可编程逻辑器件的四大特点

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可编程控制器使用较多，因此可编程控制器具有很强的现实意义。对于可编程控制器，大家或多或少有所耳闻，但大家未必知晓可编程控制器的几大特点。本文中，小编将对可编程控制器的四大特点予以介绍。

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一、功能丰富

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可编程控制器的功能非常丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。

它的指令多达几十条、几百条，可进行各式各样的逻辑问题的处理，还可进行各种类型数据的运算。凡普通计算机能做到的，它也都可作到。

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它的内部种种继电器，相当于中间继电器，数量更多。内存中一个位就可作为一个中间继电器，怎么不多！

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它的计数器、定时器也很多，是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块，其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字，再加一些标志位，即可成为定时器、计数器，所以才那么多。

而且，这些内部器件还可设置成丢电保持的，或丢电不保持的，即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。

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它的数据存储区还可用以存储大量数据，几百、几千、几万字的信息都可以存，而且，掉电后还不丢失。

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可编程控制器还有丰富的外部设备，可建立友好的人机界面，以进行信息交换。可送入程序，送入数据，可读出程序，读出数据。而且读、写时可在图文并茂的画面上进行。数据读出后，可转储，可打印。数据送入可键入，可以读卡入，等等。

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可编程控制器还具有通讯接口，可与计算机链接或联网，与计算机交换信息。自身也可联网，以形成单机所不能有的更大的、地域更广的控制系统。

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可编程控制器还有强大的自检功能，可进行自诊断。其结果可自动记录。这为它的维修增加了透明度，提供了方便。

丰富的功能为可编程控制器的广泛应用提供了可能;同时，也为工业系统的自动化、远动化及其控制的智能化创造了条件。

像可编程控制器这样集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的;更是传统的继电控制电路所无法比拟的。

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二、使用方便

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用可编程控制器实现对系统的控制是非常方便的。这是因为：首先可编程控制器控制逻辑的建立是程序，用程序代替硬件接线。编程序比接线，更改程序比更改接线，当然要方便得多！

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其次可编程控制器的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的模块。而且，这些模块是配套的，已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块，可编程控制器厂家多有现货供应，市场上即可购得。所以，硬件系统配置与建造也非常方便。

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正因如此，用可编程序控制器才有这个“可”字。对软件讲，它的程序可编，也不难编。对硬件讲，它的配置可变，而且也易于变。

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具体地讲，可编程控制器有五个方面的方便：

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（1）配置方便：可接控制系统的需要确定要使用哪家的可编程控制器，那种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上定货购买即可。

（2）安装方便：可编程控制器硬件安装简单，组装容易。外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，更换模块时，把接线器安装到新模块上即可，都不必再接线。内部什么线都不要接，只要作些必要的DIP开关设定或软件设定，以及编制好用户程序就可工作。

（3）编程方便：可编程控制器内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器，但它通过程序（软件）与系统内存，这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的可编程控制器，内部继电器数都可以千计，时间继电器、计数也以百计。而且，这些继电器的接点可无限次地使用。可编程控制器内部逻辑器件之多，用户用起来已不感到有什么限制。唯一考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多，也无关紧要。大型可编程控制器的控制点数可达万点以上，哪有那么大的现实系统？若实在不够，还可联网进行控制，不受什么限制。可编程控制器的指令系统也非常丰富，可毫不困难地实现种种开关量，以及模拟量的控制。可编程控制器还有存储数据的内存区，可存储控制过程的所有要保存的信息。……总之，由于可编程控制器功能之强，发挥其在控制系统的作用，所受的限制已不是可编程控制器本身，而是人们的想象力，或与其配套的其它硬件设施了。

可编程控制器的外设很丰富，编程器种类很多，用起来都较方便，还有数据监控器，可监控可编程控制器的工作。使用可编程控制器的软件也很多，不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言，有的还可用BASIC语言、C语言，以至于自然语言。这些也为可编程控制器编程提供了方便。

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可编程控制器的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的可编程控制器的程序完善之后，凡这种产品都可使用。生产一台，拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试，要省事及简单得多。

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（4）维修方便：这是因为：

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①可编程控制器工作可靠，出现故障的情况不多，这大大减轻了维修的工作量。这在讲述可编程控制器的第三个特点时，还将进一步介绍。

