① 什麼是鐵路運輸智能自動化
智能自動化技術是近些年來迅速發展起來的，已在鐵路運輸領域日益廣泛應用並發揮著重要作用。
鐵路運輸自動化技術是在以保障行車安全為根本目的的鐵路信號技術的基礎上逐漸發展起來的集電氣技術、電子技術、計算機、現代通信及控制與系統技術為一體的綜合技術。其目的是在保障行車安全的同時，提高運輸效率，改善運輸管理，改進服務和高效充分地利用與鐵路運輸有關的所有移動的、固定的、空間的、時間的及人力的資源。鐵路運輸自動化技術已成為現代鐵路技術的核心內容。在過去的100多年裡，鐵路運輸自動化技術經歷了機械、機電、繼電、分立電子元件為主構成系統的階段，並在過去的20多年進入了以電子計算機、現代通信和控制技術為基礎構成系統的新階段。
目前，各國都在興起和大力加強鐵路運輸智能自動化技術和理論的研究。
日本的日立公司早在1987年就在仙台地鐵實現了模糊控制的列車自動運行控制系統。三菱公司在基於知識工程的智能化行車指揮系統的研究開發方面已於1983年和1985年分別實現了基於專家系統和規劃技術的自動控制，1987年又將模糊邏輯引入該系統，1991年實現了基於知識工程的列車計劃與指揮系統。日立公司於1988年實現了基於模糊推理的智能計劃與行車指揮系統。日本鐵路綜合技術研究所於1991年實現了基於知識工程的行車指揮與模擬系統。最近，日本又提出了實現智能列車和智能鐵路的宏偉計劃。歐洲及其他發達國家也取得了不少重大進展。在義大利，基於知識的鐵路規劃和恢復系統，智能化車站站長助理和車站控制專家系統，已於1989年，1992年和1993年分別投入使用，而將這些系統組成為智能化的車站綜合控制系統的工作正在加緊進行。德國西門子公司於1992年成立智能技術研究部。目前，其列車運行模糊控制系統和智能化的行車指揮決策支持系統的研究與開發已接近實用化階段。另外，美國最大的鐵路信號專業公司USS，聯合卡內基、梅隆等三所大學正在加緊開發基於模糊邏輯的列車智能控制系統和基於實時專家系統的行車指揮決策支持系統。南非的智能化柔性列車控制系統已投入實驗運行近兩年，而最近其基於模糊邏輯的智能化列車控制系統已完成首次實驗運行。可以預計，鐵路運輸智能自動化技術在不遠的將來在世界各國將取得重大進展。我國鐵道科學院等單位早在1987年即開始了鐵路運輸智能自動化方面的研究，在國家自然科學基金會及鐵路有關部門的支持下，開展了大量的理論研究工作。其中，在運用模糊控制和神經網路來構造智能列車運行控制系統方面取得了不少具有突破性的理論研究成果。目前，這方面的研究已建立了較為完整的基於模糊決策的分布智能指揮系統的理論，並正結合國家重大項目進行實用化的研究。
② 自動化技術在船舶工程中的應用
1. 機艙自動化發展歷史及現狀
艦艇裝備武器、觀導、通信系統的自動化、電子程式控制化是衡量艦艇現代化程度的主要尺度，而機艙自動化是當代艦船共同研發的課題。然而，由於艦船使用任務的差異，受其戰術技術要求或和技術經濟指標的制約，在船舶自動化設計上也會有不同的定位和取向。
艦艇機艙自動化設置的目的在於避免和防止船員判斷和操作失當，貽誤戰機，其次為減輕船員大量重復體力消耗，進而提高其戰鬥力和生命力。民用船舶機艙自動化除安全可靠因素外，尤以追求船舶運行的經濟性為目的。
從本世紀50年代機電設備單元(或單機)自動化在艦船上大量採用，1961年日本建成「金華山丸」號，實現機艙集中控制和駕駛室遙控主機，成為世界上第一艘自動化船。60年代中期發展無人值班機艙，出現了第二代自動化船，如1964年日本為丹麥建造的「賽靈月」號(SELEM DAM)65型油船。該船除了機艙集中控制和駕駛室遙控主機外，還有火災探測及自動滅火裝置。在機艙、駕駛室和船員居住區之間設有通信和報警裝置。其後，各國船級社陸續出台了滿足不同程度自動化分級的一人或無人值班機艙船舶的技術標准，從而使艦船機艙自動化納入規范化。
2. 電站自動化系統的歷史與發展
船舶電站是船舶的重要組成部分，而電站自動化是船舶自動化的主要內容之一。電站運行的可靠性、經濟性及自動化程度對保證船舶安全、經濟航行具有重要意義。隨著船舶向大型化和多功能化發展，對船舶電站提出的要求也越來越高，因而船舶電站在近幾十年中有了很大的發展，其發展的突出標志是自動化。
國外船舶自動化一開始大多是從電氣部分著手，從最原始的手動本地操縱進化成手動遙控操縱，再進一步發展成半自動控制，最後發展到目前的最高水平的電站全自動控制的無人值班機艙。早在60年代初期，日本、德國、英國等國就有電站單元自動化裝置，如:英國的MMF自並車裝置，日本的XET自動並車裝置和XPT自動負荷分配裝置。到70年代中後期，人們在單元自動化裝置的基礎上，把它們系統地組合成成套電站自動化設備，系統可在集控室進行集中控制，如:「里言斯頓」號船上的SEPA電站自動化控制系統，日本「星光」號船上電站自動化系統。隨著微型計算機的發展和推廣應用，在80年代初期國外研製成功了微型計算機單機控制系統，如:用在我國「德大」輪上的日本大發公司配套的電站自動化控制系統，廣州遠洋公司15000噸上使用的丹麥SEMCO公司的APM電動自動化系統。到80年代中後期，隨著微機網路技術的日趨成熟，國外眾多國家相繼開發研製多微機分布式網路型自動化控制系統，如:西門子、AEG等國際著名的大公司近期的產品，是目前國際上最新技術產品。
