PLC -- 可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），一種具有微處理器的數字電子設備，用於自動化控制的數字邏輯控制器，可以將控制指令隨時加載存儲器內存儲與運行。可編程控制器由內部CPU，指令及數據存儲器、輸入輸出單元、電源模塊、數字模擬等單元所模塊化組成。PLC可接收（輸入）及發送（輸出）多種類型的電氣或電子信號，並使用他們來控制或監督幾乎所有種類的機械與電氣系統。
國際電工委員會（IEC）在其標準中將PLC定義爲：
“可編程邏輯控制器是一種數字運算操作的電子系統，專爲在工業環境應用而設計的。它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程邏輯控制器及其有關外部設備，都按易於與工業控制系統聯成一個整體，易於擴充其功能的原則設計。”
PLC的特點：
- 編程方便，現場可修改程序；
- 維修方便，採用模塊化結構；
- 可靠性高於繼電器控制設備；
- 體積小於繼電器控制設備；
- 數據可直接送入計算機；
- 成本可與繼電器控制設備競爭；
- 輸入可以是交流115V；
- 輸出爲交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥、接觸器等；
- 在擴展時，原系統只要很小變更；
- 用戶程序存儲器容量能擴展。
PLC的應用領域
目前，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，控制方式大致可歸納爲如下幾類：
1.開關量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用於單臺設備的控制，也可用於多機羣控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機牀、磨牀、包裝生產線、電鍍流水線等。
2.模擬量控制
在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。爲了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用於模擬量控制。
3.運動控制
PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用於開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用於各種機械、機牀、機器人、電梯等場合。
4.過程控制
過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作爲工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。
5.數據處理
現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的採集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印製表。數據處理一般用於大型控制系統，如無人控制的柔性製造系統；也可用於過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
6.通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨着計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
PLC的基本結構
可編程邏輯控制器實質是一種專用於工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本組成如下圖所示，基本構成詳細描述如下：
電源模塊
有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二爲一的，有些是分開的，其主要用途是爲PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還爲輸入電路提供24V的工作電源。電源如果爲交流電源通常爲220VAC或110VAC，若爲直流電源常用的爲24V。
中央處理器
PLC中的CPU是PLC的核心，它按PLC的系統程序賦予的功能接收並存貯用戶程序和數據，用掃描的方式採集由現場輸入設備送來的狀態或數據，並存入規劃的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行後，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路，與個人計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯繫的數據、控制及狀態總線構成，還有周邊芯片、總線界面及有關電路。它確定了進行控制的規模、工作速度、存儲器容量等。
存儲器
存儲器主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。PLC內部會存放撰寫完成編輯的程序指令及數據，通常也可使用RAM或EEPROM等專用存儲器卡片方式擴展，但擴展能力得依各廠牌與型號有所不同。
輸入/輸出單元
PLC的對外功能，主要是通過各種輸入/輸出模塊與外界聯繫的，按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入寄存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。
輸入單元是用來鏈接截取輸入組件的信號動作並透過內部總線將數據送進存儲器由CPU處理驅動程序指令部分。PLC輸入模塊PLC系統的架構和輸入模塊產品的選擇端視需要被監測的輸入信號位準而定。
來自不同類型被監測的傳感器與流程控制之變量信號，可以涵蓋從±10mV至±10V的輸入信號範圍。
輸出單元是用來驅動外部負載的接口，主要原理是由CPU處理以書寫在PLC裏的程序指令，判斷驅動輸出單元在進而控制外部負載，如指示燈、電磁接觸器、繼電器、氣（油）壓閥等。
PLC輸出模塊在工業環境中用來控制制動器、氣閥及馬達等的PLC系統模擬輸出範圍包括±5V、±10V、0V到5V、0V到10V、4到20mA、或0到20mA等。
通信
現在PLC大多具有可擴展通信網絡模塊的功能，簡單的PLC以BUS纜線或RS-232方式通信鏈接，較高端的PLC會採用USB或以太網方式做通信鏈接。它使PLC與PLC之間、PLC與個人計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。現在幾乎所有的PLC新產品都有通信網絡功能，它和計算機一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的範圍內交換信息。當然，PLC之間的通信網絡是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通信，一些生產廠家採用工業標準總線，並向標準通信協議靠近，這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通信與網絡。
PLC通信協議規格可分爲RS-232、RS-422、RS-432、RS-485、IEEE 1394、IEEE-488（GPIB），其中RS-432最爲少見。當前國際中最常用的通信協議爲MODBUS-ASCII模式及MODBUS-RTU模式，此爲Modicon公司所制定的通信協議。PROFIBUS則爲西門子公司所制定。日本三菱電機則推出CC-LINK通信協議。
外部設備
外部設備是PLC系統不可分割的一部分，它有四大類
- 編程設備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用於編程、對系統作一些設置、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況。編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現場控制運行。
- 監控設備：數據監視器和圖形監視器。直接監視數據或通過畫面監視數據。
- 存儲設備：有存儲卡、存儲磁帶、軟盤或只讀存儲器，用於永久性地存儲用戶數據，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。
- 輸入輸出設備：用於接收信號或輸出信號，一般有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器，打印機等。
內部組件
PLC在程序設計過程中，會利用到內部存儲器，規劃許多順序控制程序上常會使用到的組件，這些組件包括：輸入繼電器、輸出繼電器、補助繼電器、計數器、計時器、數據寄存器等主要組件，各組件功能與使用方法，說明如下：
- 輸入接點與輸出接點：用於PLC與外部組件之間的狀態發送。可連接外部器件，及按鈕開關、選擇開關、光電開關、數字開關等，使用過大電流將會造成內部接點組件損壞。
- 輔助繼電器：用來取代傳統順序控制中的繼電器。傳統繼電器包括接點與線圈兩部分，但實際上PLC是以內部存儲器來記憶補助繼電器之狀態，若線圈被驅動則將1寫入，否則將0寫入。
- 計數器：在程序中被用來計算重複動作的次數。
- 計時器：用來計算動作的時間長短。
- 數據寄存器：用來存儲字符組之數值或字符數據（Data）。