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分類
控制有幾種分類
1、按控制原理的不同,，自動(dòng)控制分為開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制,。
開(kāi)環(huán)控制
在開(kāi)環(huán)控制中，輸出只受輸入的控制,，控制精度和的特性都比較差,。開(kāi)環(huán)控制中，基于按時(shí)序進(jìn)行邏輯控制的稱為順序控制,；由順序控制裝置,、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控工業(yè)對(duì)象所組成,。主要應(yīng)用于機(jī)械,、化工、物料裝卸運(yùn)輸?shù)鹊目刂埔约皺C(jī)械手和生產(chǎn)自動(dòng)線,。
閉環(huán)控制
閉環(huán)控制是建立在反饋原理基礎(chǔ)之上的,，利用輸出量同期望值的偏差對(duì)進(jìn)行控制，可比的控制性能,。閉環(huán)控制又稱反饋控制,。
2、按給定分類,，自動(dòng)控制可分為恒值控制,、隨動(dòng)控制和程序控制。
恒值控制
給定值不變,，要求輸出量以一定的精度接近給定希望值的,。如生產(chǎn)中的溫度、壓力,、流量,、液位高度、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等自動(dòng)控制屬于恒值,。
隨動(dòng)控制
給定值按未知時(shí)間函數(shù)變化,，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨的天線,。
 
程序控制 
給定值按一定時(shí)間函數(shù)變化,。如程控機(jī)床。
 
工作原理
檢測(cè)輸出量（被控制量）的實(shí)際值,；將輸出量的實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比較得出偏差,；
用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去偏差，使得輸出量維持期望的輸出,。
 
性能要求
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基本任務(wù),，必須對(duì)在控制中出來(lái)的行為提出要求,。對(duì)控制的基本要求，通常是通過(guò)對(duì)特定輸入的響應(yīng)來(lái)的,。例如,，用單位階躍的過(guò)渡及穩(wěn)態(tài)的一些特征值來(lái)表示,。在確保性的前提下,，要求系 統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能好，即：
動(dòng)態(tài)平穩(wěn)（性）,；
響應(yīng)要快（快速性）,；
跟蹤值要準(zhǔn)確（準(zhǔn)確性）。
 
應(yīng)用領(lǐng)域
 
工業(yè)方面
控制已被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,。
 
在工業(yè)方面,，對(duì)于冶金、化工,、機(jī)械制造等生產(chǎn)中遇到的各種物理量,，包括溫度、流量,、壓力,、厚度、張力,、速度,、位置、,、相位等,，都有相應(yīng)的控制。在此基礎(chǔ)上通過(guò)采用數(shù)字計(jì)算機(jī)還建立起了控制性能更好和自動(dòng)化程度更高的數(shù)字控制,，以及具有控制與雙重功能的控制,。在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用包括水位自動(dòng)控制、農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)操作等,。
 
技術(shù)
自動(dòng)控制的應(yīng)用實(shí)例有各種類型的伺服,、火力控制、制導(dǎo)與控制等,。在,、和航海方面，除了各種形式的控制外,，應(yīng)用的領(lǐng)域還包括導(dǎo)航,、遙控和各種器。
 
其他
在辦公室自動(dòng)化,、圖書 ,、交通乃至日常家務(wù)方面,，自動(dòng)控制技術(shù)也都有著實(shí)際的應(yīng)用。隨著控制理論和控制技術(shù)的發(fā)展,，自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大,，幾乎涉及生物、醫(yī)學(xué),、生態(tài),、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等所有領(lǐng)域,。
 
集散控制
 
發(fā)展歷程
控制其實(shí)從20世紀(jì)40年代就開(kāi)始使用了,，早期的現(xiàn)場(chǎng)基地式儀表和后期的繼電器構(gòu)成了控制的前身。以PLC和DCS為代表,，從70年****始應(yīng)用以來(lái),，在冶金、電力,、石油,、化工、輕工等工業(yè)控制中迅猛的發(fā)展,。從90年****始,，陸續(xù)出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線控制、基于PC的控制等,，將簡(jiǎn)要介紹各種常見(jiàn)的控制,，并分析控制的演進(jìn)和發(fā)展方向。
70年代中期,，由于設(shè)備大型化,、工藝流程連續(xù)性要求高、要控制的工藝參數(shù)增多,，而且條件苛刻,，要求顯示操作集中等，使已經(jīng)普及的電動(dòng)單元組合儀表不能*要求,。在此情況下,，業(yè)內(nèi)廠商經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，確定的DCS產(chǎn)品應(yīng)以模擬量反饋控制為主,，輔以開(kāi)關(guān)量的順序控制和模擬量開(kāi)關(guān)量混合型的批量控制,，它們可以覆蓋煉油、石化,、化工,、冶金、電力,、輕工及市政工程等大部分行業(yè),。
1975年前后,，在原來(lái)采用中小規(guī)模集成電路而形成的直接數(shù)字控制器（DDC）的自控和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，出了以集中顯示操作,、分散控制為特征的集散控制（DCS）,。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)并不普及，所以DCS應(yīng)強(qiáng)調(diào)用戶可以不懂計(jì)算機(jī)就能使用DCS;同時(shí),，DCS還應(yīng)強(qiáng)調(diào)向用戶提供整個(gè),。此外，的DCS應(yīng)做到與中控室的常規(guī)儀表具有相同的技術(shù)條件,，以保證可靠性,、性,。
在以后的近30年間,，DCS先與成套設(shè)備配套，而后逐步擴(kuò)大到工藝裝置改造上,，與此同時(shí),，也分成大型DCS和中小型DCS兩類產(chǎn)品，使其性能價(jià)格比更具有競(jìng)爭(zhēng)力,。DCS產(chǎn)品雖然在原理上并沒(méi)有多少突破,，但由于技術(shù)的進(jìn)步、外界變化和需求的改變,，共出現(xiàn)了三代DCS產(chǎn)品,。1975年至80年代前期為代產(chǎn)品，80年代中期至90年代前期為第二代產(chǎn)品,，90年代中期至21世紀(jì)初為第三代產(chǎn)品,。
 