我國在船舶電站自動化方面起步較晚，而且計算機技術發展和應用落後於國際水平。因此，在電站自動化技術方面存在很大差距。前兒年，國內研製生產並投入使用的電站自動化產品，在技術上大都相當於國外六七十年代的產品，是分立元件單元化控制裝置，在測量、控制精度及性能穩定性和可靠性方面均不太理想。近幾年，也有不少單微機電站自動化系統，但由於其存在著一旦微機出現故障則整個電站自動化功能將全部失效等這一系統性先天不足問題，因此這一產品的推廣應用也受到限制。隨著船舶向大型化、自動化方向發展，對船舶電站提出了更高的要求，因此，一個高可靠性、功能齊全的網路型多微機分布式電站自動化控制系統將是未來船舶電站自動化的發展趨勢。
3. 主機遙控系統的歷史與發展概況
艦船機艙主機遙控系統是艦船機艙自動化的重要組成部分。在本世紀60年代以前的幾十年裡，船舶機艙里只有個別的或局部的機組、系統採用自動化技術，從局部自動到全面自動化經歷了一段較長的歲月。隨著自動化裝置的設計、製造和管理各方面的日趨成熟，單項和局部的自動化逐漸增多。1961年1月，日本建成世界上第一艘具有機艙集中監視報警和主機遙控裝置的8000噸級「金華山丸」貨船，只需一人值班，船員人數減少至37人。引起了世界各國的極大關注，此後，機艙集中監視報警和主機遙控系統得以了迅速發展。70年代中期起，隨著微型計算機的發展，微機隨即被用到船上。80年代微機迅猛發展，集成度不斷提高，中央處理單元由4位、8位發展到16、32位以上。使微機在機艙集中監視報警和主機遙控系統中的應用得以迅速發展。
我國在70年代後期，緊跟世界輪機自動化發展步伐。1978年，萬噸級貨船「長順」輪使用了自行設計製造的主機遙控系統。1990年誕生了我國第一套完整的網路型微機控制主機遙控系統(CY880型)。該系統成功地安裝於我海軍某綜合補給船上。
③ PLC可編程式控制制器是什麼東西干什麼用的
PLC可編程式控制制器:
可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），一種具有微處理機的數字電子設備，用於自動化控制的數字邏輯控制器，可以將控制指令隨時載入內存內儲存與執行。可編程式控制制器由內部CPU，指令及資料內存、輸入輸出單元、電源模組、數字模擬等單元所模組化組合成。
應用:
廣泛應用於目前的工業控制領域。在可編程邏輯控制器出現之前，一般要使用成百上千的繼電器以及計數器才能組成具有相同功能的自動化系統，而現在，經過編程的簡單的可編程邏輯控制器模塊基本上已經代替了這些大型裝置。
可編程邏輯控制器的系統程序一般在出廠前已經初始化完畢，用戶可以根據自己的需要自行編輯相應的用戶程序來滿足不同的自動化生產要求。
最初的可編程邏輯控制器只有電路邏輯控制的功能，所以被命名為可編程邏輯控制器，後來隨著不斷的發展。
這些當初功能簡單的計算機模塊已經有了包括邏輯控制，時序控制、模擬控制、多機通信等許多的功能，名稱也改為可編程式控制制器（Programmable Controller），但是由於它的簡寫也是PC與個人電腦（Personal Computer ）的簡寫相沖突，也由於多年來的使用習慣，人們還是經常使用可編程邏輯控制器這一稱呼，並在術語中仍沿用PLC這一縮寫。
④ PLC的發展史、及其介紹等（越詳細越好）
PLC發展史:
一、PLC的產生
1．繼－接控制回顧
由學生回答繼電器（接觸器）的結構、原理、畫出三相非同步電機啟－停的主電路圖、控制電路圖
由學生歸納出繼－接控制的不足，從而引出「PLC的產生」
2．PLC的產生
68年美國通用汽車公司（GM）招標要求：
（1）軟連接代替硬接線 （2）維護方便 （3）可靠性高於繼電器控制櫃 （4）體積小於繼電器控制櫃 （5）成本低於繼電器控制櫃 （6）有數據通訊功能 （7）輸入115V （8）可在惡劣環境下工作 （9）擴展時，原系統變更要少 （10）用戶程序存儲容量可擴展到4K
核心思想：
·用程序代替硬接線
·輸入/輸出電平可與外部裝置直接相聯
·結構易於擴展
這是PLC的雛形。
69年美國DEC公司研製出世界上第一台PLC（PDP-14），並在GM公司汽車生產線上應用成功
PLC的誕生：
·1969年，美國研製出世界第一台PDP-14
·1971年，日本研製出第一台DCS-8
·1973年，德國研製出第一台PLC
·1974年，中國研製出第一台PLC
