PLC(Programmable Logic Controller),即可编程逻辑控制器,是一种大范围的应用于工业自动化领域的计算机控制管理系统。它通过预先编写的程序,以一系列逻辑和算术运算来控制和协调工业过程,具有高可靠性、抗干扰能力强、编程简单、使用起来更便捷等特点。
最初的可编程序逻辑控制器只有电路逻辑控制的功能,因此被命名为可编程逻辑控制器。随技术的持续不断的发展,这些当初功能简单的计算机模块已经具备了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等在内的许多功能,名称也改为可编程控制器(Programmable Controller)。
然而,由于其简写PC与个人计算机(Personal Computer)的简写相冲突,且由于多年来的使用习惯,人们还是常常使用可编程逻辑控制器这一称呼,并在术语中仍沿用PLC这一缩写。PLC是一种数字运算操作的电子系统,采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字或模拟式的输入/输出,控制很多类型的机械或生产过程。
PLC的主机由中央处理单元(CPU)、存储器(EPROM、RAM)、输入/输出单元、外设I/O接口、通信接口及电源组成。这些部件共同协作,实现PLC的各项功能。
CPU:PLC的控制中枢,负责接收并存储从编程器键入的用户程序和数据,检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。
存储器:包括系统存储器和用户存储器。系统存储器用来存放系统管理程序,用户不能访问和修改;用户存储器用来存放编制的应用程序和工作数据状态。
输入/输出单元:输入模块负责将来自外部设备的信号转换成数字信号,输出模块则根据程序的逻辑结果,生成相应的输出信号,并通过输出模块将其转换成控制信号。
通信接口:PLC可以配置通信模块与上位机及其他的PLC进行通信,构成PLC的分布式控制系统。
PLC的工作原理为:当PLC控制器投入运行后,其工作过程大体上分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
输入采样阶段:PLC控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。
用户程序执行阶段:PLC控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。
输出刷新阶段:CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。
PLC能够接收来自传感器、开关等设备的输入信号,根据预设的程序逻辑做处理,并输出控制信号给执行设备(如电机、阀门等),实现对生产的全部过程的自动化控制。
工业自动化:PLC是工业自动化领域的核心设备之一,可用于生产线控制、设备监控、过程优化等。例如,在汽车工业中,PLC被用于车身焊接生产线的自动控制,实现焊接过程的自动化调整和高效生产。
制造业:PLC在制造业中的应用十分普遍,可用于控制和监控很多类型的制造设备,如机床、注塑机、搅拌器等。通过PLC,能保证产品质量的稳定性和一致性,提高生产效率。
建筑物自动化:PLC可用于控制和监控建筑物内部的设备和系统,如照明、空调、安全系统等。通过PLC,能轻松实现节能、安全、舒适的建筑环境。例如,在智能建筑系统中,PLC被用于安全监控、照明控制等方面,实现能耗监控、环境和温度控制以及智能照明等功能。
交通运输:PLC在交通运输领域也发挥着及其重要的作用。它能够适用于控制和监控交通信号灯、电梯、地铁站台门等交通设备,确保交通系统的安全性和高效性。例如,PLC控制的交通信号灯系统能提高反应频率和稳定能力,实现更精准快速的灯光切换。此外,PLC还可用于电车自控系统、高速公路监控系统和轨道交通信号系统的管理和控制。
能源行业:在能源行业,PLC被大范围的应用于能源分配和监控系统。它能够在一定程度上帮助控制电网、发电厂和变电站等设备的操作,实现高效的能源利用和管理。例如,PLC可用于水泵控制、风力发电控制、太阳能控制以及发电机组控制等场景,优化能源利用效率并减少用电成本。
其他领域:除了上述领域外,PLC还被大范围的应用于水处理、环境监视测定、食品加工、医疗设施、物流和仓储等领域。在物流和仓储领域,PLC可用于仓库管理、自动化分拣以及智能搬运等方面,提高物流效率和质量。
综上所述,PLC是一种功能强大、灵活可靠的工业自动化控制装置,它慢慢的变成了现代工业控制的重要组成部分。在工业自动化、制造业、建筑物自动化、交通运输、能源行业及其他多个领域中都发挥着及其重要的作用。随着物联网、云计算等技术的持续不断的发展,PLC的应用前景将更加广阔。
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