控制站
DCS中，控制站作為一個(gè)完整的計(jì)算機(jī),，它的主要I/O設(shè)備為現(xiàn)場(chǎng)的輸入,、輸出處理設(shè)備，以及輸入/輸出（PI/O）,，包括變換與調(diào)理,，A/D、D/A轉(zhuǎn)換,?？刂普臼钦麄€(gè)DCS的基礎(chǔ)，它的可靠性和性為重要,，死機(jī)和控制失靈的現(xiàn)象是不允許的,，而且冗余、掉電保護(hù),、抗,、構(gòu)成防爆等方面都應(yīng)很有效而可靠,，才能用戶要求。
關(guān)于DCS控制站的,，包括實(shí)時(shí)操作,、編程語(yǔ)言及編譯、數(shù)據(jù)庫(kù),、自診斷等,，只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站開(kāi)始有面向語(yǔ)言和語(yǔ)言,；第三代DCS控制站的可以完成離線組態(tài)及在線修改控制策略,。為了完成控制策略，對(duì)于順序控制和批量控制組態(tài)編程,，各種DCS控制站采用不同的,。
 
DCS操作站
DCS操作站具有操作員功能、工程師功能,、通信功能和語(yǔ)言功能等,，其中工程師功能中包括組態(tài)、,、通用（Utility）功能,，還有配置、操作標(biāo)記,、趨勢(shì)記錄,、歷史數(shù)據(jù)、總貌畫面組態(tài),、控制站組態(tài),、工藝單元或區(qū)域組態(tài)等。
實(shí)際的DCS操作站是典型的計(jì)算機(jī),，它與控制站不同,，有著豐富的設(shè)備和人機(jī)界面。在人機(jī)界面方面,，逐漸過(guò)渡為以GUI圖形用戶界面為平臺(tái)并采用鼠標(biāo),，組態(tài)時(shí)制作流程圖和控制回路圖等采用菜單、窗口等,，使人機(jī)界面友好,。第三代DCS操作站是在個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）及Windows操作普及和通用監(jiān)控圖形已商品化的基礎(chǔ)上誕生的。DDE或OPC接術(shù),，以太網(wǎng)接口與網(wǎng)絡(luò)相連,。DCS組態(tài)、操作站組態(tài),、控制站組態(tài)均有相應(yīng),，為DCS用戶的工程設(shè)計(jì)人員提供人機(jī)界面,。有的DCS的采用通用監(jiān)控圖形，或以此類為核心,，進(jìn)行二次,。
 
數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡(luò)
因?yàn)閿?shù)據(jù)通信牽涉到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信介質(zhì)（信道）,、通信協(xié)議,、IEEE802.4令牌總線傳輸和IEEE802.5令牌環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議在DCS中應(yīng)用廣，是否能夠成為今后DCS的通訊,，還有待觀察,。
 
發(fā)展問(wèn)題
DCS所存在的問(wèn)題，主要集中在3個(gè)方面：
　　1,、即開(kāi)放性問(wèn)題;
　　2,、與現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變送器,、執(zhí)行器的接線問(wèn)題,；
　　3、價(jià)格較貴問(wèn)題[1],。
　　這些問(wèn)題在第三代DCS中已開(kāi)始解決。在21世紀(jì),，新一代的DCS應(yīng)用戶這方面的需求,。
　　在DCS應(yīng)用行業(yè)分布上，如對(duì)DCS產(chǎn)品進(jìn)行改造,，是可以保持其在這些行業(yè)中的地位的,。
 
編程控制
PLC的誕生和發(fā)展 
1968年，通用汽車公司的油壓部門確立了個(gè)可編程控制器的,，他們的目的是既復(fù)雜又昂貴的繼電器控制,。該設(shè)計(jì)規(guī)格需要固態(tài)和電腦技術(shù)，并要求能夠在工業(yè)中生存,，也能夠方便地編程,，并且可以重復(fù)使用。到1969年,，個(gè)PLC誕生,。當(dāng)時(shí)稱為可編程控制器，英文是Programmable Controller,，縮寫為PC,。由于代PLC是為了取代繼電器的，因此,，采用了梯形圖語(yǔ)言作為編程,，形成了工廠的編程,。這些早期的控制器了初的要求，并且打開(kāi)了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門,。在很短的時(shí)間,，PLC就迅速擴(kuò)展到食品、飲料,、金屬加工,、制造和造紙等多個(gè)行業(yè)。
PLC通常根據(jù)CPU所帶的I/O點(diǎn)數(shù)的規(guī)模分為微型PLC,、小型PLC,、中型PLC、大型PLC,、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC,。各種規(guī)模分類如附表所示。
一套典型的PLC通常包括CPU模塊,、電源模塊和一些輸入/輸出模塊,，這些模塊在一塊背板上。如果配置,，可能會(huì)包括一個(gè)操作員界面,、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通訊模塊,、以及一些可選的特殊功能模塊,。可編程控制器不僅容易安裝,，占用空間小,，能源消耗小，帶有診斷指示器可以幫助故障診斷,，而且可以被重復(fù)使用到其它的項(xiàng)目中去,。盡管有PLC的功能，如運(yùn)行速度,、接口種類,、數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)了很大的，但PLC一直保持了其初設(shè)計(jì)的原則,，那就是簡(jiǎn)單*的原則,。
 
的PLC
PLC的技術(shù)從誕生之日起，就不停地發(fā)展,。這些發(fā)展不僅改進(jìn)了PLC的設(shè)計(jì),，也改變了控制的設(shè)計(jì)理念。過(guò)去，PLC適用于離散控制,，如開(kāi)關(guān),、順序執(zhí)行等場(chǎng)所，但隨著PLC的功能越來(lái)越強(qiáng)大,，PLC也開(kāi)始進(jìn)入自動(dòng)化領(lǐng)域,。
 
