電氣與自動化工程中英文對照外文翻譯文獻(xiàn)

PAGEPAGE1中英文對照外文翻譯(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易可編程控制器是一種數(shù)字化的計算機(jī)，它應(yīng)用于工業(yè)自動化的生產(chǎn)過程中，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)計的，它拓展了工作的溫度范圍，可抑制電氣噪聲，抗振動和干擾。程序控制機(jī)器操作指令通常存儲在各用電池或非易失性存儲器中。PLC要求實(shí)時系統(tǒng)的輸出結(jié)果在一個時間范圍內(nèi)必須對輸入條件做出響應(yīng)，否則會導(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。在信號發(fā)生器方面．PLC可以控制的設(shè)各有電動機(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。通過輸入/輸出模塊的配置?？梢詷?gòu)建一個簡單的PLC系統(tǒng)。這個PLC系統(tǒng)可以通過外部I/0模塊連接到一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上。PLC的出現(xiàn)妨改變了過去使用成千上百的繼電器，凸輪定時器，鼓音序器來構(gòu)建一個自動化系統(tǒng)的時代。通常，一個簡單可編程控制器通過編程，以取代成千上萬的繼電器。可編程控制器最初應(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)計表明，在簡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。電工們通過使用梯形邏輯能夠很方便的查找出電路示意圖的問題。這項(xiàng)計劃符號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)過多年的發(fā)展，已經(jīng)包括順序控制，運(yùn)動控制，過程控制，分柿式控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等多個方面。一些現(xiàn)代的PLC的數(shù)據(jù)處理，儲存，整理能力和通信能力．已大約相當(dāng)于臺式電腦了?？删幊炭刂破鞯木幊探Y(jié)合遠(yuǎn)程I/0硬件，允許通用臺式電腦進(jìn)行一些PLC方面的特定應(yīng)用。根據(jù)國際電工委員會61131一3標(biāo)準(zhǔn)，PLC的編程可以使用基于標(biāo)準(zhǔn)的編程語言。所謂順序功能圖的圖形符號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)一系列自動化的任務(wù)。這些通常在制造工業(yè)過程自動化系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)成本相對于總成本的高自動化、以及系統(tǒng)發(fā)生的變化預(yù)計將在其使用壽命。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)計是必需的,和設(shè)計問題的中心表達(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,一個特定的定制的控制器設(shè)計。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“通用的”解決方案,而非經(jīng)常工程費(fèi)用分布在數(shù)以千計甚至數(shù)以百萬計的單位。對于高容量或非常簡單的固定自動化任務(wù),使用不同的技術(shù)。例如,一個由機(jī)電控制凸輪定時器的消費(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)計適合在成百上千的單位將生產(chǎn)和開發(fā)成本(設(shè)計電源、輸入/輸出硬件,和必要的測試和認(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)用程序是一個例子,每年數(shù)以百萬計的單位建造,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)計的控制,因?yàn)榱康秃烷_發(fā)成本不合算。非常復(fù)雜的過程控制,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計算機(jī)上運(yùn)行時可以與工業(yè)I/O硬件接口執(zhí)行程序在一個版本的商業(yè)操作系統(tǒng)用于過程控制的需要?？删幊炭刂破鲝V泛應(yīng)用于運(yùn)動控制,定位控制,轉(zhuǎn)矩控制。一些制造商生產(chǎn)運(yùn)動控制單元與PLC集成這刀位點(diǎn)(涉及數(shù)控機(jī)床)可以用來指導(dǎo)機(jī)器的動作。[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PID回路可以用來控制生產(chǎn)過程的溫度,例如。歷史上制度通常被配置了只有幾個模擬控制循環(huán);流程需要成百上千的循環(huán),一個分布式控制系統(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“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類型是適用于對安全性要求苛刻的應(yīng)用程序與硬PLC歷來補(bǔ)充安全繼電器。例如,安全PLC可以用來控制機(jī)器人細(xì)胞trapped-key訪問,訪問或者管理關(guān)閉響應(yīng)緊急停止輸送生產(chǎn)線。這種制度通常有一個限制與安全專項(xiàng)定期指令集擴(kuò)展指令設(shè)計接口和緊急停止,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這些控制器。數(shù)字和模擬信號數(shù)字或離散信號表現(xiàn)為二進(jìn)制開關(guān)信號，收益率只是一個閉臺或關(guān)斷信號。按鈕、限位開關(guān)、光電傳感器能提供了一個離散信號。離散信號以電壓或電流的形式傳送。它在一個特定的范圍內(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)各中可用來存儲比特數(shù)據(jù)的存儲單元的數(shù)量。