什么是可编程逻辑控制器?

什么是PLC可编程控制器?

可编程逻辑控制器(PLC)是一种用于自动控制的数字逻辑控制器，它可以随时将电子控制指令加载到存储器中进行存储和执行。PLC可以接收输入并发送和输出各种类型的电子信号，它可以用来控制或监督几乎所有的设备，自动机械设备，或电力监控。PLC具有通用性强、使用方便、适应性广、可靠性高、抗干扰能力强、程序编辑简单等特点。

具有使用可编程逻辑控制器(PLC)的基本和高级指令的知识和编程。熟悉相关应用技能，类比及温度控制，数控伺服定位，工业通讯等。灵活运用其强大的功能，使机器设备实现自动化、智能化运行。并用于控制或监督几乎所有的机械和电气系统。

初始的可编程控制器只具有电路逻辑控制的功能。随着不断发展，这些功能简单的计算机模块已经包括逻辑控制、定时控制、模拟控制、多机通信等。函数。在可编程控制器出现之前，一般需要使用数百个继电器和计数器来组成一个具有相同功能的自动化系统。但是现在，编程简单的可编程逻辑控制器模块已经取代了这些大型装置。可编程控制器的系统程序在出厂前进行初始化，用户可以根据自己的需要编辑相应的用户程序，以满足不同的自动化生产要求。

现在工业上使用的可编程逻辑控制器相当接近于轻型计算机的组成，甚至是可编程自动化控制器(PAC)。集成了个人计算机(使用嵌入式操作系统)和PLC，它可以通过数字或模拟I/O模块来控制机械、制造过程和其他控制模块的电子系统。可编程逻辑控制器应用于当前的工业控制领域。在工业控制领域，PLC控制技术的应用已经成为工业中不可缺少的一员。

PLC的定义是什么?

PLC具有通用性强、使用方便、适应性广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可编程逻辑控制器是一种数字化操作的电子系统，设计用于工业环境。它使用一种可编程存储器来内部存储程序，执行面向用户的指令，如逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算，并通过数字或模拟输入/输出机械或生产过程控制各种类型的设备。根据易于与工业控制系统集成和扩展其功能的原则，设计了可编程控制器及其相关外部器件。

PLC特点:

• 易于编程，程序可现场修改。
• 易于维护，采用模块化结构。
• 可靠性高于继电器控制装置。
• 体积小于继电器控制装置。
• 数据可以直接发送到计算机。
• 具有继电器控制成本竞争力。
• 输入可为交流115V。
• 输出为交流115V, 2A以上，可直接驱动电磁阀、接触器等。
• 在扩展时，只需要对原有系统稍加改动即可。
• 用户程序存储器的容量可以扩展。

PLC的内部工作原理:

虽然PLC使用的梯形图程序中经常使用继电器、定时器、计数器等许多名称，但PLC在物理上并不具有这些硬件，而是使用存储器和程序编程来进行逻辑控制编辑，并通过输出将元件连接到外部机械装置上进行物理控制。减少控制器占用的硬件空间。PLC执行梯形图程序的方式是将程序代码逐行扫描读入CPU，最后执行控制操作。

1. 步骤1:输入Status Check
   PLC首先检查连接到输入元件的每个点开关或传感器的状态，并将状态写入存储器中的相应位置Xn。
2. 步骤2:程序执行
   将梯形图程序逐行加载到CPU中进行计算。如果在程序执行期间需要输入联系人的状态，CPU将查询并直接从内存中获取。输出线圈的操作结果存储在存储器的相应位置，暂时不反映在输出端子Yn上。
3. 步骤3:输出状态更新
   将步骤2中的输出状态更新为PLC输出触点，然后返回步骤1。

这三个步骤称为PLC的扫描周期，完成它们所需的时间就是PLC的响应时间。如果PLC输入信号的时间小于此响应时间，则有误读的可能。每次程序执行后和下次程序执行前，输出和输入状态都会更新一次，因此这种操作方式称为输出和输入端程序端再生。

PLC硬件结构:

PLC分为箱式和模块式。但是它们的组成是一样的。对于箱式PLC，有CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等。当然，根据CPU的性能，以及I/O点的数量，它分为几个型号。有几种规格。对于模块化plc，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、背板或机架。PLC无论结构类型如何，都属于总线式开放式结构，其I/O能力可根据用户需要进行扩展和组合。