 
PLC分類
PLC種類 外觀 典型I/O點(diǎn)數(shù)范圍 典型應(yīng)用
微型PLC 固定I/O點(diǎn)，磚塊式 <32點(diǎn) 替代繼電器,，分布式I/O
小型PLC 磚塊式,，模塊式 33-128點(diǎn) 工業(yè)機(jī)器開(kāi)關(guān)控制和商業(yè)用途
中型PLC 模塊式，小機(jī)架 129-512點(diǎn) 復(fù)雜機(jī)器控制和一些分布式 
大型PLC 大機(jī)架 >513點(diǎn)分布式,，監(jiān)控 
PC插卡式PLC ISA或PCI總線卡式 >129點(diǎn)機(jī)器控制,，監(jiān)控
PC兼容控制器 模塊式，大或小機(jī)架 >129點(diǎn)機(jī)器控制,，監(jiān)控
 
PLC的硬件進(jìn)展
以下列出了PLC的硬件進(jìn)展：
·采用新的的微處理器和電子技術(shù)達(dá)到快速的掃描時(shí)間;
干熄焦控制 
·小型的,、低成本的PLC，可以代替四到十個(gè)繼電器;
·高密度的I/O,，以低成本提供了節(jié)省空間的接口;
·基于微處理器的智能I/O接口擴(kuò)展了分布式控制能力,，典型的接口如PID，網(wǎng)絡(luò),，CAN總線,，現(xiàn)場(chǎng)總線，ASCII通信,，定位,，主機(jī)通訊模塊和語(yǔ)言模塊（如BASIC，PASCALC）等;
·包括輸入輸出模塊和端子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn),，使端子更加集成；
·特殊接口允許某些器件可以直接接到控制器上,，如熱電偶,、熱電阻、應(yīng)力測(cè)量,、快速響應(yīng)脈沖等,；
·外部設(shè)備改進(jìn)了操作員界面技術(shù)，文檔功能成為了PLC的功能,。
以上這些硬件的改進(jìn),，了PLC的產(chǎn)品系列的豐富和發(fā)展，使PLC從小的只有10個(gè)I/O點(diǎn)的微型PLC,，到可以達(dá)到8000點(diǎn)的大型PLC,，*。這些產(chǎn)品系列，用普通的I/O和編程外部設(shè)備,，可以組成局域網(wǎng),，并與辦公網(wǎng)絡(luò)相連。整個(gè)PLC的產(chǎn)品系列概念對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),，是一個(gè)非常節(jié)約成本的控制概念,。
 
PLC的進(jìn)展
與硬件的發(fā)展相似，PLC的也取得了巨大的進(jìn)展,，大大強(qiáng)化了PLC的功能:
·PLC引入了面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ?，并且根?jù)電工會(huì)的IEC61131-3的形成了多種語(yǔ)言;
· 小型PLC也提供了強(qiáng)大的編程指令，并且因此延伸了應(yīng)用領(lǐng)域;
·語(yǔ)言,，如BASIC,，C在某些控制器模塊中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，在與外部通訊和處理數(shù)據(jù)時(shí)提供了更大的編程靈活性;
·梯形圖邏輯中可以實(shí)現(xiàn)的功能塊指令,，可以使用戶用簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能;
·診斷和錯(cuò)誤檢測(cè)功能從簡(jiǎn)單的控制器的故障診斷擴(kuò)大到對(duì)所控制的機(jī)器和設(shè)備的和設(shè)備診斷;
·浮點(diǎn)算術(shù)可以進(jìn)行控制應(yīng)用中計(jì)量,、平衡和統(tǒng)計(jì)等所牽涉的復(fù)雜計(jì)算;
·數(shù)據(jù)處理指令簡(jiǎn)化和改進(jìn), 可以進(jìn)行涉及大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、跟蹤和存取的復(fù)雜控制和數(shù)據(jù)采集和處理功能,。
盡管PLC比原來(lái)復(fù)雜了很多,，但是，他們依然保持了令人吃驚的簡(jiǎn)單性,，對(duì)操作員來(lái)說(shuō),，的高功能的PLC與30年前的PLC一樣那么容易操作，甚至更為簡(jiǎn)單,。
 
PLC的未來(lái)發(fā)展
PLC的未來(lái)發(fā)展不僅取決與產(chǎn)品本身的發(fā)展,，還取決于PLC與其它控制和工廠設(shè)備的集成情況。PLC通過(guò)網(wǎng)絡(luò),，被集成到計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）中,，把他們的功能和資源與數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人技術(shù),、CAD/CAM技術(shù),、個(gè)人計(jì)算機(jī)、信息以及分層結(jié)合起來(lái),，在工廠的未來(lái)發(fā)展中,，將占據(jù)重要的地位。 新的PLC的技術(shù)進(jìn)展包括,，更好的操作員界面,，圖形用戶界面（GUI），人機(jī)界面,，也包括與設(shè)備,、硬件和的接口，并支持人工智能比如邏輯I/O等。進(jìn)展將采用廣泛使用的通訊提供不同設(shè)備的連接,，新的PLC指令將立足于PLC的智能性,，基于知識(shí)的學(xué)習(xí)型的指令也將逐步被引入，以的能力,?？梢钥隙ǖ氖牵磥?lái)的工廠自動(dòng)化中,，PLC將肯定占據(jù)重要的地位,，控制策略將被智能地分布開(kāi)來(lái)，而不是集中,，超級(jí)PLC將在需要復(fù)雜運(yùn)算,、網(wǎng)絡(luò)通信和對(duì)小型PLC和機(jī)器控制器的監(jiān)控的應(yīng)用中使用。
 
