plc雖然是在開關(guān)量控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的工業(yè)控制裝置，但為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的需要，其功能在不斷增強(qiáng)，第二代plc就能實(shí)現(xiàn)模擬量控制。當(dāng)今第四代plc已增加了許多模擬量處理的功能，完全能勝任各種較為復(fù)雜的模擬控制，除具有較強(qiáng)的pid控制外，還具有各種各樣專用的過程控制模塊等。近年來plc在模擬量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，已成功地應(yīng)用于冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)的模擬量控制系統(tǒng)中。
一、plc模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理
輸入信號和輸出信號均為模擬量的控制系統(tǒng)稱為模擬量控制系統(tǒng)。過程控制系統(tǒng)是指被控制量為溫度、壓力、流量、液位、成份等這一類慢連續(xù)變化的模擬量控制系統(tǒng)。
如圖所示為典型的模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖中，虛線部分可由plc的基本單元加上模擬量輸入/輸出擴(kuò)展單元來承擔(dān)。即由plc自動采樣來自檢測元件或變送器的模擬輸入信號，同時將采樣的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，存在指定的數(shù)據(jù)寄存器中，經(jīng)過plc運(yùn)算處理后輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)去執(zhí)行。
圖 典型模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖
因此，要將plc應(yīng)用于模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)中，首先要求plc必須具有a/d和d/a轉(zhuǎn)換功能，能對現(xiàn)場的模擬量信號與plc內(nèi)部的數(shù)字量信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換；其次plc必須具有數(shù)據(jù)處理能力，特別是應(yīng)具有較強(qiáng)的算術(shù)運(yùn)算功能，能根據(jù)控制算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)控制目的；同時還要求plc有較高的運(yùn)行速度和較大的用戶程序存儲容量?，F(xiàn)在的plc一般都有a/d和d/a模塊，許多plc還設(shè)有pid功能指令，在大、中型plc中還配有專門的pid過程控制模塊。
二、plc與其它模擬量控制裝置的比較
傳統(tǒng)的模擬量控制系統(tǒng)主要采用電動組合儀表，常用的有ddz-ⅱ型和ddz-ⅲ型儀表。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，但體積大、功耗大、安裝復(fù)雜、通用性和靈活性較差、控制精度和穩(wěn)定性較差。另外，其控制運(yùn)算功能簡單，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的過程控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，新型的過程控制計算機(jī)不斷涌現(xiàn)，較為流行的有工業(yè)控制計算機(jī)（ipc）、可編程調(diào)節(jié)器（psc）、集散控制系統(tǒng)（dcs）。
1. plc與psc
可編程調(diào)節(jié)器（psc）是在ddz-ⅲ型儀表的基礎(chǔ)上，采用微處理器技術(shù)發(fā)展起來的第四代儀表。它的強(qiáng)大功能、靈活性、可靠性、控制精度、數(shù)字通訊能力是傳統(tǒng)的電動組合儀表無法比擬的。psc與plc都是智能化的工業(yè)裝置，各有特色。plc以開關(guān)量控制為主，模擬量控制為輔；而psc則以閉環(huán)模擬量控制為主，開關(guān)量控制為輔，并能進(jìn)行顯示、報警和手動操作。因此，在模擬量控制系統(tǒng)中采用psc更適合于各種過程控制的要求。而plc的可靠性、靈活性、強(qiáng)大的開關(guān)量控制能力和通訊聯(lián)網(wǎng)能力，在模擬量控制上也富有特色。特別在開關(guān)量、模擬量混合控制系統(tǒng)中更顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性。
2. plc與dcs
集散控制系統(tǒng)（dcs）是1975年問世的，它的是3c（computer、communications、control）技術(shù)的產(chǎn)物，它將順序控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、過程控制的模擬量儀表、過程監(jiān)控裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生了滿足各種不同要求的dcs。而今天的plc加強(qiáng)了模擬量控制功能，多數(shù)配備了各種智能模塊，具有了pid調(diào)節(jié)功能和構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)、組成分級控制的功能，也實(shí)現(xiàn)了dcs所能完成的功能。到目前為止，plc與dcs的發(fā)展越來越近。就發(fā)展趨勢來看，控制系統(tǒng)將綜合plc和dcs各自的優(yōu)勢，并把兩者有機(jī)地結(jié)合起來，形成一種新型的全分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)。
3. plc與ipc
工業(yè)控制計算機(jī)（ipc）是由通用微機(jī)的推廣應(yīng)用而發(fā)展起來的，其硬件結(jié)構(gòu)和總線的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，品種兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，特別是有實(shí)時操作系統(tǒng)的支持，在要求實(shí)時性強(qiáng)、系統(tǒng)模型復(fù)雜的領(lǐng)域占有優(yōu)勢。而plc的標(biāo)準(zhǔn)化程度較差，產(chǎn)品不能兼容，故開發(fā)較為困難。但plc的梯形圖編程很受不熟悉計算機(jī)的電氣技術(shù)人員歡迎，同時plc專為工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境設(shè)計的，可靠性非常高，被認(rèn)為是不會損壞的設(shè)備，而ipc在可靠性上還不夠理想。