電氣與自動(dòng)化工程中英文對(duì)照外文翻譯文獻(xiàn)

PAGEPAGE1中英文對(duì)照外文翻譯(文檔含英文原文和中文翻譯)譯文：可編程邏輯控制器可編程邏輯控制器或者簡(jiǎn)易可編程控制器是一種數(shù)字化的計(jì)算機(jī)，它應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)過(guò)程中，比如工廠裝配生產(chǎn)線中機(jī)械的控制。不同于普通用途的計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器是專為安排多輸入和多輸出而設(shè)計(jì)的，它拓展了工作的溫度范圍，可抑制電氣噪聲，抗振動(dòng)和干擾。程序控制機(jī)器操作指令通常存儲(chǔ)在各用電池或非易失性存儲(chǔ)器中。PLC要求實(shí)時(shí)系統(tǒng)的輸出結(jié)果在一個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)必須對(duì)輸入條件做出響應(yīng)，否則會(huì)導(dǎo)致意想不到的結(jié)果。特征PLC的控制面板(灰色元素的中心)，它的每個(gè)單位都是由單獨(dú)的元素組成的，由左向右分別是：電源供應(yīng)器，控制器，繼電器單元的輸入輸出。PLC和其他計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別是它適用于各種惡劣環(huán)境條什下(如灰塵，潮溫，高溫，低溫等)，并配各了適合于各種輸入/輸出端口的設(shè)各。這些設(shè)各將PLC連接到相應(yīng)的傳感器和信號(hào)發(fā)生器上。PLC可以定義各種開關(guān)量，模擬量(如溫度和壓力等)用來(lái)配置各種復(fù)雜系統(tǒng)的各種變量，一些PLC甚至還需要使用機(jī)器視覺。在信號(hào)發(fā)生器方面．PLC可以控制的設(shè)各有電動(dòng)機(jī)，氣壓缸或液壓缸，電磁繼電器或螺線管繼電器，以及一些模擬輸出設(shè)各。通過(guò)輸入/輸出模塊的配置。可以構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的PLC系統(tǒng)。這個(gè)PLC系統(tǒng)可以通過(guò)外部I/0模塊連接到一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上。PLC的出現(xiàn)妨改變了過(guò)去使用成千上百的繼電器，凸輪定時(shí)器，鼓音序器來(lái)構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的時(shí)代。通常，一個(gè)簡(jiǎn)單可編程控制器通過(guò)編程，以取代成千上萬(wàn)的繼電器?？删幊炭刂破髯畛鯌?yīng)用于汽車制造業(yè)中，軟件修改取代了硬連線控制面板的重新布線，這標(biāo)志著生產(chǎn)模式發(fā)生了徹底的改變。許多早期的PLC設(shè)計(jì)表明，在簡(jiǎn)單的梯形邏輯的決策中，己經(jīng)出現(xiàn)了類似梯形圖的電氣原理圖。電工們通過(guò)使用梯形邏輯能夠很方便的查找出電路示意圖的問(wèn)題。這項(xiàng)計(jì)劃符號(hào)的選擇使使用可以降低培訓(xùn)其現(xiàn)有的技術(shù)人員的要求。而其他早期的PLC則使用一種基于堆棧的邏輯解決方法——指令表編程的方式。PLC的功能經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)包括順序控制，運(yùn)動(dòng)控制，過(guò)程控制，分柿式控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等多個(gè)方面。一些現(xiàn)代的PLC的數(shù)據(jù)處理，儲(chǔ)存，整理能力和通信能力．已大約相當(dāng)于臺(tái)式電腦了。可編程控制器的編程結(jié)合遠(yuǎn)程I/0硬件，允許通用臺(tái)式電腦進(jìn)行一些PLC方面的特定應(yīng)用。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)61131一3標(biāo)準(zhǔn)，PLC的編程可以使用基于標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言。所謂順序功能圖的圖形符號(hào)編程適用于某些特定的可編程控制器?？删幊炭刂破髋c其他控制系統(tǒng)PLCs能適應(yīng)一系列自動(dòng)化的任務(wù)。這些通常在制造工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)成本相對(duì)于總成本的高自動(dòng)化、以及系統(tǒng)發(fā)生的變化預(yù)計(jì)將在其使用壽命。plc控制輸入和輸出設(shè)備兼容工業(yè)試驗(yàn)設(shè)備和控制;小電氣設(shè)計(jì)是必需的,和設(shè)計(jì)問(wèn)題的中心表達(dá)所需的操作序列。PLC應(yīng)用程序通常是高度定制的系統(tǒng),所以包裝公司的成本較低的成本相比,一個(gè)特定的定制的控制器設(shè)計(jì)。另一方面,在批量生產(chǎn)的貨物的情況下,定制的控制系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)。這是由于低成本的組件,它可以優(yōu)化選擇,而不是一個(gè)“通用的”解決方案,而非經(jīng)常工程費(fèi)用分布在數(shù)以千計(jì)甚至數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的單位。對(duì)于高容量或非常簡(jiǎn)單的固定自動(dòng)化任務(wù),使用不同的技術(shù)。例如,一個(gè)由機(jī)電控制凸輪定時(shí)器的消費(fèi)者洗碗機(jī)成本只有幾美元的生產(chǎn)數(shù)量。