PLC 從硬件的結構上來區分可分為硬PLC和軟PLC。

所謂硬PLC 從嚴格意義上來說是由硬件或者一塊專用的ASIC 芯片來實現PLC 指令的執行．而軟PLC（即SoftPLC，也稱為軟邏輯SoftLogic）是使用PC 機或嵌入式控制器作為硬件支撐平臺，利用軟件實現硬PLC 的基本功能?；蛘哒f，將PLC 的控制功能封裝在軟件內，運行于PC 或嵌入式控制器的環境中。

隨著二十世紀計算機技術的快速發展，硬PLC 的通用性及兼容性差等弊端愈來愈明顯。而計算機標準化的通信協議和成熟的局域網技術使組網十分簡便，還可以通過Intemet 與外界相連。一個具有開放性的系統可以和任何遵守相同標準的其它設備或系統相連。那么能不能將PC 開放性和PLC 的可靠性等優點結合在一起呢？國際電工委員會于在IEC61131-3 的標準中提到，充分利用工業控制計算機（IPC）或嵌入式控制器（EPC）的硬件和軟件資源，全部用軟件來實現硬PLC 能實現的功能。這就是國際上出現的高新技術一軟PLC 技術。

軟件PLC 綜合了計算機和PLC 的開關量控制、模擬量控制、數學運算、數值處理、網絡通信、PID 調節等功能，通過一個多任務控制內核，提供強大的指令集、快速而準確的掃描周期、可靠的操作和可連接各種I/O 系統及網絡的開放式結構。所以，軟件PLC 提供了與硬PLC 同樣的功能，

同時又提供了PC 環境。軟PLC 與硬PLC 相比，還具有如下的優點：

1) 具有開放的體系結構。軟PLC 具有多種I/O 端口和各種現場總線接口，可在不同的硬件環境下使用，突破傳統PLC 對硬件的高度依賴，解決了傳統PLC 互不兼容的問題。

2) 開發方便，可維護性強。軟PLC 是用軟件形式實現硬PLC 的功能，軟PLC 可以開發更為豐富的指令集，以方便實際工業的應用；并且軟PLC 遵循國際工業標準，支持多種編程語言，開發更加規范方便，維護更簡單。

3) 能充分利用PC 機的資源?，F代PC 機的強大的運算能力和飛速的處理速度，使得軟PLC 能對外界響應能迅速作出反應，在短時間內處理大量的數據。利用PC 機的軟件平臺，軟PLC 能處理一些比較復雜的數據和數據結構，如浮點數和字符串等。PC 機大容量的內存，使得開發幾千個I/O端口簡單方便。

4) 降低對使用者的要求，方便用戶使用。由于各廠商推出的傳統PLC 的編程方法差別很大，并且控制功能的完成需要依賴具體的硬件，工程人員必須經過專業的培訓，掌握各個產品的內部接線和指令的使用。軟PLC 不依賴具體硬件，編程界面簡潔友好，降低了使用者的入門門檻，節約培訓費用。

5) 打破了幾大家壟斷的局面。有利于降低成本，促進軟PLC 技術的發展。

1.1 軟PLC控制方案

要實現軟PLC 控制功能，必須具有三個主要部分，即開發系統、對象控制器系統及I/O 模塊。

++開發系統主要負責編寫程序，對軟件進行開發。

++ 對象控制器及I/O 模塊是軟PLC 的核心，主要負責對采集的I/O 信號進行處理，邏輯控制及信號輸出的功能。

1. 開發系統

軟PLC 開發系統實際上就是帶有調試和編譯功能的PLC 編程軟件，此部分具備如下功能：編程語言標準化，遵循IEC61131-3 標準，支持多編程語言（共有5 種編程方式：IL、ST、LD、FBD和SFC），各編程語言之間可以相互轉換；豐富的控制模塊，支持多種PID 算法（如常規PID 控制算法、自適應PID 控制算法、模糊PID 控制算法及智能PID 控制算法等），還包括目前流行的一些控制算法，如神經網絡控制；開放的控制算法接口，支持用戶嵌入自己的控制算法模塊；仿真運行，實時在線監控，在線修改程序和編譯；網絡功能。支持基于TCP/IP 網絡，通過網絡實現PLC 遠程監控， 遠程程序修改等。

