各司其职，各商品在硬件构造软件管理体系上也是密闭的，不对外开放，因此造成硬件配置互相不通用性、手机软件互相不适配，为用户带来非常大的麻烦。因此，****化组织（IEC）建立了IEC 1131规范以正确引导PLC向规范化方面发展。的标准包括了5个部分，从PLC的概念等一般信息内容，到武器装备与检测、计算机语言、客户标准、通讯标准等，试图通过一系列的标准进行标准每个厂家的产品。现阶段，有很多商家都推出了合乎IEC 1131-3标准化的系统软件，比如西门子公司的STEP 7程序包就给予合乎IEC 1131-3标准化的指令系统。

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5）数控编程软件和表达向高端未来发展。PLC的计算机语言在原有的子程序、次序能图、指令表语言表达的前提下，不断完善同时向高端发展趋势。绝大多数生产商都提供可以从PC机上运作的研发程序包，开发工具完善且友善，可以向开发者提供丰富的协助信息及调节、确诊、模拟等能。比如西门子公司的STEP 7程序包，运行在Windows条件下，在程序编写的过程当中可以随时查看命令，内容与详尽程度与编程手册同样。

微型化PLC发展的趋势是容积减少、成本降低、能齐备、特性提升、简单实用。其对于目的在于替代普遍分布于企业及民用型行业的小规模电磁阀系统软件，及其需要采用逻辑性顺序程序的小规模场所。特点是安装方便、可靠性高、开发设计和改造周期时间短。二、PLC的特征

PLC的形成都是基于工业控制系统的需求，主要面向工业生产控制领域的专业设备，其具有以下几种特性：

1）可靠性高，抗干扰性强。用程序流程来完成的说明顺序和时钟频率，大限度地取代传统电磁阀系统中硬件配置配电线路，大量减少机械设备接触点和联线的总数，单从这一角度来看，PLC在稳定性上好于电磁阀操作系统是很明显的。

在抗干扰能力能层面，PLC在总体设计、内部结构电路原理、系统软件程序执行等方面都给予充足考虑。比如对具体元器件和构件用吸磁较好的资料进行屏蔽掉、对供配电系统和输入电路选用形式多样的过滤、I/O控制回路与微控制器电源电路间用光电耦合器防护、系统具备故障测试能、隐私保护和修复、循环系统扫描时间的请求超时警示等。

2）协调能力强，自动控制系统具有较好的软性。当生产工艺流程和流程进行局部的优化与修改时，一般只必须对PLC的程序执行修改，或是相互配合以外围电路的部分调节就可以实现对自动控制系统的改造。

3）程序编写简易，使用便捷。子程序知识是PLC的主要都是盛行的一种计算机语言，其电路符号和表达方法与电磁阀电路设计图类似，电气设备专业技术人员和技术人才能很快地把握子程序语言表达，并用于编写可执行程序。

4）自动控制系统便于完成，开发设计任务量少，周期时间短。因为PLC的通用化、模块化设计、规范化，以及良好的可扩展性和连接网络特性，在大多数情况下，PLC系统都是一个较明智的选择，它不但就能完成大多数情况下控制规定，还可以大批量节约控制系统设计、组装、调节时间和任务量。

5）维修方便。PLC有完善的故障检测能，也可以根据设备里的发光二极管软件所提供的常见故障信息内容，容易地查清常见故障源。因为PLC的体型小，而且有一些采用的是模块化设计构造，因此能通过拆换整个设备或控制模块快速故障检测。

6）体型小，能耗低。由手机软件达到的逻辑控制，很多节约电磁阀、计时器，一台小型PLC只相当于好多个电磁阀的体积，自动控制系统所消耗的能量大幅度降低。

7）强，性能价格比高。可执行程序达到的逻辑控制，所需的电磁阀、小型继电器、计时器、电子计数器等能元器件，均由存储器取代，因此总数特别大，一台小型PLC所具备的元器件（软元件）总数就能做到不计其数个，等同于以往一个大量乃至集成电路工艺的电磁阀自动控制系统。此外，PLC所提供软元件的接触点（比如软电磁阀）能够不限次数应用，容易地完成繁杂控制能。与此同时，PLC的联机通讯能有助于完成分布式控制、远程操作、规范化管理等能，与同样经营规模或成本电磁阀自动控制系统对比，不论其可以跟特性，都具有无可比拟的优点。第二节 PLC的组成

PLC是微型机技术性与控制技术相结合时代的产物，是一种以微控制器为中心的用以操纵的独特电子计算机，因而PLC的*基本构成与一般的微机系统相近。

PLC的硬件主要是由微处理器（Central Processing Unit，CPU）、存储芯片、键入模块、导出模块、串行通讯接口、扩展接口、开关电源等组成。在其中，CPU是PLC的关键，键入模块与导出模块是连接当场键入/导出（I/O）设备及CPU间的通信接口，串行通讯接口用以与开发板、上台电子计算机等外接设备联接。图1-1是PLC的*基本构成。

同一一样的微型机一样，CPU是PLC的关键。PLC中常配备的CPU任意型不一样有所不同，常用的有三类：通用性微控制器（如Z80、8086、80286等）、片式微控制器（如8031、8096等）和位内置式微控制器（如AMD29W等）。中小型PLC主要采用8位通用性微控制器和片式微控制器；中小型PLC主要采用16位通用性微控制器或片式微控制器；大中型PLC主要采用快速位内置式微控制器。