Micro-controller-based設(shè)計(jì)適合在成百上千的單位將生產(chǎn)和開發(fā)成本(設(shè)計(jì)電源、輸入/輸出硬件,和必要的測(cè)試和認(rèn)證)可以分布在許多銷售,最終用戶不需要改變控制。汽車應(yīng)用程序是一個(gè)例子,每年數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的單位建造,很少用戶改變這些控制器的編程。然而,一些特種車輛等交通公共汽車經(jīng)濟(jì)使用plc代替專門設(shè)計(jì)的控制,因?yàn)榱康秃烷_發(fā)成本不合算。非常復(fù)雜的過(guò)程控制,如用于化工行業(yè),可能需要算法和性能超出了甚至高性能plc的功能。非常高速或精密控制也可能需要定制的解決方案;例如,飛機(jī)飛行控制。單板機(jī)使用semi-customized或完全專有硬件可能會(huì)選擇非?？量痰目刂茟?yīng)用程序的開發(fā)和維護(hù)成本高可以支持?！败沺lc”desktop-type計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)可以與工業(yè)I/O硬件接口執(zhí)行程序在一個(gè)版本的商業(yè)操作系統(tǒng)用于過(guò)程控制的需要?？删幊炭刂破鲝V泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制,定位控制,轉(zhuǎn)矩控制。一些制造商生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)控制單元與PLC集成這刀位點(diǎn)(涉及數(shù)控機(jī)床)可以用來(lái)指導(dǎo)機(jī)器的動(dòng)作。[引文需要]plc中可能包括邏輯變量反饋模擬控制回路、比例、積分、微分(PID)控制器。一個(gè)PID回路可以用來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程的溫度,例如。歷史上制度通常被配置了只有幾個(gè)模擬控制循環(huán);流程需要成百上千的循環(huán),一個(gè)分布式控制系統(tǒng)(DCS)將被使用。隨著PLC中變得更加強(qiáng)大,DCS和PLC應(yīng)用程序之間的界限已變得不那么明顯。plc與遠(yuǎn)程終端裝置(RTU)有相似的功能。一個(gè)RTU,然而,通常不支持控制算法或控制回路。隨著硬件迅速變得更強(qiáng)大、更便宜,rtu,制度,和dcs越來(lái)越開始重疊的責(zé)任,和許多供應(yīng)商出售rtuPLC-like特性,反之亦然。上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3功能塊語(yǔ)言創(chuàng)建程序運(yùn)行在rtu和plc,盡管幾乎所有供應(yīng)商也提供專有方案和相關(guān)的開發(fā)環(huán)境。近年來(lái)“安全”制度已經(jīng)開始流行,作為獨(dú)立的模型或功能和safety-rated硬件添加到現(xiàn)有的控制器架構(gòu)(艾倫布拉德利Guardlogix,西門子f系列等)。這些不同傳統(tǒng)PLC類型是適用于對(duì)安全性要求苛刻的應(yīng)用程序與硬PLC歷來(lái)補(bǔ)充安全繼電器。例如,安全PLC可以用來(lái)控制機(jī)器人細(xì)胞trapped-key訪問(wèn),訪問(wèn)或者管理關(guān)閉響應(yīng)緊急停止輸送生產(chǎn)線。這種制度通常有一個(gè)限制與安全專項(xiàng)定期指令集擴(kuò)展指令設(shè)計(jì)接口和緊急停止,光屏幕,等等。這樣的系統(tǒng)提供的靈活性導(dǎo)致了需求的快速增長(zhǎng)這些控制器。數(shù)字和模擬信號(hào)數(shù)字或離散信號(hào)表現(xiàn)為二進(jìn)制開關(guān)信號(hào)，收益率只是一個(gè)閉臺(tái)或關(guān)斷信號(hào)。按鈕、限位開關(guān)、光電傳感器能提供了一個(gè)離散信號(hào)。離散信號(hào)以電壓或電流的形式傳送。它在一個(gè)特定的范圍內(nèi)被設(shè)置成開和關(guān)。例如：PLC必須使用24伏直流電壓的I/O口，高于22伏直流電壓代表開，低于2伏直流電壓代表關(guān)．中間值不確定。最初，PLC只有離散的I/O接口。模擬信號(hào)和音量控制一樣，在零和滿量程之間有一系列的值。這些常常被定義為PLC中的整數(shù)，它的范圍取決于設(shè)各中可用來(lái)存儲(chǔ)比特?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元的數(shù)量。由于PLC通常使用16位有符號(hào)二進(jìn)制處理器．整數(shù)值被限定在-32768~+32767之間。壓力、溫度、流量、重量往往代表的模擬信號(hào)。模擬型號(hào)可以使用與原信號(hào)成正比的電壓或電流信號(hào)。例如：一個(gè)4-20mA的電流信號(hào)或者0一10V的電壓信號(hào)將被轉(zhuǎn)化成一個(gè)0-32767之間的整型值。事例作為一個(gè)例子,說(shuō)工廠需要把水儲(chǔ)存在坦克。水從水箱由另一個(gè)系統(tǒng),根據(jù)需要,我們的示例系統(tǒng)必須管理水箱的水位通過(guò)控制閥門,續(xù)杯。顯示的是一個(gè)“梯形圖”,顯示了控制系統(tǒng)。梯形圖是一個(gè)方法的控制電路也刷新制度。梯形圖類似于系統(tǒng)的原理圖由機(jī)電繼電器。顯示的是:雙輸入(從低和高水平開關(guān))由浮子開關(guān)的接觸進(jìn)水閥輸出,貼上的進(jìn)水閥控制一個(gè)“內(nèi)部”的接觸,表示輸出信號(hào)的進(jìn)水閥，這是在程序中創(chuàng)建項(xiàng)目。一個(gè)邏輯控制方案由這些項(xiàng)目在軟件的互連在梯形圖,聯(lián)系符號(hào)代表的比特處理器內(nèi)存,這對(duì)應(yīng)于物理輸入系統(tǒng)的狀態(tài)。如果一個(gè)離散的輸入是精力充沛,內(nèi)存位是1,“常開”接觸,會(huì)通過(guò)一個(gè)邏輯控制的“真正”的梯子上的下一個(gè)元素的信號(hào)。