二、PLC的特點、現狀與發展
（一）特點
（1）體積小 （2）可靠性高 （3）柔性好，可在線更改程序 （4）對環境條件無要求 （5）價格低廉……具備招標要求的所有功能
（二）現狀
80%以上的行業，80%以上的設備均可使用PLC
（三）發展
發展史：
第一代：1969年~1972年，代表產品有
·美國DEC公司的PDP-14/L
·日本立石電機公司的SCY-022
·日本北辰電機公司的HOSC-20
第二代：1973年~1975年，代表產品有
·美國GE公司的LOGISTROT
·德國SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列
·日本富士電機公司的SC系列
第三代：1976~1983年，代表產品有
·美國GOULD公司的M84、484、584、684、884
·德國SIEMENS公司的SIMATIC S5系列
·日本三菱公司的MELPLAC-50、550
第四代：1983年~現在，代表產品有
·美國GOULD公司的A5900
·德國西門子公司的S7系列
發展方向：
·產品規模向兩極分化
·處理模擬量
·追求高可靠性
·通訊介面和智能模塊
·系統操作站配高解析度的監視器
·追求軟、硬體標准化
三、PLC的分類
·按結構分：
·整體型
·組合型
·按I/O點數及內存容量分：
·超小型：小於64點，256Byet~1KB
·小 型：65~128點，1~3。
6KB
·中 型：129~512點，3。
6~13KB
·大 型：513~896點，大於13KB
·超大型：大於896點，大於13KB
四、網路型PLC與DCS的關系
DCS起源於模擬量
PLC起源於開關量
二者相互滲透、取長補短，功能上日趨接近，使數字世界、模擬世界更加模糊
決定DCS與PLC應用面大小的是其性能/價格比
1、PLC即可編程式控制制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。
在1987年國際電工委員會（International Electrical mittee）頒布的PLC標准草案中對PLC做了如下定義：
PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為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.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬體結合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有PLC
「PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。
它採用可以編製程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。
PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴展其功能的原則而設計。」
PLC的特點
2.1可靠性高，抗干擾能力強
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。
PLC由於採用現代大規模集成電路技術，採用嚴格的生產工藝製造，內部電路採取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。
一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。
從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。
此外，PLC帶有硬體故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。
在應用軟體中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。
這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齊全，功能完善，適用性強
PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。
可以用於各種規模的工業控制場合。
除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用於各種數字控制領域。
近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。