2. 對象控制器系統及I/O 模塊

這兩部分是軟PLC 的核心，完成輸入處理、程序執行、輸出處理等工作。通常由I/O 接口、通信接口，系統管理器、錯誤管理器、調試內核和編譯器組成。

++I/O 接口：可與任何I/O 信號連接，包括本地I/O 和遠程I/O，遠程I/O 主要通過現場總線如InterBus，ProfiBus，CANopen 等實現；

++通信接口：通過此接口使運行系統可以和開發系統或HMI 按照各種協議進行通信，如下載PLC 程序或進行數據交換；

++系統管理器：處理不同任務和協調程序的執行；

++錯誤管理器：檢測和處理程序執行期間發生的各種錯誤；

++調試內核：提供多個調試函數，如強制變量、設置斷點等；

++ 編譯器：通常開發系統將編寫的PLC 源程序編譯為中間代碼，然后運行系統的編譯器將中間代碼翻譯為與硬件平臺相關的機器碼存入控制器。

3. 綜合控制方案

軟PLC 控制器的硬件平臺主要可以分為如下三部分：

1)基于嵌入式控制器的控制系統：嵌入式控制器是一種超小型計算機系統，一般沒有顯示器，軟件平臺是嵌入式操作系統（如Win CE、VxWorks 或QNX 等）。軟PLC 的實時控制核被安裝到嵌入式控制系統中，以保證軟PLC 的實時性，開發完的系統通過串口或以太網將轉換后的二進制碼寫入到對象控制器中，

其結構如圖 所示。

2) 基于工控機（IPC）或嵌入式控制器（EPC）的控制系統：該方案的軟件平臺可以采用

Windows 操作系統（Windows XP Embedded，Windows 7 等），通用I/O 總線卡將遠程采集的I/O信號傳至控制器中進行處理，軟PLC 可以充當開發系統的角色及對象控制器的角色。目前市場上越來越多的用戶更傾向于直接使用面板型工控機進行控制的方案，這樣的方案直接集成了HMI，開發系統及對象控制器的功能，大大降低了成本，其控制方案結構圖如圖 所示。

3) 基于傳統硬PLC 的控制系統：此方案中，PLC 開發系統一般在普通PC 機上運行，而傳統硬PLC 只是作為一個硬件平臺，將軟PLC 的實時核安裝在傳統硬PLC 中，將開發系統編寫的系統程序下載到硬PLC 中，其控制系統圖，區別是將圖中的嵌入式控制器替換成傳統硬PLC。

1.2 軟PLC的發展方向

1. 硬件/系統平臺

軟PLC 采用開放式結構的軟件控制技術，將一臺標準的工業控制計算機改變為一個具有PLC全部功能的過程控制器?？梢韵胂?，微處理等硬件的快速發展（如Intel 等處理器生產廠家）和操作系統等軟件的快速發展（如Microsoft 操作系統提供商等）勢必也會帶動軟PLC 的快速發展，并使其技術和產品日趨完善。

當IEC 61131-3 編程標準問世及在其影響下的開放式結構，使得通用PC 或嵌入式系統有可能代替傳統PLC，成為新型PLC----軟PLC。其典型的系統結構是工控機或嵌入式系統+I/O 接口+軟PLC 軟件包。軟PLC 產品是基于PC 或嵌入式系統開放結構的控制裝置，它具有硬PLC 在功能、可靠性、速度等方面的特點，利用軟件技術可將標準的工業PC 或嵌入式系統轉換成全功能的PLC過程控制。

2. 編程語言

以往各個PLC 生產廠家的產品不僅硬件各異，其編程方法也是五花八門，如三菱，西門子，歐姆龍等都有自己獨立的編程軟件，其I/O 映射的方法也有所不同，用戶每使用一種PLC 時，不但要重新了解其硬件結構，此外還需要重新學習編程方法及其規定。為減輕用戶學習負擔，也為了統一行業內的編程規范，IEC 于1993 年發布了IEC 61131-3 有關可編程序控制器編程的標準。以往各個PLC 生產廠家的產品互不開放，要將幾個PLC 廠家的產品連接在同一個網絡里是很困難的，而以通用的PC 或嵌入式控制器取代各制造廠專用PLC，可使系統從封閉走向開放_。