常見(jiàn)控制
 
現(xiàn)場(chǎng)總線控制
控制 
1,、現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線的突出特點(diǎn)在于它把集中與分散相結(jié)合的DCS集散控制結(jié)構(gòu),，變成的全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng),，依靠現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備本身實(shí)現(xiàn)基本控制功能?，F(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)主要以下幾個(gè)方面:
（1） 以數(shù)字*取代的模擬 
以數(shù)字*取代DCS的4～20mA模擬，且雙向傳輸,。一對(duì)雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設(shè)備，因而電纜,、端子,、槽盒、橋架的用量大為,。同時(shí),，通信總線延伸到現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變送器,、控制器和伺服機(jī)構(gòu),，操作人員在控制室就能實(shí)現(xiàn)主控對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的在線、診斷,、校驗(yàn)和參數(shù)整定，節(jié)省了硬件數(shù)量與投資,。
（2）現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的分散
現(xiàn)場(chǎng)總線在結(jié)構(gòu)上只有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和操作站2個(gè)層次,，將DCS的I/O控制站并入現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備，取消了I/O模件,，現(xiàn)場(chǎng)儀表都是內(nèi)裝微處理器的,，輸出的結(jié)果直接送到鄰近的調(diào)節(jié)閥上，*不需要經(jīng)過(guò)控制室主控，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的分散,。
（3） 總線網(wǎng)絡(luò)是開(kāi)放的
將集成的權(quán)力交給用戶,，用戶可以按自己的需要和考慮，把來(lái)自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成規(guī)模各異的,?？梢杂貌煌瑥S家的現(xiàn)場(chǎng)儀表去替換出現(xiàn)故障的另一廠家的現(xiàn)場(chǎng)儀表。
2,、當(dāng)前的現(xiàn)場(chǎng)總線
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是從80年代后期誕生的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),，經(jīng)歷十幾年左右的發(fā)展，上出現(xiàn)了幾個(gè)有代表性的現(xiàn)場(chǎng)總線和幾個(gè)系列產(chǎn)品,，較流行的有:
（1）會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（Foundation Fieldbus）
在現(xiàn)場(chǎng)總線的研究制訂中,，出現(xiàn)過(guò)多種企業(yè)集團(tuán)或組織，通過(guò)不斷的競(jìng)爭(zhēng),，到1994年在上基本上形成了兩大陣營(yíng),，ISP協(xié)議為首，聯(lián)合歐洲150家公司制訂的World FIP協(xié)議,。這兩大集團(tuán)于1994年合并,，成立現(xiàn)場(chǎng)總線會(huì)（Fieldbus Foundation,FF），致力于上統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議,。FF的協(xié)議符合IEC1158-2,，也稱為SP50。
（2） Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線
它是作為德國(guó)和歐洲的現(xiàn)場(chǎng)總線,。研究所共同推出的,。它采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層?，F(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范（FMS）型則只隱去了OSI的第三至第六層,，采用了應(yīng)用層。
（3） LonWork（Local Operating Network局部操作網(wǎng)）現(xiàn)場(chǎng)總線
于1990年正式推出的,。它采用ISO/OSI模型的全部7層協(xié)議,，采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置,，其大傳輸速率為1.5Mbps,傳輸距離為2700m,，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、光纜,、射頻,、紅外線和電力線等。
（4）控制局域網(wǎng)（Control Area Network,，CAN）控制網(wǎng)絡(luò)
用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信,。CAN結(jié)構(gòu)模型取ISO/OSI模型的第1,、2、7層協(xié)議,，即物理層,、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。
此外還值得一提的是,，可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)公路（Highway Addressable Remote Transducer,，HART）協(xié)議，早推出的一種兼容4~20mA模擬和調(diào)制數(shù)字的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議,。其數(shù)字通信由于采用調(diào)制/解調(diào),，屬于模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)變中的過(guò)渡產(chǎn)品，因而在當(dāng)前的過(guò)渡時(shí)期具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,，了較快的發(fā)展,。
3、現(xiàn)場(chǎng)總線的未來(lái)
現(xiàn)場(chǎng)總路線將成為工業(yè)控制發(fā)展的性飛躍,，有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)總線的報(bào)道層出不窮,，其中令人關(guān)注的焦點(diǎn)集中在能否出現(xiàn)全統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線。
不同的現(xiàn)場(chǎng)總線有不同的功能,，各有其適用的,，靠一種現(xiàn)場(chǎng)總線打天下的想法看來(lái)不太現(xiàn)實(shí)。當(dāng)然,，從另一方面來(lái)講,，相當(dāng)一部分現(xiàn)場(chǎng)總線是大同小異的，技術(shù)上非常接近,，在優(yōu)勝劣汰的下同類總線終將趨于統(tǒng)一,。但商業(yè)利益上的激烈競(jìng)爭(zhēng)是這個(gè)問(wèn)題的主要原因，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線形成巨大影響的自動(dòng)化廠商,，因?yàn)橐M可能自身的地位和利益而不愿放棄其已擁有的現(xiàn)場(chǎng)總線;因此,，在未來(lái)較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)總線之爭(zhēng)會(huì)越演越烈,。
開(kāi)放式控制
控制 
1,、開(kāi)放性控制的概念
