什么是PLC?

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡稱PLC),一種具有微處理器的數字電子設備,用于自動化控制的數字邏輯控制器,可以將控制指令隨時加載存儲器內存儲與運行。可編程控制器由內部CPU,指令及數據存儲器、輸入輸出單元、電源模塊、數字模擬等單元所模塊化組合成。PLC可接收(輸入)及發送(輸出)多種類型的電氣或電子信號,并使用他們來控制或監督幾乎所有種類的機械與電氣系統。

siemens的PLC
國際電工委員會(IEC)在其標準中將PLC定義為:
可編程邏輯控制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程邏輯控制器及其有關外部設備,都按易于與工業控制系統聯成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。
美國通用汽車公司在1968年提出了著名的“通用十條”招標指標,也是當前PLC的特點:
  • 編程方便,現場可修改程序;
  • 維修方便,采用模塊化結構;
  • 可靠性高于繼電器控制設備;
  • 體積小于繼電器控制設備;
  • 數據可直接送入計算機;
  • 成本可與繼電器控制設備競爭;
  • 輸入可以是交流115V;
  • 輸出為交流115V,2A以上,能直接驅動電磁閥,接觸器等;
  • 在擴展時,原系統只要很小變更;
  • 用戶程序存儲器容量能擴展。
1978年美國電機制造協會(NEMA)對可編程控制器定義是[1]:
可編程控制器是一種以數字動作之電子設備,它使用可編程存儲器以存儲指令,運行像是邏輯、順序、計時、計數與演算等功能,并透過數字或模擬輸入輸出模塊,控制各種的機械或工作程序。

PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。

一切的PLC由三個主要部分組成:輸入,CPU和輸出。

結構原理

假設我們有一個設備有電機和按鈕。我們希望按下按鈕時電機開啟。等再次按下按鈕時,希望電機關閉。這個功能類似于電視遙控器上按鈕的功能。要做到這一點,我們必須先編寫一個程序在計算機上執行此操作,然后將其下載到CPU。然后我們連接按鈕到輸入,電機到輸出。現在,如果我們按下按鈕,電信號將被發送到PLC。PLC輸入將首先將此信號傳送給CPU,而且必須以CPU可以處理的格式編寫它。

為什么?因為CPU是一臺電腦系統并不能處理原始電信號。CPU將處理收到的數據并將結果發送到輸出。輸出將數據轉換為原始電信號再次將其應用于電機并將其打開。現在,如果我們按下按鈕,那么重復過程,電機將關閉。

現在PLC大多具有可擴展通信網絡模塊的功能,簡單的PLC以BUS纜線或RS-232方式通信鏈接,較高端的PLC會采用USB或以太網方式做通信鏈接。它使PLC與PLC之間、PLC與個人計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息,形成一個統一的整體,實現分散集中控制。現在幾乎所有的PLC新產品都有通信網絡功能,它和計算機一樣具有RS-232接口,通過雙絞線、同軸電纜或光纜,可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內交換信息。當然,PLC之間的通信網絡是各廠家專用的,PLC與計算機之間的通信,一些生產廠家采用工業標準總線,并向標準通信協議靠近,這將使不同機型的PLC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通信與網絡。

PLC通信協議規格可分為RS-232、RS-422、RS-432、RS-485、IEEE 1394、IEEE-488(GPIB),其中RS-432最為少見。當前國際中最常用的通信協議為MODBUS-ASCII模式及MODBUS-RTU模式,此為Modicon公司所制定的通信協議。PROFIBUS則為西門子公司所制定。日本三菱電機則推出CC-LINK通信協議。

現在工業上使用可編程邏輯控制器已經相當接近于一臺輕巧型計算機所構成,甚至已經出現集成個人計算機(采用嵌入式操作系統)與PLC結合架構的可編程自動化控制器(Programmable Automation Controller,簡稱PAC)(AB公司的),能透過數字或模擬輸入/輸出模塊控制機器設備、制造處理流程及其他控制模塊的電子系統。

AB的PAC

可編程邏輯控制器廣泛應用于當前的工業控制領域。在工業控制領域中,PLC控制技術的應用已成為工業界不可或缺的一員。

                                                                                                                                                                   文章轉自于知乎