1 引言

　　可編程控制器是以微處理器技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通訊技術(shù)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(qiáng)、使用極為方便等特點(diǎn)，與機(jī)器人技術(shù)、cad/cam并列稱為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。它是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的被國外稱為“先進(jìn)國家三大支柱”之首的工業(yè)自動(dòng)化理想控制裝置，是近年來發(fā)展極為迅速，運(yùn)用面極廣的工業(yè)控制裝置，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)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(yīng)用并發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)，用于代替繼電器完成機(jī)器和設(shè)備的自動(dòng)控制，它的最大的特點(diǎn)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(jí)計(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成和連網(wǎng)的能力，plc自發(fā)明以來在工業(yè)自動(dòng)化、交通控制、電力運(yùn)輸、樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

3 PLC發(fā)展歷史　

　　自1969年世界上第一臺(tái)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。回顧其發(fā)展歷程，可將plc技術(shù)分為3個(gè)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(chǔ)。其結(jié)構(gòu)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(diǎn)的狀態(tài)→然后執(zhí)行程序→然后根據(jù)程序的執(zhí)行結(jié)果刷新輸出接點(diǎn)的狀態(tài)→然后再讀取輸入接點(diǎn)的狀態(tài)→讀取輸入接點(diǎn)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(hào)狀態(tài)發(fā)生變化到輸出端的信號(hào)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(shí)間，而且這個(gè)時(shí)間是不可預(yù)測(cè)的，在某些應(yīng)用場(chǎng)合這是不允許的，如位置控制、速度控制、需要高速響應(yīng)的控制，這就使得plc在這些場(chǎng)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(chǎn)生誤動(dòng)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(shí)由于plc使用的是梯形圖語言，系統(tǒng)本身必須帶有功能強(qiáng)大的編譯器，這樣就使得plc構(gòu)成的系統(tǒng)具有較高的價(jià)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(tái)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(wǎng)絡(luò)集成。其組成結(jié)構(gòu)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(gè)新的概念，即開放性、標(biāo)準(zhǔn)化，它的運(yùn)行原理方面與傳統(tǒng)plc相比具有實(shí)時(shí)多任務(wù)運(yùn)行機(jī)制，但仍然是基于程序執(zhí)行這樣的基礎(chǔ)。因此它并沒有從根本上解決傳統(tǒng)plc存在的問題，在其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)中依然存在。

       （3） 現(xiàn)場(chǎng)集成階段。也就是hard plc階段，它是一個(gè)全新的代名詞，也是一個(gè)plc的最新發(fā)展動(dòng)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(tái)，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(tái)，象傳統(tǒng)plc一樣它同樣是可編程的。其組成結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)控制功能，而編程改變的也只是其芯片內(nèi)部的硬件連接，而不需運(yùn)行軟件程序，因此自然沒有程序跑飛、開機(jī)復(fù)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(jià)僅是傳統(tǒng)plc系統(tǒng)的十分之一，甚至更少。在硬件線路運(yùn)行時(shí)所有的信號(hào)是并行運(yùn)行的，而且信號(hào)的路徑是可知的，信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間是可預(yù)測(cè)的，所以可用于精確控制的需要，如位置控制、速度控制、信號(hào)處理、圖像處理、高速機(jī)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。