*以來(lái)，制造與生產(chǎn)企業(yè)所采用控制大多是的,、封閉的體系結(jié)構(gòu),，其構(gòu)成的硬件是按照各自的度身定制的。無(wú)論是DCS,，PLC還是FCS,，雖然它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟,、產(chǎn)品批量大等優(yōu)點(diǎn),，但相對(duì)日新月異的生產(chǎn)要求，也越來(lái)越出其固有的缺點(diǎn),。在許況下,當(dāng)用戶要想進(jìn)行功能上的擴(kuò)展或變化時(shí),，都必須求助于的提供商，如想把特殊要求融入到控制中去時(shí),，都是比較困難的,。這無(wú)形中不僅了制造企業(yè)的成本，也成為控制升級(jí)換代的“瓶頸”,。
由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越,，從而要求制造商具有較強(qiáng)的市場(chǎng)適應(yīng)能力，這一趨勢(shì)促成了一個(gè)新概念的產(chǎn)生,，即模塊化,、可重構(gòu)、可擴(kuò)充的軟硬件,，這就是開(kāi)放式控制,。這一為制造廠提供了將其技術(shù)與任何第三方的技術(shù)或產(chǎn)品進(jìn)行集成的可能性。
2,、控制制造商的開(kāi)放路線
機(jī)構(gòu)美國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)研究公司ARC（Automation Research Corp.）調(diào)查預(yù)計(jì),，在亞洲，基于PC的控制,、以太網(wǎng)的I/O模件等開(kāi)放式的銷售額預(yù)計(jì)近兩年的增幅達(dá)到145%,，所以，可見(jiàn)在控制市場(chǎng)中,，開(kāi)放的增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于的控制,。
幾乎所有的制造商都已認(rèn)識(shí)到了開(kāi)放必將是自動(dòng)化的未來(lái)。在任何一家控制制造商的新產(chǎn)品樣本中,，都可以看到“開(kāi)放性”的字樣,。但是，他們的開(kāi)放性通常都是在原有的上層加上一些接口實(shí)現(xiàn)局部的互連和通信,，并非真正意義上的開(kāi)放,。不要說(shuō)控制器的底層，就是在操作站這一層,，他們?cè)趯?shí)現(xiàn)與外界通信方面存在著重重困難,。這種狀況的產(chǎn)生并不是由于他們無(wú)法出全開(kāi)放的，而是出于其產(chǎn)品戰(zhàn)略考慮不愿也不能這樣做,。盡管開(kāi)放式控制的市場(chǎng)增長(zhǎng)率較高,，但由于值還不大，制造商不愿放棄已經(jīng)現(xiàn)成的數(shù)十倍的市場(chǎng),。
但這些公司對(duì)于開(kāi)放式市場(chǎng)并非采取坐視不理,、惟我獨(dú)尊的態(tài)度,。各個(gè)公司均在考慮用現(xiàn)有的產(chǎn)品組合出形式上的“開(kāi)放式”。如西門子的PCS7和 WinAC,，實(shí)際上就是用工控機(jī)下掛S7的PLC而組成的概念性的,，典型地表示了其一方面不想在開(kāi)放式領(lǐng)域落后于他人，同時(shí)又不想失去老用戶的復(fù)雜情結(jié),。類似的還有Rockwell-AB的ControlLogic,，F(xiàn)isher-rosemount的Delta-V等等，都是將原有的加上“開(kāi)放”的標(biāo)簽,。他們的目的都是相同的,，那就是既不錯(cuò)過(guò)開(kāi)放式這班航船，又可以將原有的盡量多地銷售出去,。全力致力于真正開(kāi)放式的反而是一些新興的相對(duì)較小的公司如美國(guó)的Opto22,，SoftPLC，Controlsoft以及英國(guó)的Transmitton等等,。這些公司沒(méi)有過(guò)去的包袱,，所的產(chǎn)品的市場(chǎng)目標(biāo)也不存在搶自己飯碗的問(wèn)題，所以他們可以沒(méi)有后顧之憂地宣傳,。由于他們的產(chǎn)品是充分考慮了開(kāi)放性的,，今后將成為開(kāi)放性控制的新的生力軍。
3,、開(kāi)放式研究存在的問(wèn)題
首先,，開(kāi)放式控制的概念不清晰，沒(méi)有解決開(kāi)放控制的平臺(tái)問(wèn)題,。各所采用的體系結(jié)構(gòu)并不一致,，相互之間兼容性和互換性，因而各軟硬件不具備可移植性和互操作性,。
其次,，沒(méi)有充分利用像Windows、UNIX,、OS/2等操作,。思想與技術(shù)落后，始終處于甚至低于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的水平,。沒(méi)有充分利用面向?qū)ο?、重用等工程中的新理論、新技術(shù),，而這些正是實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性控制的關(guān)鍵所在,。
此外，產(chǎn)品的升級(jí),、更新,、修改和仍然依賴于生產(chǎn)廠家,，沒(méi)有提供相應(yīng)的工具和，用戶無(wú)法把自己的或任何第三方的思想或產(chǎn)品融入到中去,。
PC-BASED控制 
歷,，VME總線工業(yè)控制機(jī)一直是許多嵌入式應(yīng)用的機(jī)型[6]。1981年,，Mostek、Motorola,、Philip和Signetics公司發(fā)明了VME總線,，1996年的新VME64（ANSI/VITA1-1994）將總線數(shù)據(jù)寬度到64位，大數(shù)據(jù)傳輸速度為80Mbps,。由Force Computers制定的VME64x總線規(guī)范將總線速度到了320Mbps,。VME總線工控機(jī)是實(shí)時(shí)控制平臺(tái),，大多數(shù)運(yùn)行的是實(shí)時(shí)操作,，并由OS制造商提供的工具應(yīng)用程序。VME總線新產(chǎn)品已經(jīng)采用了500MHz的Pentium Ⅲ處理器,。
由于用戶希望使用與所熟悉的桌面PC機(jī)相同的操作和工具,，了開(kāi)放式桌面PC在工業(yè)中的直接應(yīng)用。除了VME總線工控機(jī)外,，產(chǎn)生了一系列基于PC的,、與ISA/PCI總線兼容的嵌入式工控機(jī)，其中比較有代表性的是CompactPCI/PXI總線,、AT96總線,、STD總線、STD32總線,、 PC/104和PC/104-Plus總線嵌入式工業(yè)控制機(jī),。
隨著Intel CPU和Microsoft DOS/WINDOWS架構(gòu)演變成事實(shí)上的（Wintel），ISA/PCI總線加固型工業(yè)PC（IPC）開(kāi)始向工業(yè)領(lǐng)域滲透,。然而,，雖然加固型工控機(jī)對(duì)基于大母板的桌面機(jī)進(jìn)行了工業(yè)化改造，但其背板技術(shù)仍然存在許多缺點(diǎn)：不良的熱設(shè)計(jì),、不良的連接,、不的模板尺寸和有限的PCI插槽數(shù)（大4個(gè)）等。因此,。
1995年6月PCI SIG正式公布了PCI局部總線規(guī)范2.1版,，同時(shí)PICMG推出了個(gè)PCI/ISA無(wú)源背板總線。為了將PCI SIG的PCI總線規(guī)范用在工業(yè)控制計(jì)算機(jī),，1995年11月PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造者聯(lián)合會(huì)（PICMG）頒布了CompactPCI規(guī)范1.0版,。由于CPCI總線工控機(jī)良好地解決了可靠性和可性問(wèn)題,，而且基于Microsoft的和工具的價(jià)位比較低，所以,，CPCI工控機(jī)得以迅速打入嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng),。但相對(duì)于PCI/ISA加固型工控機(jī)而言，由于總體成本高,、技術(shù)難度大,、無(wú)源背板定義并不*統(tǒng)一模板配套性差、電磁兼容性設(shè)計(jì)要求高等因素,，CompactPCI工控機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域并未實(shí)際應(yīng)用,，反而在電信市場(chǎng)廣泛應(yīng)用。
 