加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。
2.3易學易用，深受工程技術人員歡迎
PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。
它介面容易，編程語言易於為工程技術人員接受。
梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。
為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。
2.4系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。
更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。
這很適合多品種、小批量的生產場合。
2.5體積小，重量輕，能耗低
以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小於100mm，重量小於150g，功耗僅數瓦。
由於體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。
3。
PLC基礎知識
1.1 PLC的發展歷程 在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。
傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。
4. 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，使用情況大致可歸納為如下幾類。
4.1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，既可用於單台設備的控制，也可用於多機群控及自動化流水線。
如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。
4.2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。
為了使可編程式控制制器處理模擬量，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，使可編程式控制制器用於模擬量控制。
4.3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模塊連接位置感測器和執行機構，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、機床、機器人、電梯等場合。
4.4過程式控制制
過程式控制制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。
作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制演算法程序，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。
過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。
4.5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，或將它們列印製表。
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；也可用於過程式控制制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
4.6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。
隨著計算機控制的發展，工廠自動化網路發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網路系統。
新近生產的PLC都具有通信介面，通信非常方便。
5. PLC的國內外狀況
在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據採集。
傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。
1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字設備公司（DEC）研製出了基於集成電路和電子技術的控制裝置，首次採用程序化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ,是世界上公認的第一台PLC.