因此,PLC程序,“讀”的聯(lián)系人或看物理開關(guān)接觸在這種情況下必須“相反”或打開為了返回一個(gè)真正的物理開關(guān)關(guān)閉。內(nèi)部狀態(tài)位,對(duì)應(yīng)于離散的狀態(tài)輸出,也可用程序。在這個(gè)例子中,浮動(dòng)開關(guān)接觸的物理狀態(tài)必須考慮當(dāng)選擇“常開”或“常閉”在梯形圖符號(hào)。PLC有兩個(gè)離散輸入從浮子開關(guān)(低級(jí)別和高級(jí)別)。浮子開關(guān)(常閉)打開他們的聯(lián)系人當(dāng)水箱中的水位以上的物理位置開關(guān)。當(dāng)水位低于開關(guān)、浮動(dòng)開關(guān)的物理接觸都關(guān)閉,一個(gè)真正的(1)邏輯值傳遞給進(jìn)水閥的輸出。水開始往油箱。內(nèi)部“進(jìn)水閥”接觸鎖存電路,這樣即使打開“低層次”的聯(lián)系(低水通過(guò)開關(guān)),填充閥仍在。自高水平也常閉,水繼續(xù)流之間的水位仍是兩個(gè)開關(guān)的水平。一旦足夠水位上漲,“高水平”開關(guān)是關(guān)閉的(打開),PLC將關(guān)閉入口阻止水滿溢的;這是一個(gè)密封的例子(自鎖)邏輯。輸出是密封在直到高水平條件打破了電路。進(jìn)水閥仍然后直到水平下降如此之低,低水平開關(guān)被激活,這個(gè)過(guò)程重復(fù)一遍。一個(gè)完整的程序可能包含成千上萬(wàn)的梯級(jí),依次進(jìn)行。典型的PLC處理器會(huì)交替掃描輸入和更新輸出,然后評(píng)估梯子邏輯;輸入更改一個(gè)程序掃描期間不會(huì)有效,直到下一個(gè)I/O更新。一個(gè)完整的程序掃描可能只需要幾毫秒,比的變化控制的過(guò)程快得多?？删幊炭刂破鞫加胁煌墓δ堋绊憽钡奶菪螆D。一些只允許一個(gè)單一的輸出。系列的數(shù)量通常是有限的接觸,和分支機(jī)構(gòu)的數(shù)量,可以使用。每個(gè)元素的順序評(píng)估階段。如果元素改變他們的狀態(tài)在評(píng)估一個(gè)響,難于診斷的故障可以生成,盡管有時(shí)(如上所述)技術(shù)是有用的。有些實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制評(píng)價(jià)從從左到右顯示,不允許反向流的邏輯信號(hào)(在多分支梯級(jí))影響輸出。plc在制造業(yè)自動(dòng)化的前沿。一個(gè)工程師在制造環(huán)境至少會(huì)遇到一些工作制度,如果不定期使用它們。電氣工程的學(xué)生應(yīng)該plc的基本知識(shí),因?yàn)樗麄冊(cè)诠I(yè)應(yīng)用的廣泛使用。系統(tǒng)規(guī)模一個(gè)小型PLC將有固定數(shù)量的I/O接口。通常情況下，如果相應(yīng)的模型并沒(méi)有足夠的I/O接口，則需要擴(kuò)展I/O口。在較大的I/O系統(tǒng)中，PLC可能使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)的處理器通信。這使得一個(gè)復(fù)雜過(guò)程的單獨(dú)部分有各自各自的控制，同時(shí)又允許各子系統(tǒng)同級(jí)之間進(jìn)行通信聯(lián)系。這些通訊聯(lián)系常常被用于HMI(人機(jī)界面)設(shè)各，如鍵盤或PC型工作站。當(dāng)今某些PLC可以通過(guò)各種各樣的設(shè)各進(jìn)行通信聯(lián)系，包括RS—485接口，同軸電纜，和具有速度高達(dá)100兆比特/秒的網(wǎng)絡(luò)控制I/O的以太網(wǎng)。編程早期的PLC(直至20世紀(jì)80年代中期)使用專有的編程渠道或特殊用途的編程終端進(jìn)行編程。它們是用來(lái)取代繼電器邏輯系統(tǒng)的。這些PLC用梯形圖編程，其中常類似于繼電器邏輯示意圖?，F(xiàn)代的PLC可以以各種方式編程，從梯形圖到更傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言，如BASIC和c語(yǔ)言，另一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是StaleLogic，它是基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)PLC程序的。最近，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61131—3已經(jīng)流行。目前的IEC61131—3為可編程控制系統(tǒng)定義了5編程語(yǔ)言：FBD(功能框圖)，LD(梯形圖)，ST(結(jié)構(gòu)化文本)，IL(指示表)和SFC(順序功能圖)，這些技術(shù)強(qiáng)調(diào)動(dòng)作的邏輯組織。所有制造商PLC編程的基本概念是共同的，分歧在于I/O的選擇，存儲(chǔ)組織的安排和指令集．所以不同生產(chǎn)商之間的PLC程序從來(lái)都不可以完全的互換。即使是同一造造商的同一產(chǎn)品線，不同的模式也可能無(wú)法兼容。用戶界面PLC為了配置，報(bào)警或日?？刂频哪康目赡苄枰藱C(jī)互動(dòng)交流。HMI(人機(jī)界面)因此而產(chǎn)生。人機(jī)界面包括MMI(人機(jī)接口)和GUI(圖形州戶界面)。一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)可以使用按鈕和燈來(lái)與用戶互動(dòng)。文字顯示以及圖形化的觸摸屏也可能用到。最現(xiàn)代的PLC可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到其他的系統(tǒng)，如運(yùn)行SCADA(監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。通信PLC的內(nèi)置通信端口通常使用9針的RS232串口，并選擇性使用RS485的和以太網(wǎng)。Mod-bus協(xié)議或DF1是常用的一種通信協(xié)議。