電氣控制
電氣控制一般稱為電氣設(shè)備二次控制回路,，不同的設(shè)備有著不同的控制回路,，主要分高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備的控制。
控制 
根據(jù)設(shè)備不同的要求,，電氣控制很多,，包括以下幾個(gè)方面的控制：
1、由繼電器器控制
2,、觸點(diǎn)控制
3,、無(wú)觸點(diǎn)邏輯控制
4、可編程控制
5,、控制器控制
電氣控制設(shè)計(jì)方案 
控制要求：電氣控制設(shè)計(jì)出要充分能現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制設(shè)備的需求，主要設(shè)計(jì)需考慮到實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便,、可靠,、經(jīng)濟(jì)、適用等特點(diǎn),，以保證控制與控制需要相適應(yīng)，與通用化程度相適應(yīng),，以及充分工藝要求,，具有良好的通用性和靈活性,。
 
種控制
單片機(jī)+PC聯(lián)合作用的控制。單片機(jī)的成本更低?但更輕便?更能靈活的嵌入硬件切割機(jī)內(nèi),。但單片機(jī)的大缺點(diǎn)是處理能力不夠強(qiáng)大,所以很多很復(fù)雜的控制程序必須要單片機(jī)結(jié)合PC來(lái)共同完成,也就是說(shuō)對(duì)于那些負(fù)責(zé)的運(yùn)算或者很復(fù)雜的切割式樣,單獨(dú)依靠單片機(jī)還有一定的設(shè)計(jì)難度。
 
第二種控制
以PC作為處理平臺(tái)的控制,。這種控制是容易設(shè)計(jì)也是容易實(shí)現(xiàn)的,靈活性高,原因是基于PC為處理平臺(tái)的控制器可以有著豐富和大家都很熟悉的軟硬件資源,所以這樣的控制平臺(tái)設(shè)計(jì)性很強(qiáng)大,運(yùn)作性能也很強(qiáng)大?如果能充分的利用PC軟硬件資源,設(shè)計(jì)靈活和復(fù)雜的控制程序顯得輕而易舉,。但缺點(diǎn)是這種控制不能脫離PC運(yùn)行,所以相對(duì)來(lái)說(shuō)成本會(huì)顯得比其他更貴點(diǎn)
 
控制拓展
基于電磁傳感器路徑識(shí)別的智能車控制


在用戶程序執(zhí)行階段,，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,，刷新該邏輯線圈在RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài),；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即,，在用戶程序執(zhí)行中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖,，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用,；相反,，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用,。
在程序執(zhí)行的中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話,，輸入影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出影像寄存器會(huì)被立即更新,，這跟立即輸入有些區(qū)別。
 
輸出刷新階段
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。
 
小結(jié)
根據(jù)上述的描述,，可以對(duì)PLC工作的特點(diǎn)小結(jié)如下：[5] 
①PLC采用集中采樣、集中輸出的工作,，這種了外界的影響。
②PLC的工作是循環(huán)掃描的,，循環(huán)掃描時(shí)間的長(zhǎng)短取決于指令執(zhí)行速度,、用戶程序的長(zhǎng)度等因素,。
③輸出對(duì)輸入的影響有滯后現(xiàn)象。PLC采用集中采樣,、集中輸出的工作，當(dāng)采樣階段結(jié)束后,，輸入狀態(tài)的變化將要等到下一個(gè)采樣周期才能被接收，因此這個(gè)滯后時(shí)間的長(zhǎng)短又主要取決于循環(huán)周期的長(zhǎng)短,。此外,，影響滯后時(shí)間的因素還有輸入濾波時(shí)間,、輸出電路的滯后時(shí)間等。
④輸出映像寄存器的內(nèi)容取決于用戶程序掃描執(zhí)行的結(jié)果,。
⑤輸出鎖存器的內(nèi)容由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)決定,。
⑥PLC當(dāng)前實(shí)際的輸出狀態(tài)有輸出鎖存器的內(nèi)容決定。
 
