什么是可编程逻辑控制器（PLC）？
在当今社会，我们依靠自动化机器来执行许多最关键的工业过程，从发电到织物。自动化技术使我们能够达到生产和创新的新高度。但是如果没有一个叫做可编程逻辑控制器（PLC）的关键发明，我们目前的自动化水平是不可能的。
什么是可编程逻辑控制器，这些控制器如何帮助我们运行现代世界所需要的许多过程？PLC的优点和缺点是什么？
什么是可编程逻辑控制器？
可编程逻辑控制器是一种微型计算机，它可以通过输入端接收数据，并通过输出端发送操作指令。从根本上讲，PLC的工作是使用编程的内部逻辑控制系统的功能。世界各地的企业都使用PLC来自动化其最重要的流程。
PLC接收输入，无论是来自自动数据采集点还是来自人工输入点（如开关或按钮）。然后，PLC根据其编程决定是否更改输出。PLC的输出可以控制各种各样的设备，包括电机、电磁阀、灯、开关设备、安全关闭装置和许多其他设备。
PLC的物理位置在不同系统之间可能有很大的差异。然而，通常情况下，PLC位于其运行的系统附近，通常由表面安装的电气箱保护。如果您有兴趣看到有助于保护PLC的电气接线盒，请跳到最后。
PLC在很大程度上取代了老式工业设施中常见的基于手动继电器的控制系统。继电器系统很复杂，容易发生故障，在20世纪60年代，发明家理查德·莫利（Richard Morley）引入了第一个PLC作为替代方案。制造商很快意识到PLC的潜力，并开始将其集成到工作流程中。
今天，PLC仍然是许多工业控制系统的基本元件。事实上，它们仍然是世界上使用最多的工业控制技术。从设计系统的工程师到维护系统的电气技术人员，使用PLC的能力是许多不同职业的必备技能。
使用PLC的优点
几十年来，PLC一直是工业机械设计的标准元素。PLC提供了哪些优势，使其成为如此受欢迎的选择？
PLC编程非常直观。与其他工业控制系统相比，它们的编程语言简单，这使得PLC非常适合那些希望最小化复杂性和成本的企业。
PLC是一项成熟的技术，有多年的测试和分析支持。很容易找到关于许多不同PLC类型的可靠研究，以及编程和集成它们的全面教程。
PLC的价格范围很广，包括许多小企业和初创企业经常使用的非常实惠的基本模型。
PLC具有极强的通用性，大多数PLC模型适用于控制各种过程和系统。
PLC完全是固态设备，这意味着它们没有移动部件。这使得它们非常可靠，更能在许多工业设施中的挑战条件下生存。
PLC的组件相对较少，这使得它们更容易进行故障排除，并有助于减少维护停机时间。
可编程逻辑控制器（PLC）效率高，不消耗太多电力。这有助于节约能源，并可简化布线考虑。
可编程逻辑控制器的工作原理
现在让我们来看看可编程逻辑控制器内部的情况。请记住，PLC是一个输入输出系统，这意味着每个单元都接受输入和控制输出。在输入和输出之间是系统的第三要素：逻辑编程，它发生在CPU中，控制输入和输出的关系。
PLC控制灯光
plc的工作原理
以下是每个元素的工作原理：
PLC控制系统的基本工作原理
输入监控：PLC监控相关数据输入并将数据发送至CPU。一些PLC仅使用具有离散（开/关）输入的数据输入，但具有模拟功能的PLC可以接受连续变量的模拟输入。输入可能来自物联网设备、机器人、安全传感器、人机界面或几乎任何其他类型的数据输入点。
逻辑编程：每个PLC都内置一个16位或32位微处理器CPU。工程师和技术人员对PLC CPU进行编程，以识别特定条件和值，并根据其编程规则对输出进行更改。CPU不断检查变量的状态，并根据编程条件做出决定。这个简单的前提允许多种设计和功能。
输出控制：基于编程逻辑，PLC控制连接到其输出的各种开关、电机起动器、继电器和其他设备。这允许PLC控制机械过程，如机器操作。工程师还可以通过编程PLC将其输出信号发送到链中的另一个PLC来链接多个系统部件。
紧凑型PLC单元通常包括同一单元中的CPU、输入和输出。在许多工业设施使用的机架式模块化PLC系统中，PLC的输入和输出位于I/O模块中，而逻辑操作发生在单独的CPU模块中。I/O模块可能位于靠近CPU的位置，但也可能距离很远——有时甚至在不同的建筑物中。
选择PLC
在为应用程序指定PLC模型时，许多因素会影响您的选择。一些关键考虑因素包括：
电气容量：PLC对其电源有不同的电压要求，因此请检查以确保您的选择与您的电气系统兼容。
处理速度：检查PLC模型的CPU速度，以确定其是否满足应用程序的需求。
兼容性：确保您的PLC型号与任何新的或现有的系统硬件兼容，无论是电源还是DIN导轨。
温度容差：大多数PLC设计用于0至60°C范围内的安全操作。然而，一些专门的PLC模型可以在极端温度下运行，这对于具有异常高温或低温制造条件的设施非常重要。
内存：PLC需要足够的ROM和RAM来执行其打算自动化的过程。控制器使用ROM存储其操作系统和指令，使用RAM执行其功能。
连接：确保您的PLC具有足够的输入和输出端口，并确保它能够连接到系统所需的外围设备类型。
模拟I/O：虽然PLC主要用于离散功能，但某些模型也具有模拟输入和输出，可以用连续变量控制过程。
编程PLC
大多数PLC可以使用标准计算机和PLC编程软件进行编程。国际电气规范的IEC 61131-3标准定义了PLC编程的五种语言。其中三种语言使用图形界面进行编程，而另外两种语言使用文本界面。
梯形逻辑历来是PLC最常用的编程语言。它是可用的最直观的语言之一，因为它使用的图形界面设计成类似于电气图，甚至使用许多相同的触点和继电器符号。梯形逻辑使用一系列“梯级”来表示控制器的I/O通道，每个通道都可以用条件和规则进行编程。
然而，其他PLC编程语言提供了更复杂的工具。例如，结构化文本（ST）允许程序员使用文本命令快速创建复杂的、可扩展的程序。对于最复杂的任务，有一个顺序函数图（SFC），它允许程序员用其他编程语言连接多个系统和子例程。
正如我们前面提到的，PLC通常使用专有软件。然而，尽管导航新的PLC编程应用程序可能会感到陌生，但请记住，每个应用程序仍在IEC 61131-3的基本原则下运行。