其他通信協(xié)議包括各種現(xiàn)場(chǎng)總線．如DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線或Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線等。歷史PLC是應(yīng)美國(guó)汽車業(yè)發(fā)展的需要而產(chǎn)生的。在PLC產(chǎn)生之前，汽車使用繼電器進(jìn)行順序控制和安全聯(lián)鎖邏輯，制造定時(shí)器和專用閉環(huán)控制器。每年模型轉(zhuǎn)換是非常耗時(shí)和昂貴的，而且中繼系統(tǒng)需要有熟練的電工才能操作。在1968年通用汽車公司發(fā)出一份為硬連線中繼系統(tǒng)尋找一個(gè)電子替代品的建議書。中標(biāo)投標(biāo)書來(lái)自貝德福德，馬薩諸塞州的貝德福德聯(lián)營(yíng)公司。第一個(gè)PLC，被命名為084，因?yàn)樗秦惖赂５碌牡诎耸膫€(gè)項(xiàng)目的結(jié)果。貝德福德聯(lián)營(yíng)協(xié)會(huì)創(chuàng)建了一個(gè)新的公司，它致力于開發(fā)，制造，銷售和服務(wù)這一新產(chǎn)品：莫迪廉，它代表模塊化數(shù)字控制器。該項(xiàng)目主持者切尼莫雷，被認(rèn)為是“PLC之父”。該莫迪康品牌在1977年被古爾德電子收購(gòu)，后來(lái)又被德國(guó)AEG公司收購(gòu)，然而是法國(guó)施耐德電氣，也是目前的所有者。汽車行業(yè)仍然是最大的一個(gè)PLC用戶，莫迪康仍然標(biāo)稱一些控制器的模型。PLC應(yīng)用在許多不同的行業(yè)和機(jī)器上，如包裝機(jī)和半導(dǎo)體設(shè)備。眾所周知，PLC的品牌有東芝，西門子，艾倫布拉德利，．ABB，三菱，歐姆龍和通用電氣等?？删幊绦蜻壿嬂^電器最近幾年,像PLRs(可編程邏輯繼電器)并且類似名字的小產(chǎn)品已經(jīng)變得更加普遍和接受。這些是很像plc,用于輕工業(yè),只有少數(shù)的I/O點(diǎn)(即幾個(gè)信號(hào)來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界和一些外出)和低成本是所需的。這些小型設(shè)備通常在一個(gè)共同的物理尺寸和形狀由幾個(gè)制造商,制造商和品牌的大型plc填寫他們的低端產(chǎn)品。受歡迎的名字包括PICO控制器、納米PLC和其他名字暗示非常小的控制器。大多數(shù)這些有8到12離散輸入,4到8離散輸出,2模擬輸入。大小通常是大約4“寬,3”高,和3“深度。大多數(shù)這樣的設(shè)備包括一個(gè)小小的郵票大小的液晶屏取景簡(jiǎn)化梯子邏輯(只有很小的一部分被可見的程序在給定的時(shí)間)和I/O點(diǎn)的狀態(tài),通常這些屏幕都伴隨著一個(gè)4路搖桿按鈕+四個(gè)單獨(dú)的按鈕,類似于關(guān)鍵錄像機(jī)遙控器上的按鈕,和用于瀏覽和編輯邏輯。大多數(shù)有一個(gè)小插頭連接通過(guò)rs-232或rs-485個(gè)人電腦,這樣程序員可以使用簡(jiǎn)單的Windows應(yīng)用程序編程而不是被迫使用的小液晶和按鈕設(shè)置為這個(gè)目的。不像常規(guī)的PLC,通常是模塊化和可擴(kuò)展的,PLRs通常不是模塊化和可擴(kuò)展的,但他們的價(jià)格可以兩個(gè)數(shù)量級(jí)不到一個(gè)PLC,他們還提供穩(wěn)健設(shè)計(jì)和確定的執(zhí)行邏輯。原文：ProgrammablelogiccontrollerAprogrammablelogiccontrollerorsimplyprogrammablecontrollerisadigitalcomputerusedforautomationofindustrialprocesses,suchascontrolmachineryonfactoryassemblylines.Unlikegeneral-purposecomputes,thePLCisdesignedformultipleinputsandoutputarrangements．Extendedtemperatureranges，immunitytoelectricalnoise．a(chǎn)ndresistancetovibrationandimpactProgramstocontrolmachineoperationaretypicallystoredinbattery-backedornon-volatilememoryAPLCisanexampleofarealtimesystemsinceoutputresultsmustbeproducedinresponsetoinputconditionswithinaboundedtime，otherwiseunintendedoperationwillresult.FeaturesControlpanelwithPLC(preyelementsinthecenter)Theunitconsistsofseparateelements，fromlefttoright；powersupply，controlledrelayunitsforinputandoutput.ThemaindifferencefromothercomputersisthatPLCsarearmoredforseverecondition(dust，moisture，heat，cold，etc)andhavethefacilityforextensiveinput/output(I/O、arrangementsTheseconnectthePLCtosensorsandactuatorsPLCsread1imitswitches，analogprocessvariables(suchastemperatureandpressure)．