• 电源模块:
  有些plc的电源与CPU模块结合在一起，有些则是分开的。其目的是为PLC模块的集成电路提供工作电源。有些还为输入电路提供24V工作电源。如果电源是交流电源，通常是220VAC或110VAC，如果是直流电源，通常是24V。
• 中央处理机:
  PLC中的CPU是PLC的核心。它根据PLC系统程序给出的功能，接收和存储用户程序和数据，通过扫描的方式采集现场输入设备发送的状态或数据，并将其存储在计划的临时位置。同时，它可以诊断电源和PLC内部电路的工作状态，编程过程中的语法错误等。进入操作后，从用户程序存储器中逐条读取指令，然后根据指令规定的任务进行分析后，产生相应的控制信号，指挥相关控制电路。像个人计算机一样，它主要由算术单元、控制器、寄存器以及实现它们之间连接的数据、控制和状态总线以及外围芯片、总线接口和相关电路组成。确定控制的规模、工作速度、内存容量等。
• 记忆:
  存储器用于存储程序和数据，是PLC不可缺少的组成部分。已写入和编辑的程序指令和数据存储在PLC内。通常可以使用RAM或EEPROM等专用存储卡进行扩展，但不同品牌和型号的扩展容量有所不同。
• I / O单元:
  PLC的外部功能主要是通过各种输入/输出模块与外界进行连接。模块的规格和数量根据I/O点的个数来确定。I/O模块可多可少，但最大数量受CPU限制。能够管理受最大背板或机架槽位数量限制的基本配置。I/O模块集成PLC的I/O电路，其输入寄存器反映输入信号的状态，输出点反映输出锁存器的状态。输入单元用于连接和捕获输入元件的信号动作，并通过内部总线将数据发送到存储器，CPU处理驱动指令部分。PLC输入模块PLC系统的结构和输入模块产品的选择取决于所要监控的输入信号的电平。来自不同类型的监控传感器和过程控制的可变信号可以覆盖±10mV至±10V的输入信号范围。输出单元是用于驱动外部负载的接口。其主要原理是CPU处理PLC中写入的程序指令，判断驱动输出单元，然后控制外部负载，如指示灯、电磁接触器、继电器、气/油压阀等。 PLC output modules are used in industrial environments to control brakes, valves, motors, etc. PLC system analog output ranges include ±5V, ±10V, 0V to 5V, 0V to 10V, 4 to 20mA, or 0 to 20mA, etc.
• 交流:
  大多数plc具有可扩展通信网络模块的功能。简单的plc通过总线电缆或RS-232连接，而高级plc通过USB或以太网连接。它使plc之间、plc与个人计算机之间以及其他智能设备之间的信息交换，形成一个统一的整体，实现分散和集中控制。现在几乎所有的新型PLC产品都具有通信网络的功能。它有一个像电脑一样的RS-232接口。通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里内交换信息。plc之间的通信网络专用于每个制造商。对于plc和计算机之间的通信，一些制造商使用工业标准总线和接近标准通信协议。这将使plc的不同型号。plc方便与计算机通信和联网。 PLC communication protocol specifications can be divided into RS-232, RS-422, RS-432, RS-485, IEEE 1394, and IEEE-488 (GPIB). The most commonly used communication protocols in the world are MODBUS-ASCII mode and MODBUS-RTU mode.

PLC的外部设备:

• 编程装置:有简易编程器和智能图形编程器两种，用于编程，对系统进行一些设置，监控PLC及PLC所控制的系统的工作状态。编程器是PLC开发应用、监控运行、检查、维护等不可缺少的组成部分，但它不直接参与现场控制操作。
• 监控装置:数据监视器和图形监视器。直接监控数据或通过屏幕监控数据。
• 存储设备:有存储卡、存储磁带、软盘或只读存储器，用于永久存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。
• 输入输出设备:用于接收信号或输出信号，一般有条码阅读器、输入模拟量的电位器、打印机等。

PLC的内部组成:

在PLC的编程过程中，它会利用内部存储器来规划顺序控制程序中经常用到的许多元件。这些元件包括输入继电器、输出继电器、辅助继电器、计数器、计时器、数据寄存器和其他主要元件。

• 输入触点和输出触点:用于PLC与外部元件之间的状态传递。可接外部元件，也可接按钮开关、选择开关、光电开关、数字开关等。如果电流过大，会损坏内部触点元件。
• 辅助继电器:用于代替传统顺序控制中的继电器。传统的继电器包括触点和线圈。PLC使用内部存储器来记忆辅助继电器的状态。
• 计数器:在程序中用于计算重复的次数。
• 计时器:用于计算一个动作的持续时间。
• 数据寄存器:用于存储字符值或字符数据。