限於當時的元器件條件及計算機發展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。
20世紀70年代初出現了微處理器。
人們很快將其引入可編程式控制制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特徵的工業控制裝置。
為了方便熟悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用，可編程式控制制器採用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，並將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。
此時的PLC為微機技術和繼電器常規控制概念相結合的產物。
個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可編程式控制制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。
20世紀70年代中末期，可編程式控制制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可編程式控制制器中，使其功能發生了飛躍。
更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業中的地位。
20世紀80年代初，可編程式控制制器在先進工業國家中已獲得廣泛應用。
這個時期可編程式控制制器發展的特點是大規模、高速度、高性能、產品系列化。
這個階段的另一個特點是世界上生產可編程式控制制器的國家日益增多，產量日益上升。
這標志著可編程式控制制器已步入成熟階段。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。
在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程式控制制領域，在某些應用上取代了在過程式控制制領域處於統治地位的DCS系統。
20世紀末期，可編程式控制制器的發展特點是更加適應於現代工業的需要。
從控制規模上來說，這個時期發展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用於壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程式控制制器的工業控制設備的配套更加容易。
目前，可編程式控制制器在機械製造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的應用都得到了長足的發展。
我國可編程式控制制器的引進、應用、研製、生產是伴隨著改革開放開始的。
最初是在引進設備中大量使用了可編程式控制制器。
接下來在各種企業的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。
目前，我國自己已可以生產中小型可編程式控制制器。
上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、杭州機床電器廠生產的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產的S系列、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規模並在工業產品中獲得了應用。
此外，無錫華光公司、上海鄉島公司等中外合資企業也是我國比較著名的PLC生產廠家。
可以預期，隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。
6. PLC未來展望
21世紀，PLC會有更大的發展。
從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用於可編程式控制制器的設計和製造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網路的發展情況來看，可編程式控制制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程式控制制器技術的發展方向。
目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程式控制制器應用。
伴隨著計算機網路的發展，可編程式控制制器作為自動化控制網路和國際通用網路的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。
1.2 PLC的構成
從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。
1.3 CPU的構成
CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，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裝置送來的狀態或數據，並存入規定的寄存器中，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。
CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶元、匯流排介面及有關電路。
內存主要用於存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。
在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。
CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。
但工作節奏由震盪信號控制。
運算器用於進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。
寄存器參與運算，並存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。
1.4 I/O模塊
PLC與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。
輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。
I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
常用的I/O分類如下：
開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
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。
1.5 電源模塊
PLC電源用於為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。
同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。
1.6 底板或機架
大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。
1.7 PLC系統的其它設備
1.7.1
編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，用於編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。
我程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟體）充當編程器。
也就是我們系統的上位機。