AndthepositionsofcomplexpositioningsystemsSomeevenusemachinevisionOntheactuatorside，PLCsoperateelectricmotors，pneumaticorhydrauliccylinders，magneticrelaysorsolenoids，oranalogoutputsTheinput/outputarrangementsmaybebuiltintoasimplePLC，orthePLCmayhaveexternalI/OmodulesattachedtoacomputernetworkthatplugsintothePLC.PLCswereinventedasreplacementsforautomatedsystemsthatwouldusehundredsorthousandsofrelayscamtimers，anddrumsequencersOften．a(chǎn)singlePLCcanbeprogrammedtoreplacethousandsofrelays.Programmablecontrollerswereinitiallyadoptedbytheautomotivemanufacturingindustrywheresoftwarerevisionreplacedthere-wiringofhard-wiredcontrolpanelswhenproductionmodelschanged.ManyoftheearliestPLCsexpressedalldecisionmakinglogicinsimpleadderlogicwhichappearedsimilartoelectricalschematicdiagramsTheelectricianswerequiteabletotraceoutcircuitproblemswithschematicdiagramsusingladderlogicThisprogramnotationwaschosentoreducetrainingdemandsfortheexistingtechniciansOtherearlyPLCsusedaformofinstructionlistprogramming，basedonastack-basedlogicsolver.ThefunctionalityofthePLChasevolvedovertheyearstoincludesequentialrelaycontrol，motioncontrolprincesscontroldistributedcontrolsystemsandnetworkingThedatahandlingstorage，processingpowerandcommunicationcapabilitiesofsomemodemPLCsareapproximatelyequivalentto'desktopcomputersPLC-likeprogrammingcombinedwithremoteI/Ohardware，allowiigeneral-purposedesktopcomputerIooverlapsomePLCsincertainapplicationsUndertheIEC61131-3standardPLCscabbeprogrammedusingstandards-basedprogramminglanguagesAgraphicalprogrammingnotationcalledSequentialFunctionChartsisavailableoilcertainprogrammablecontrollers.PLCcomparedwithothercontrolsystemsPLCsarewell-adaptedtoarangeofautomationtasks.Thesearetypicallyindustrialprocessesinmanufacturingwherehecostofdevelopingandmaintainingtheautomationsystemishighrelativetothetotalcostoftheautomation.PLCscontaininputandoutputdevicescompatiblewithindustrialpilotdevicesandcontrols.PLCapplicationsaretypicallyhighlycustomizedsystemssotheCOSIofapackagedPLCislowcomparedtothecostofaspecificcustom—builtcontrollerdesignOntheotherhand，inthecaseofmass-producedgoods．customizedcontrolsystemsareeconomicdueIothelowercostofthecomponents，whichcanbeoptimallychoseninsteadofa“genetic”solution.ForhighvolumeorverysimplefixedautomationtasksdifferenttechniquesareusedForexample．a(chǎn)consumerdishwasherwouldbecontrolledbyanelectromechanicalCamtimercostingonlyafewdollarsinproductionquantities.Amicro-controller-baseddesignwouldbeappropriatewherehundredsorthousandsofunitswillbeproducedandsothedevelopmentcost(designofpowersuppliesandinput/outputhardware)canbespreadovermanysales．Andwhere1heend-userwouldnotneedtoalterthecontrolAutomotiveapplicationsareanexample：millionsofunitsarebuilteachyear，andveryfewend-usersaltertheprogrammingofthesecontrollersHowever，somespecialtyvehiclessuchastransitbusseseconomicallyusePLCsinsteadofcustom-designedcontrols，becausethevolumesarelowandthedevelopmentcostwouldbeuneconomic.Verycomplexprocesscontrol，suchasusedinthechemicalindustry，mayrequirealgorithmsandperformancebeyondthecapabilityofevenhigh-performancePLCs.Veryhigh—speedorprecisioncontrolsmayalsorequirecustomizedsolutions；forexample．