可編程邏輯控制器的原理與組成

PLC是什么？

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是一種專門應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境下的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

PLC有什么作用？

PLC是多數(shù)工業(yè)控制和工廠自動化系統(tǒng)的核心組成部分，通常被稱為工廠的“大腦”，PLC 通過接收和處理來自傳感器和機(jī)器的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)廣泛的功能，然后使用這些數(shù)據(jù)來控制和制動外部設(shè)備。除此之外，成功的設(shè)計(jì)必須具備可靠性、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及與連接的自動化系統(tǒng)的100%互操作性。

現(xiàn)在工業(yè)上使用可編程邏輯控制器已經(jīng)相當(dāng)接近于一臺輕巧型計(jì)算機(jī)，甚至已經(jīng)出現(xiàn)集成個人計(jì)算機(jī)（采用嵌入式操作系統(tǒng)）與PLC結(jié)合架構(gòu)的可編程自動化控制器（Programmable Automation Controller，簡稱PAC），能透過數(shù)字或模擬輸入/輸出模塊控制機(jī)器設(shè)備、制造處理流程及其他控制模塊的電子系統(tǒng)。

1、用于開關(guān)量控制

目前，PLC的首要目標(biāo)，也是別的控制器無法與其比擬的，就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制。用PLC進(jìn)行開關(guān)量控制實(shí)例是很多的，冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。

2、用于模擬量控制

模擬量，如電流、電壓、溫度、壓力等等，它的大小是連續(xù)變化的。工業(yè)生產(chǎn)，特別是連續(xù)型生產(chǎn)過程，常要對這些物理量進(jìn)行控制。用PLC實(shí)現(xiàn)模擬量控制是完全可能的。

PLC進(jìn)行模擬量控制，要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D、D/A單元。它也是I/O單元，不過是特殊的I/O單元。

3、用于運(yùn)動控制

實(shí)際的物理量，除了開關(guān)量、模擬量，還有運(yùn)動控制。PLC可接收計(jì)數(shù)脈沖，加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力，若再配備相應(yīng)的傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器)或脈沖伺服裝置，則完全可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。

4、用于數(shù)據(jù)采集

隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。PLC還可配置上小型打印機(jī)，定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。PLC也可與計(jì)算機(jī)通訊，由計(jì)算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，并由計(jì)算機(jī)再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時，PLC即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。

5、用于信號監(jiān)控

PLC自檢信號很多，內(nèi)部器件也很多，多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。其實(shí)，完全可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控，或?qū)刂茖ο筮M(jìn)行監(jiān)控。

6、用于聯(lián)網(wǎng)、通訊

PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強(qiáng)，不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。PLC可與個人計(jì)算機(jī)相連接進(jìn)行通訊，可用計(jì)算機(jī)參與編程及對PLC進(jìn)行控制的管理，使PLC用起來更方便。

PLC可編程控制器的組成

PLC可編程控制器由CPU、指令及數(shù)據(jù)內(nèi)存、輸入/輸出接口、電源、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換等功能單元組成?？删幊踢壿嬁刂破鲗?shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成詳細(xì)描述如下：

1 、電源： 電源用于將交流電轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部所需的直流電，目前大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。

2、中央處理單元： 中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞，也是PLC的核心部件，其性能決定了PLC的性能。

3、存儲器： 存儲器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，它的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統(tǒng)程序是控制PLC實(shí)現(xiàn)各種功能的程序，由PLC生產(chǎn)廠家編寫，并固化到只讀存儲器(ROM)中，用戶不能訪問。

4、輸入單元： 輸入單元是PLC與被控設(shè)備相連的輸入接口，是信號進(jìn)入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。

5、輸出單元： 輸出單元也是PLC與被控設(shè)備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設(shè)備，即將中央處理器送出的弱電信號轉(zhuǎn)換成電平信號，驅(qū)動被控設(shè)備的執(zhí)行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。

PLC除上述幾部分外，根據(jù)機(jī)型的不同還有多種外部設(shè)備，其作用是幫助編程、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通信。常用的外部設(shè)備有編程器、打印機(jī)、盒式磁帶錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等。