1.7.2 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟體）充當人機界面非常普及。
1.8 PLC的通信聯網
依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。
因此，網路在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。
PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC
之間、PLC與上位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。
多數PLC具有RS-232介面，還有一些內置有支持各自通信協議的介面。
PLC的通信現在主要採用通過多點介面（MPI）的數據通訊、PROFIBUS
或工業乙太網進行聯網。
2 PLC控制系統的設計基本原則
2.1 最大限度的滿足被控對象的控制要求。
2.2 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟、使用和維護方便。
2.3 保證控制系統安全可靠。
2.4 考慮到生產的發展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有餘量。
3 PLC軟體系統及常用編程語言
3.1 PLC軟體系統由系統程序和用戶程序兩部分組成。
系統程序包括監控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用於管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。
系統軟體由PLC廠家提供並已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。
用戶程序是用戶根據現場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序（也就是邏輯控制）用來實現各種控制。
STEP7是用於SIMATIC可編程邏輯控制器組態和編程的標准軟體包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進行硬體組態和邏輯程序編制，以及邏輯程序執行結果的在線監視。
3.2 PLC提供的編程語言
3.2.1 標准語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點
3.2.1.1 它是一種圖形語言，沿用傳統控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線稱為左右母線。
3.2.1.2 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PLC內部繼電器的接點或內部寄存器、計數器等的狀態。
3.2.1.3 梯形圖中的接點可以任意串、並聯，但線圈只能並聯不能串聯。
3.2.1.4 內部繼電器、計數器、寄存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結果供CPU內部使用。
3.2.1.5 PLC是按循環掃描事件，沿梯形圖先後順序執行，在同一掃描周期中的結果留在輸出狀態暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當做條件使用。
3.2.2 語句表語言，類似於匯編語言。
3.2.3 邏輯功能圖語言，沿用半導體邏輯框圖來表達，一般一個運算框表示一個功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。
4 STEP7程序的使用
4.1 創建一個項目結構，項目就象一個文件夾，所有數據都以分層的結構存在於其中，任何時候你都可以使用。
在創建一個項目之後，所有其他任務都在這個項目下執行。
4.2 組態一個站，組態一個站就是指定你要使用的可編程式控制制器，例如S7300、S7400等。
4.3 組態硬體，組態硬體就是在組態表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什麼樣的地址來訪問這些模板，地址一般不用修改由程序自動生成。
模板的特性也可以用參數進行賦值。
4.4 組態網路和通訊連接，通訊的基礎是預先組態網路，也就是要創建一個滿足你的控制方案的子網，設置網路特性、設置網路連接特性以及任何聯網的站所需要的連接。
網路地址也是程序自動生成如果沒有更改經驗一定不要修改。
4.5 定義符號，可以在符號表中定義局部或共享符號，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號名替代絕對地址。
符號的命名一般用字母編寫不超過8個位元組，最好不要使用很長的漢字進行描述，否則對程序的執行有很大的影響。
4.6 創建程序，用梯形圖編程語言創建一個與模板相連結或與模板無關的程序並存儲。
創建程序是我們控制工程的重要工作之一，一般可以採用線形編程（基於一個塊內，OB1）、分布編程（編寫功能塊FB,OB1組織調用）、結構化編程（編寫通用塊）。
我們最常採用的是結構化編程和分布編程配合使用，很少採用線形編程。
4.7 下載程序到可編程式控制制器，完成所有的組態、參數賦值和編程任務之後，可以下載整個用戶程序到可編程式控制制器。
在下載程序時可編程式控制制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,
RUN-P模式表示，這個程序將一次下載一個塊，如果重寫一個舊的CPU程序就可能出現沖突，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。
5 WINCC程序的使用
5.1 簡介，WINCC是在生產和過程自動化中解決可視化和控制任務的工業技術中性系統。
具有控制自動化過程的強大功能，是基於個人計算機的操作監視系統，它很容易結合標準的和用戶的程序建立人機界面精確的滿足生產實際要求。
WINCC有兩個版本RC版（具有組態和開發環境）、RT版（只有運行環境），我們一般使用的是RC版。
5.2 WINCC簡單使用步驟
5.2.1 變數管理，首先確定通訊方式安裝驅動程序，然後定義內部變數和外部變數，外部變數是受你買的WINCC軟體授許可權制的最大授權64K位元組，內部變數沒有限制。
5.2.2 畫面生成，進入圖形編輯器，圖形編輯器是一種用於創建過程畫面的面向矢量的作圖程序。
也可以使用包含在對象和樣式庫中的眾多的圖形對象來創建復雜的過程畫面。
可以通過動作編程將動態添加到單個圖形對象上。
5.2.3 報警記錄設置，報警記錄提供了顯示和操作選項來獲取和歸檔結果。
可以任意地選擇消息塊、消息級別、消息類型、消息顯示以及報表。
為了在運行中顯示消息，可以使用包含在圖形編輯器中的對象庫中的報警控制項。
5.2.4 變數記錄，變數記錄是用來從運行過程中採集數據並准備將它們顯示和歸檔。
5.2.5 報表組態，報表組態是通過報表編輯器來實現的。
是為消息、操作、歸檔內容和當前或已歸檔的數據定時器或事件控制文檔的集成的報表系統，可以自由選擇用戶報表的形式。
5.2.6 全局腳本的應用，全局腳本就是C語言函數和動作的通稱，根據不同的類型腳本被用於給對象組態動作並通過系統內部C語言編譯器來處理。
全局腳本動作用於過程執行的運行中。
一個觸發可以開始這些動作的執行。
5.2.7 用戶管理器設置，用戶管理器用於分配和控制用戶的單個組態和運行系統編輯器的訪問許可權。
每建立一個用戶，就設置了WINCC功能的訪問權利並獨立的分配給此用戶。
至多可分配999個不同的授權。
5.2.8 交叉表索引，交叉索引用於為對象尋找和顯示所有使用處，例如變數、畫面和函數等。
使用「鏈接」功能可以改變變數名稱而不會導致組態不一致。