a(chǎn)ircraftflightcontrols.PLCsmayincludelogicforsingle-variablefeedbackanalogcontrolloop,a“proportional．integral．Derivative”or“PIDcontroller”APIDloopcouldbeusedtocontrolthetemperatureofamanufacturingprocess．ForexampleHistoricallyPLCswereusuallyconfiguredwithonlyafewanalogcontrolloops；whereprocessesrequiredhundredsorthousandsofloops，adistributedcontrolsystem(DCS)wouldinsteadbeusedHowever．a(chǎn)sPLCshavebecomemorepowerful，theboundarybetweenDCSandPLCapplicationshasbecomelessclear-cut.DigitalandanalogsignalsDigitalordiscretesignalsbehaveasbinaryswitches．yieldingsimplyanOnorOffsignal(1or0,TrueorFalse，respectively)Pushbuttons，limitswitches．a(chǎn)ndphotoelectricsensorareexamplesofdevicesprovidingadiscretesignal.DiscretesignalsaresentusingeithervoltageorcurrentwhereaspecificrangeisdesignatedasOnandanotherasOff．ForexampleaPLCmightuse24VDCI/O，withvaluesabove22VDCrepresentingOn．Valuesbelow2VDCrepresentingOn．a(chǎn)ndintermediatevaluesundefinedInitially．PLCshadonlydiscreteI/O.Analogsignalsarelikevolumecontrols，witharangeofvaluesbetweenzeroandfull-scaleThesearetypicallyinterpretedasintegervalues(counts)bythePLC,withvariousrangesofaccuracydependingonthedeviceandthenumberofbitsavailabletostorethedata.AsPLCstypicallyuse16-bitsignedbinaryprocessorstheintegervaluesarelimitedbetween—32,768and+32,767.Pressure,temperature,flow,andweightareoftenrepresentedbyanalogsignalsAnalogsignalscanusevoltageorcurrentwithamagnitudeproportionaltothevalueortheprocesssignalForexampleallanalog4-20mAor0-10Vinputwouldbeconvertedintoanintegervalueof0-32767.ExampleAsanexample,sayafacilityneedstostorewaterinatank.Thewaterisdrawnfromthetankbyanothersystem,asneeded,andourexamplesystemmustmanagethewaterlevelinthetankbycontrollingthevalvethatrefillsthetank.Shownisa"ladderdiagram"whichshowsthecontrolsystem.Aladderdiagramisamethodofdrawingcontrolcircuitswhichpre-datesPLCs.Theladderdiagramresemblestheschematicdiagramofasystembuiltwithelectromechanicalrelays.Shownare:Twoinputs(fromthelowandhighlevelswitches)representedbycontactsofthefloatswitchesAnoutputtothefillvalve,la-belledasthefillvalvewhichitcontrolsAn"internal"contact,representingtheoutputsignaltothefillvalvewhichiscreatedintheprogram.AlogicalcontrolschemecreatedbytheinterconnectionoftheseitemsinsoftwareInladderdiagram,thecontactsymbolsrepresentthestateofbitsinprocessormemory,whichcorrespondstothestateofphysicalinputstothesystem.Ifadiscreteinputisenergized,thememorybitisa1,anda"normallyopen"contactcontrolledbythatbitwillpassalogic"true"signalontothenextelementoftheladder.Therefore,thecontactsinthePLCprogramthat"read"orlookatthephysicalswitchcontactsinthiscasemustbe"opposite"oropeninordertoreturnaTRUEfortheclosedphysicalswitches.Internalstatusbits,correspondingtothestateofdiscreteoutputs,arealsoavailabletotheprogram.Intheexample,thephysicalstateofthefloatswitchcontactsmustbeconsideredwhenchoosing"normallyopen"or"normallyclosed"symbolsintheladderdiagram.ThePLChastwodiscreteinputsfrom