功能特點(diǎn)
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(1)可靠性高,。由于PLC大都采用單片微型計(jì)算機(jī)，因而集成度高,，再加上相應(yīng)的保護(hù)電路及自診斷功能，了的可靠性,。
(2)編程容易。PLC的編程多采用繼電器控制梯形圖及命令語(yǔ)句,，其數(shù)量比微型機(jī)指令要少得多,，除中,、PLC外，一般的小型PLC只有16條左右,。由于梯形圖形象而簡(jiǎn)單，因此容易,、使用方便，甚至不需要計(jì)算機(jī)知識(shí),，就可進(jìn)行編程。
(3)組態(tài)靈活,。由于PLC采用積木式結(jié)構(gòu)，用戶只需要簡(jiǎn)單地組合,，便可靈活地改變控制的功能和規(guī)模,，因此,，可適用于任何控制。
(4)輸入/輸出功能模塊齊全,。PLC的大優(yōu)點(diǎn)之一，是針對(duì)不同的現(xiàn)場(chǎng)(如直流或交流,、開(kāi)關(guān)量、數(shù)字量或模擬量、電壓或電流等),，均有相應(yīng)的模板可與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件(如按鈕,、開(kāi)關(guān),、傳感電流變送器、電機(jī)啟動(dòng)器或控制閥等)直接連接,，并通過(guò)總線與CPU主板連接,。
(5)安裝方便,。與計(jì)算機(jī)相比，PLC的安裝既不需要機(jī)房,，也不需要嚴(yán)格的屏蔽措施。使用時(shí)只需把檢測(cè)器件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PLC的I/O接口端子正確連接,，便可正常工作,。
(6)運(yùn)行速度快。由于PLC的控制是由程序控制執(zhí)行的,，因而不論其可靠性還是運(yùn)行速度，都是繼電器邏輯控制無(wú)法相比的,。
近年來(lái)，微處理器的使用,，特別是隨著單片機(jī)大量采用,，大大增強(qiáng)了PLC的能力,，并且使PLC與微型機(jī)控制之間的差別越來(lái)越小，特別是PLC更是如此,。[6] 
 
集成
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在制造工業(yè)中存在大量的開(kāi)關(guān)量為主的開(kāi)環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序號(hào)按照時(shí)序;另外還有與順序,、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)的控制;以及大量的開(kāi)關(guān)量、脈沖量,、計(jì)時(shí),、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集,。由于這些控制和的要求，使PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品,。PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提逐漸了各種通訊接口,，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展,，使PLC的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。 PLC具有可靠,、價(jià)格便宜、功能齊全,、應(yīng)用靈活方便、操作方便的優(yōu)點(diǎn),，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因。
PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu),，有母板，數(shù)字I/O模板,，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板,，條形碼識(shí)別模板等模塊,，用戶可以根據(jù)需要采用在母板上擴(kuò)展或者利用總線技術(shù)配備遠(yuǎn)程I/O從站的來(lái)想要的I/O數(shù)量。
PLC在實(shí)現(xiàn)各種數(shù)量的I/O控制的同時(shí),，還具備輸出模擬電壓和數(shù)字脈沖的能力，使得它可以控制各種能接收這些的伺服電機(jī),，步進(jìn)電機(jī),，變頻電機(jī)等,，加上屏的人機(jī)界面支持,，施耐德的PLC可以您在控制中任何層次上的需求,。
 
選型規(guī)則
編輯 
在可編程邏輯控制器設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案,，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù),?？删幊踢壿嬁刂破骷坝嘘P(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的,、的，按照易于與工業(yè)控制形成一個(gè)整體,，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的,，可編程邏輯控制器的硬件,、配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng),。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間,，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí),，應(yīng)詳細(xì)分析工藝的特點(diǎn),、控制要求,，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和，然后根據(jù)控制要求,，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量,、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等,，后選擇有較高性能價(jià)格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制,。
 
輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算
I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),，再10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù),。實(shí)際訂貨時(shí),，還需根據(jù)制造廠商可編程邏輯控制器的產(chǎn)品特點(diǎn),，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。
 
存儲(chǔ)器容量的估算
存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小,，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量,。設(shè)計(jì)階段,，由于用戶應(yīng)用程序還未編制,，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的,，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算,，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。
存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式,，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式,，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍,，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字）,，另外再按此數(shù)的25%考慮余量,。
 
控制功能的選擇
該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能,、通信功能,、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇,。
1、運(yùn)算功能
簡(jiǎn)單可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算,、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位,、比較等運(yùn)算功能,；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等,；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開(kāi)放的出現(xiàn),，在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信,，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信,，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能,。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能,。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能,，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí),，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等,。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算,。
2,、控制功能
控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算,、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定,?？删幊踢壿嬁刂破髦饕糜陧樞蜻壿嬁刂?，因此,，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,，可編程邏輯控制器的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量,。例如采用PID控制單元,、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元,、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
3,、通信功能
大中型可編程邏輯控制器應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和通信協(xié)議（如TCP/IP）,，需要時(shí)應(yīng)能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信,，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。
可編程邏輯控制器的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口,、RIO通信口,、常用DCS接口等,；大中型可編程邏輯控制器通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合,，通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求。
可編程邏輯控制器的通信網(wǎng)絡(luò)中,，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%?？删幊踢壿嬁刂破鞯耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：
1）,、PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)可編程邏輯控制器為從站,，組成簡(jiǎn)易可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)；
2）,、1臺(tái)可編程邏輯控制器為主站,，其他同型號(hào)可編程邏輯控制器為從站,，構(gòu)成主從式可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)；
3）,、可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；
4）,、可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)（各廠商的可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡(luò)）,。
為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要,，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn),、現(xiàn)場(chǎng)總線,、）通信處理器。
4,、編程功能
離線編程：可編程邏輯控制器和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程時(shí),，CPU只為編程器提供服務(wù),，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行,，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程可成本,，但使用和調(diào)試不方便,。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU,，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),，下一掃描周期,，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種成本較高,，但調(diào)試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中常采用,。
五種化編程語(yǔ)言：順序功能圖（SFC）,、梯形圖（LD）,、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ)言,。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其（IEC6113123），同時(shí),，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式,，如C,，Basic等，以特殊控制的控制要求,。
5、診斷功能
可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和的診斷,。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,，診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷,，通過(guò)對(duì)可編程邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷,。
可編程邏輯控制器的診斷功能的強(qiáng)弱,，直接影響對(duì)操作和人員技術(shù)能力的要求，并影響平均時(shí)間,。
6、處理速度
可編程邏輯控制器采用掃描工作,。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好,，如果時(shí)間小于掃描時(shí)間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該,，造成數(shù)據(jù)的丟失。
處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度,、CPU處理速度,、等有關(guān),。可編程邏輯控制器接點(diǎn)的響應(yīng)快,、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2～0.4Ls,，因此能適應(yīng)控制要求高,、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)：小型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K,；大中型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。
 