由于PLC通常使用16位有符號二進(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。模擬型號可以使用與原信號成正比的電壓或電流信號。例如：一個4-20mA的電流信號或者0一10V的電壓信號將被轉(zhuǎn)化成一個0-32767之間的整型值。事例作為一個例子,說工廠需要把水儲存在坦克。水從水箱由另一個系統(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控制閥門,續(xù)杯。顯示的是一個“梯形圖”,顯示了控制系統(tǒng)。梯形圖是一個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“內(nèi)部”的接觸,表示輸出信號的進(jìn)水閥，這是在程序中創(chuàng)建項(xiàng)目。一個邏輯控制方案由這些項(xiàng)目在軟件的互連在梯形圖,聯(lián)系符號代表的比特處理器內(nèi)存,這對應(yīng)于物理輸入系統(tǒng)的狀態(tài)。如果一個離散的輸入是精力充沛,內(nèi)存位是1,“常開”接觸,會通過一個邏輯控制的“真正”的梯子上的下一個元素的信號。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真正的物理開關(guān)關(guān)閉。內(nèi)部狀態(tài)位,對應(yīng)于離散的狀態(tài)輸出,也可用程序。在這個例子中,浮動開關(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。PLC有兩個離散輸入從浮子開關(guān)(低級別和高級別)。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)、浮動開關(guān)的物理接觸都關(guān)閉,一個真正的(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,這個過程重復(fù)一遍。一個完整的程序可能包含成千上萬的梯級,依次進(jìn)行。典型的PLC處理器會交替掃描輸入和更新輸出,然后評估梯子邏輯;輸入更改一個程序掃描期間不會有效,直到下一個I/O更新。一個完整的程序掃描可能只需要幾毫秒,比的變化控制的過程快得多。可編程控制器都有不同的功能“響”的梯形圖。一些只允許一個單一的輸出。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。每個元素的順序評估階段。如果元素改變他們的狀態(tài)在評估一個響,難于診斷的故障可以生成,盡管有時(如上所述)技術(shù)是有用的。有些實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制評價從從左到右顯示,不允許反向流的邏輯信號(在多分支梯級)影響輸出。plc在制造業(yè)自動化的前沿。一個工程師在制造環(huán)境至少會遇到一些工作制度,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,因?yàn)樗麄冊诠I(yè)應(yīng)用的廣泛使用。系統(tǒng)規(guī)模一個小型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)對點(diǎn)(P2P)的處理器通信。這使得一個復(fù)雜過程的單獨(dú)部分有各自各自的控制，同時又允許各子系統(tǒng)同級之間進(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)的編程語言，如BASIC和c語言，另一種高級程序設(shè)計語言是StaleLogic，它是基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計PLC程序的。最近，國際標(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法兼容。用戶界面PLC為了配置，報警或日常控制的目的可能需要人機(jī)互動交流。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)。一個簡單的系統(tǒng)可以使用按鈕和燈來與用戶互動。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)場總線．如DeviceNet現(xiàn)場總線或Profibus現(xiàn)場總線等。歷史PLC是應(yīng)美國汽車業(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，制造定時器和專用閉環(huán)控制器。每年模型轉(zhuǎn)換是非常耗時和昂貴的，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)尋找一個電子替代品的建議書。中標(biāo)投標(biāo)書來自貝德福德，馬薩諸塞州的貝德福德聯(lián)營公司。第一個PLC，被命名為084，因?yàn)樗秦惖赂５碌牡诎耸膫€項(xiàng)目的結(jié)果。貝德福德聯(lián)營協(xié)會創(chuàng)建了一個新的公司，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，后來又被德國AEG公司收購，然而是法國施耐德電氣，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。可編程序邏輯繼電器最近幾年,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)(即幾個信號來自現(xiàn)實(shí)世界和一些外出)和低成本是所需的。這些小型設(shè)備通常在一個共同的物理尺寸和形狀由幾個制造商,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)備包括一個小小的郵票大小的液晶屏取景簡化梯子邏輯(只有很小的一部分被可見的程序在給定的時間)和I/O點(diǎn)的狀態(tài),通常這些屏幕都伴隨著一個4路搖桿按鈕+四個單獨(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)有一個小插頭連接通過rs-232或rs-485個人電腦,這樣程序員可以使用簡單的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,但他們的價格可以兩個數(shù)量級不到一個PLC,他們還提供穩(wěn)健設(shè)計和確定的執(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