floatswitches(LowLevelandHighLevel).Bothfloatswitches(normallyclosed)opentheircontactswhenthewaterlevelinthetankisabovethephysicallocationoftheswitch.Whenthewaterlevelisbelowbothswitches,thefloatswitchphysicalcontactsarebothclosed,andatrue(logic1)valueispassedtotheFillValveoutput.Waterbeginstofillthetank.Theinternal"FillValve"contactlatchesthecircuitsothatevenwhenthe"LowLevel"contactopens(asthewaterpassesthelowerswitch),thefillvalveremainson.SincetheHighLevelisalsonormallyclosed,watercontinuestoflowasthewaterlevelremainsbetweenthetwoswitchlevels.Oncethewaterlevelrisesenoughsothatthe"HighLevel"switchisoff(opened),thePLCwillshuttheinlettostopthewaterfromoverflowing;thisisanexampleofseal-in(latching)logic.Theoutputissealedinuntilahighlevelconditionbreaksthecircuit.AfterthatthefillvalveremainsoffuntiltheleveldropssolowthattheLowLevelswitchisactivated,andtheprocessrepeatsagain.Acompleteprogrammaycontainthousandsofrungs,evaluatedinsequence.TypicallythePLCprocessorwillalternatelyscanallitsinputsandupdateoutputs,thenevaluatetheladderlogic;inputchangesduringaprogramscanwillnotbeeffectiveuntilthenextI/Oupdate.Acompleteprogramscanmaytakeonlyafewmilliseconds,muchfasterthanchangesinthecontrolledprocess.Programmablecontrollersvaryintheircapabilitiesfora"rung"ofaladderdiagram.Someonlyallowasingleoutputbit.Therearetypicallylimitstothenumberofseriescontactsinline,andthenumberofbranchesthatcanbeused.Eachelementoftherungisevaluatedsequentially.Ifelementschangetheirstateduringevaluationofarung,hard-to-diagnosefaultscanbegenerated,althoughsometimes(asabove)thetechniqueisuseful.Someimplementationsforcedevaluationfromleft-to-rightasdisplayedanddidnotallowreverseflowofalogicsignal(inmulti-branchedrungs)toaffecttheoutput.PLCsareattheforefrontofmanufacturingautomation.AnengineerworkinginamanufacturingenvironmentwillatleastencountersomePLCs,ifnotusethemonaregularbasis.ElectricalengineeringstudentsshouldhavebasicknowledgeofPLCsbecauseoftheirwidespreaduseinindustrialapplications.SystemscaleAsmallPLCwillhaveafixednumberofconnectionsbuiltinforinputsandoutputs.Typically，expansionsareavailableifthebasemodeldoesnothaveenoughI/O.PLCsusedinlargerI/Osystemsmayhavepeer--to-peer(P2P)communicationbetweenprocessorsThisallowsseparatepartsofacomplexprocesstohaveindividualcontrolwhileallowingthesubsystemstoco-ordinateoverthecommunicationlink.ThesecommunicationlinksarealsooftenusedforHMI(Human—MachineInterlace)devicessuchaskeypadsorPC-typeworkstations.Someoftoday’sPLCscarcommunicateoverawiderangeofmediaincludingRS-485，Coaxial，andevenEthernetforI/0controlnetworkspeedsupto100Mbit/s.ProgrammingEarlyPLCs,uptothemid-1980swereprogrammedusingproprietaryprogrammingpanelsorspecial—purposeprogrammingterminals.theyweredesignedtoreplacerelaylogicsystemsThesePLCswereprogrammedin’。