现阶段，中小型PLC为单CPU系统软件，但中、大中型PLC则多数为双CPU系统软件，甚至有一些PLC中CPU高达8个。针对双CPU系统软件，其中一个为字Cpu，一般采用8位或16位Cpu；另一个为位Cpu，选用由相关生产厂家生产设计的专用芯片。字Cpu为主导Cpu，用以实行开发板插口能，监控内部结构计时器，监控扫描时间，解决字节数命令以及对于总线结构和位Cpu加以控制等。位Cpu为从处理器，主要运用于解决位操作指令和实现PLC编程语言表达向程序设计语言的转换。位处理器的选用，提升了PLC速度，使PLC更好地满足同步控制规定。

在PLC中CPU按系统程序给予的能，指引PLC有条不紊的开展工作，具体来说主要有以下层面：

1）接受从开发板输入可执行程序和信息。

2）确诊开关电源、PLC内部结构电源的工作中常见故障和程序编写里的拼写错误等。

3）根据输入接口接受现场情况或数据信息，并存进键入印象存储器或数据存储器中。

4）从存储芯片逐一载入可执行程序，通过表述后实行。

5）依据实施的结论，升级相关标志寄存器状态和输出印象存储器内容，根据导出模块完成导出操纵。有一些PLC还具备造表打印出或数据通讯等能。2.存储芯片模块

存储芯片分为两种：一种是能读/写操控的随机存储器（RAM），另一种是随机存储器（ROM、PROM、EPROM和EEPROM）。在PLC中，存储芯片主要运用于储放系统程序、可执行程序和工作数据信息。

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系统程序是通过PLC的生产厂商整理的，与PLC的硬件构成相关，进行系统自检、表述、能子程序调用管理方法、逻辑函数、通讯及各类主要参数设置等能，给予PLC运作的渠道。系统程序关系着PLC性能，并且在PLC使用中不容易变化，所以也是由生产厂商立即干固在随机存储器ROM、PROM或EPROM中，客户无法浏览和调整。

可执行程序是随PLC的被控对象来决定的，由用户依据目标生产工艺流程控制需要而编写的应用程序。为了方便读取、定期检查改动，可执行程序一般藏于CMOS静态数据RAM中，用锂离子电池做为不间断电源，以确保断电的时候不会遗失信息内容。为了避免影响对RAM中程序的破坏，当可执行程序通过调节，运行正常并且不需要改变时，可以将其干固在随机存储器EPROM中。现在也有很多PLC立即选用EEP-ROM做为客户存储芯片。

工作中信息是PLC运行中常常转变、常常存储的一些数据信息。存放RAM中，以满足随机存储器的需求。在PLC工作存贮器中，配有储放键入/导出电磁阀、辅助继电器、计时器、电子计数器等逻辑器件的存放区，这种器件的情况均是由可执行程序的初始设置和运行状况而确立的。根据需求，一部分数据在断电时要后备电池保持其已有的情况，这一部分在断电时可储存数据存储地区称之为保持数据区。

因为系统程序和工作数据和客户无联系，因此在PLC产品样本或操作手册中所列存储芯片的方式及容积就是指客户程序存储器。当PLC所提供的客户存储芯片容积不够用了时，很多PLC还提供了有存储芯片拓展能。3.开关电源模块

开关电源模块将外部所提供的电源转换成PLC的工作电源后，发放给PLC。有一些开关电源模块也可作为负荷开关电源，根据PLC的I/O界面向负荷给予直流电24V开关电源。PLC的开关电源一般采用开关电源电路，电压范围宽，抗干扰性强。开关电源单元输出和输入间有可信赖的防护，以保证外部的振荡不会影响到PLC的正常运转。

开关电源模块还提供了掉电保护电源电路和后备电池开关电源，以保持一部分RAM存储芯片内容在外界开关电源停电后不容易遗失。在板上一般有发光二极管标示开关电源的工作环境，有利于分辨开关电源工作中有没有问题。4.键入/导出模块

键入/导出模块一般又称I/O模块或I/O控制模块，是PLC与工业化生产当场之间的连接构件。PLC根据输入接口可以检测控制对象的各种数据，以这些信息做为PLC对所被控对象加以控制的重要依据；与此同时PLC也通过输出接口将处置结果赠给被被控对象，并实现操纵的效果。

因为外界输出设备和外部设备所需要的信号幅度是各种各样的，而PLC内部结构CPU解决的信息也只能是规范脉冲信号，因此I/O插口想要实现这类变换。I/O插口一般都具备光电隔离和过滤能，以提升PLC的抗干扰性。此外，I/O插口上一般也有情况标示，工作情况形象化，有利于维护保养。PLC带来了多种多样实际操作脉冲信号和驱动能力的I/O插口，有各式各样平衡的I/O插口供客户选择。I/O接口主要类型有：数字信号（开关量信号）键入、数字信号（开关量信号）导出、模拟量输入、模拟量输出等。5.插口模块

插口模块包含扩展接口、串行通讯接口、开发板插口和存储芯片插口等。

PLC的I/O模块也是属于插口单元范围，它进行PLC与工业当场中间电子信号的往来账户联络。此外，PLC与其它外部设备及信号的功率联络都要对应的插口模块。