1.1 PLC主要功能和特点

1.1.1 PLC主要功能

PLC作为一种专为在工业环境下应用而设计的计算机，必须具有以下功能：

（1）逻辑控制功能。逻辑控制功能就是位处理功能，它用PLC的与、或、非指令代替继电器触点串联、并联和其他逻辑连接，实现逻辑控制、开关控制和顺序控制。

（2）信号采集功能。PLC可以采集模拟信号、数字信号、脉冲信号。有了这个功能，才可以实现其他的功能。

（3）输出控制功能。可以输出数字信号、模拟信号、脉冲信号以控制外部电磁阀、指示灯等设备。PLC的其他功能都必须通过这个功能来输出。

（4）数据处理功能。数据处理功能是指PLC能进行数据传送、数据比较、数据转换、数据移位、算术运算等操作。有的还可以进行浮点运算。

（5）定时/计数功能。可以进行定时或延时控制，时间可以精确到毫秒。用户可以自行设定，也可以在运行过程中根据需要更改，使用方便。用脉冲可以实现加、减计数。

（6）远程I/O功能。远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与主控制器相连接并收发、处理信号，实现远程控制。

（7）人机界面功能（HMI）。实现人机交互，使操作者实现人机交互、监视设备运行状态、报警及状态显示和进行过程控制，实现参数设置和在线组态。

（8）故障自诊断功能。可以对系统配置、硬件状态、指令合法性、网络通信等进行自诊断，发现异常情况，则报警且提示错误类型。如果是严重错误则自动停止运行。PLC的故障自诊断功能可以大大提高系统的安全性。

（9）通信联网功能。现在的PLC大多数都具有较强的通信、联网功能。PLC系统与计算机可以直接或通过通信处理单元相连，构成网络，实现信息共享和交换。并且可以构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络系统，以便实现较大规模的复杂控制。

（10）实时通信和冗余互备功能。实时通信实现了总线网络或以太网络下PLC系统对信息处理的实时要求，冗余互备功能则体现了一般工业现场安全性和稳定性的最基本要求。

1.1.2 PLC特点

归纳起来，PLC主要有以下特点。

1.可靠性高

PLC用软件代替继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器，接线可以减少到继电器控制系统的十分之一以下，大大减少了触点接触不良的可能。另外，PLC自身具有较强的自诊断能力，能及时报告出错信息，或停止运行等待修复。

PLC主要模块都使用大规模或超大规模集成电路。对CPU这个核心部件所需的+5V电源采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整。

PLC对工作环境的要求低，在环境温度—20℃～65℃、相对湿度为35%～85%情况下即可正常工作。

2.抗干扰能力强

I/O设计有完善的通道保护和多种形式的滤波电路，以抑止高频干扰，削弱各模块之间的干扰影响。在系统的输入/输出回路中，采用光电隔离等措施，有效防止了回路间的信号干扰。

在PLC中常采用一种被称为“看门狗”的监视定时器来监视用户程序的运行时间，以避免PLC在执行程序过程中进入死循环或“跑飞”（PLC执行非预定的程序）。只要循环超时，即报警或进行相应处理。

PLC软件定期检测外界环境，当PLC检测到偶发性故障时，立即把当时状态存入存储器，禁止对存储器的任何操作，以防止存储信息丢失。一旦故障条件消失，就可以恢复正常，继续原来的程序工作。对程序及动态数据进行电池后备。停电后，利用后备电池供电，确保有关状态及信息不会丢失。

3.编程简单、系统设计、修改、调试方便

现在使用最多的PLC编程语言是梯形图。它符合大多数工厂、企业电气技术人员的读图习惯，语言形象直观、易学易用。PLC采用软件方法取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大为减少。用户程序可以在实验室模拟调试，减少了现场调试的工作量。生产设备更新或生产工艺流程改变后，用户可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

4.模块化结构、通用性强，维护简单、维修方便

PLC产品系列化、标准化、模块化，用户可根据实际需求灵活方便地进行选择，不需要用户自己再设计和制作硬件装置。

PLC即使出现故障，维修也很方便。PLC有很多故障提示信号，本身还可记录故障情况，所以很容易诊断。诊断出故障后可按模块排除，进行简单地更换就可以。

PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品，其结构紧凑、体积小、能耗低，重量轻。PLC与继电器控制电路相比，体积减小95%以上，功耗减少70%以上。