ladderlogic“whichstronglyresemblesaschematicdiagramofrelaylogicModemPLCsCanbeprogrammedinavarietyofways，fromladderlogictomoretraditionalprogramminglanguagessuchasBASICandC.AnothermethodisStaleLogicaVeryHighLevelProgrammingLanguagedesignedtoprogramPLCsbasedonStateTransitionDiagrams.RecentlytheInternationalstandardIEC61131-3hasbecomepopular.IEC61131-3currentlydefinesfiveprogramminglanguagesforprogrammablecontrolsystems：FBD(Functionblockdiagram),LD(Ladderdiagram),ST(Structuredtext,similartothePascalprogramminglanguage),1L(1nstructkmlist,similartoassemblylanguage)andSFC(Sequentialfunctionchart)Thesetechniquesemphasizelogicalorganizationofoperations.WhilethefundamentalconceptsofPLCprogrammingarecommontoallmanufacturers，differencesinI/Oaddressing，memoryorganizationandinstructionsetsmeanthatPLCprogramsareneverperfectlyinterchangeablebetweendifferentmakersEvenwithinthesameproductlineorasinglemanufacturer,differentmodelsmaynotbedirectlycompatible.UserInterfacePLCsmayneedtointeractwithpeopleforthepurposeofconfiguration．a(chǎn)larmreportingoreverydaycontrolAHuman-MachineInterface(HMI)isemployedforthispurpose.HMI’sarealsoreferredtoasMMI’s(ManMachineInterface)andGUI(GraphicalUserInterface).Asimplesystemmayusebuttonsandlightstointeractwiththeuser.TextdisplaysareavailableaswellasgraphicaltouchscreensMostmodernPLCscancommunicateoveritnetworktosomeothersystemsuchasacomputerrunningaSCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)systemorwebbrowser.CommunicationsPLCsusuallyhavebuiltincommunicationsportsusually9-PinRS232，andoptionallyforRS485andEthernet.Mod-busorDFIisusuallyincludedasoneofthecommunicationsprotocols.Others’includevariousfield-busessuchasDevice-netorProfibus.HistoryThePLCwasinventedinresponsetotheneedsoftheAmericanautomotiveindustry.BeforethePLC．control．sequencing，andsafetyinterlocklogicformanufacturingautomobileswasaccomplishedusingrelays,timersanddedicatedclosedloopcontrollersTheprocessforupdatingsuchfacilitiesfortheyearlymodelchange—overwasverytimeconsumingandexpensiveastherelaysystemsneededtoberewiredbyskilledelectriciansIn1968GMHydramatic(theautomatictransmissiondivisionofGeneralMotors)issuedarequestforproposalforanelectronicreplacementforhard—wiredrelaysystems.ThewinningproposalcamecameBed-fordAssociatesorBed-ford，MassachusettsThefirstPLC，designatedthe084becauseitwasBed-fordAssociates‘eighty—fourthprojectwastheresultBed-fordAssociatesstartedanewcompanydedicatedtodevelopingmanufacturing,selling.andservicingthisnewproduct.Mod-iconwhichstoodfolModularDigitalCONtroller.Oneofthepeoplewhoworkedo