可編程邏輯控制器的類型
可編程邏輯控制器按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類,，按應(yīng)用分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位,、4位,、8位、16位,、32位,、64位等,。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。
整體型可編程邏輯控制器的I/O點(diǎn)數(shù)固定,，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制,；模塊型可編程邏輯控制器提供多種I/O卡件或插卡,，因此用戶可較合理地選擇和配置控制的I/O點(diǎn)數(shù),，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制,。
 
PLC輸入/輸出類型
開(kāi)關(guān)量 
開(kāi)關(guān)量主要指開(kāi)入量和開(kāi)出量，是指一個(gè)裝置所帶的輔助點(diǎn),，譬如變壓器的溫控器所帶的繼電器的輔助點(diǎn)（變壓器超溫后變位）,、閥門凸輪開(kāi)關(guān)所帶的輔助點(diǎn)（閥門開(kāi)關(guān)后變位）,，器所帶的輔助點(diǎn)（器后變位）、熱繼電器（熱繼電器后變位）,，這些點(diǎn)一般都傳給PLC或綜保裝置,，電源一般是由PLC或綜保裝置提供的,，自己本身不帶電源，所以叫無(wú)源接點(diǎn),，也叫PLC或綜保裝置的開(kāi)入量。
1,、數(shù)字量
在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量,。把表示數(shù)字量的叫數(shù)字,。把工作在數(shù)字下的電子電路叫數(shù)字電路。
例如：
用電子電路記錄從自動(dòng)生產(chǎn)線上輸出的零件數(shù)目時(shí),，每送出一個(gè)零件便給電子電路一個(gè),，使之記1，而平時(shí)沒(méi)有零件送出時(shí)加給電子電路的是0,，所在為記數(shù),?？梢?jiàn)，零件數(shù)目這個(gè)無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是不連續(xù)的,，因此他是一個(gè)數(shù)字。小的數(shù)量單位就是1個(gè),。
2,、模擬量
在時(shí)間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量,。把表示模擬量的叫模擬,。把工作在模擬下的電子電路叫模擬電路。
例如：
熱電偶在工作時(shí)輸出的電壓就屬于模擬,，因?yàn)樵谌魏吻闆r下被測(cè)溫度都不可能發(fā)生突跳，所以測(cè)得的電壓無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的,。而且,，這個(gè)電壓在連續(xù)變化中的任何一個(gè)取值都是具體的物理意義,，即表示一個(gè)相應(yīng)的溫度。
 
轉(zhuǎn)換原理
1. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬的,，一般用低通濾波即可以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字行,，即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電平,，形成階梯狀，然后進(jìn)行低通濾波,。
根據(jù)與的理論，數(shù)字階梯狀可以看作沖激采樣和矩形脈沖的卷積,，那么由卷積定理,，數(shù)字的頻譜就是沖激采樣的頻譜與矩形脈沖頻譜（即Sa函數(shù)）的乘積。這樣,，用Sa函數(shù)的倒數(shù)作為頻譜特性補(bǔ)償,，由數(shù)字便可恢復(fù)為采樣,。由采樣定理，采樣的頻譜經(jīng)低通濾波便原來(lái)模擬的頻譜,。
一般實(shí)現(xiàn)時(shí)，不是直接依據(jù)這些原理,，因?yàn)榧怃J的采樣很難,，因此，這兩次濾波（Sa函數(shù)和低通）可以合并（級(jí)聯(lián)）,，并且由于這各的濾波特性是物理不可實(shí)現(xiàn)的，所以在真實(shí)的中只能近似完成,。
2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字的,，是一個(gè)濾波,、采樣保持和編碼的。
模擬經(jīng)帶限濾波,，采樣保持電路,，變?yōu)殡A梯形狀，然后通過(guò)編碼器,， 使得階梯狀中的各個(gè)電平變?yōu)槎M(jìn)制碼。
 
選擇型號(hào)
編輯 
PLC產(chǎn)品的種類繁多,。PLC的型號(hào)不同,對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能,、容量,、指令、編程,、價(jià)格等均各不相同,適用的也各有側(cè)重,。因此,合理選用PLC,對(duì)于PLC控制的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。
 
PLC機(jī)型的選擇
PLC的選擇主要應(yīng)從PLC 的機(jī)型,、容量、I/O模塊,、電源模塊,、特殊功能模塊,、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在功能要求及保證可靠,、方便的前提下,力爭(zhēng)佳的性能價(jià)格比,。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素,。
 
合理的結(jié)構(gòu)型式
PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。
整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于工藝較為固定的小型控制中,；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例,、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且方便,一般于較復(fù)雜的控制,。
 
安裝的選擇
PLC的安裝分為集中式,、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。
集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,反應(yīng)快,、成本低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型,的裝置分布范圍很廣,遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源,；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別控制,又要相互聯(lián)系的,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊,。
 
相應(yīng)的功能要求
一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算,、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可,。
對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的,可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC,。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 ,、閉環(huán)控制,、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或PLC,。但是中、PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)?？刂坪图⒖刂频?。
 
響應(yīng)速度要求
PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要,。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或有特殊的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。
 
可靠性的要求
對(duì)于一般PLC的可靠性均能,。對(duì)可靠性要求很高的,應(yīng)考慮是否采用冗余或熱備用。
 
機(jī)型盡量統(tǒng)一
一個(gè)企業(yè),應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一,。主要考慮到以下三方面問(wèn)題：
1)機(jī)型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購(gòu)和,。
2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用類似,有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的,。
3)機(jī)型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制。