②即使可编程控制器出现故障，维修也很方便。这是因为可编程控制器都设有很多故障提示信号，如可编程控制器支持内存保持数据的电池电压不足，相应的就有电压低信号指示。而且，可编程控制器本身还可作故障情况记录。所以，可编程控制器出了故障，很易诊断。同时，诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故，而模块的备件市场可以买到，进行简单的更换就可以。至于软件，调试好后不会出故障，再多只要依据使用经验进行调整，使之完善就是了。

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（5）改用方便：可编程控制器用于某设备，若这个设备不再使用了，其所用的可编程控制器还可给别的设备使用，只要改编一下程序，就可办到。如果原设备与新设备差别较大，它的一些模块还可重用。

三、工作可靠

用可编程控制器实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为可编程控制器在硬件与软件两个方面都采取了很多措施，确保它能可靠工作。事实上，如果可编程控制器工作不可靠，就无法在工业环境下运用，也就不成其为可编程控制器了。

（1）在硬件方面：

可编程控制器的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且，CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保可编程控制器程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。

可编程控制器使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。

在机械结构设计与制造工艺上，为使可编程控制器能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保可编程控制器耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度，有的可编程控制器可高达80——90度。

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有的可编程控制器的模块可热备，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作备份。一旦工作主机出现故障，热备的可自动接替其工作。

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还有更进一步冗余的，采用三取一的设计，CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作，最终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零，做到万无一失。当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。

（2）软件方面：

可编程控制器的工作方式为扫描加中断，这既可保证它能有序地工作，避免继电控制系统常出现的“冒险竞争”，其控制结果总是确定的;而且又能应急处理急于处理的控制，保证了可编程控制器对应急情况的及时响应，使可编程控制器能可靠地工作。

为监控可编程控制器运行程序是否正常，可编程控制器系统都设置了“看门狗”（Watchingdog）监控程序。运行用户程序开始时，先清“看门狗”定时器，并开始计时。当用户程序一个循环运行完了，则查看定时器的计时值。若超时（一般不超过100ms），则报警。严重超时，还可使可编程控制器停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时，则重复起始的过程，可编程控制器将正常工作。显然，有了这个“看门狗”监控程序，可保证可编程控制器用户程序的正常运行，可避免出现“死循环”而影响其工作的可靠性。

可编程控制器还有很多防止及检测故障的指令，以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序，对可编程控制器的工作状况，以及可编程控制器所控制的系统进行监控，以确保其可靠工作。

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可编程控制器每次上电后，还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的，用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。

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正是可编程控制器在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施，才确保了可编程控制器具有可靠工作的特点。它的平均无故障时间可达几万小时以上;出了故障平均修复时间也很短，几小时以至于几分钟即可。

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曾有人做过为什么要使用可编程控制器的问卷调查。在回答中，多数用户把可编程控制器工作可靠作为选用它的主要原因，即把可编程控制器能可靠工作，作为它的首选指标。

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四、经济合算

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高新技术的使用必将带来巨大的社会效益与经济效益，这是科技是第一生产力的体现，也是高新技术生命力之所在。可编程控制器也是如此。

尽管使用可编程控制器首次投资要大些，但从全面及长远看，使用可编程控制器还是经济的。这是因为：

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使用可编程控制器的投资虽大，但它的体积小、所占空间小，辅助设施的投入少;使用时省电，运行费少;工作可靠，停工损失少;维修简单，维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等，从中可得更大的回报。所以，在多数情况下，它的效益是可观的。

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可编程逻辑器件功能丰富，使用方便

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可编程逻辑器件也就是FPGA之所以有很大的需求是因为它有很多不可替代的优点，首先就是FPGA可以减少在一个系统中其他数字芯片的使用，这些功能都可以在FPGA中来实现，FPGA的可配置管脚也很多，往往可以解决很多IO使用较多的情况。其次FPGA相对于ASIC的开发周期要短很多，而且非常灵活，易于修改升级，而不需要更换新的器件，往往用于那些更新较快的产品领域，而ASIC从设计之初到最后的产品量产需要的周期往往更久，且ASIC的功能往往比较单一，如果出现新的应用场景或协议就需要重新设计。

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可编程控制器的程序也便于存储、移植及再使用