什么是可編程邏輯控制器（PLC）？
在當今社會，我們依靠自動化機器來執行許多最關鍵的工業過程，從發電到織物。自動化技術使我們能夠達到生產和創新的新高度。但是如果沒有一個叫做可編程邏輯控制器（PLC）的關鍵發明，我們目前的自動化水平是不可能的。
什么是可編程邏輯控制器，這些控制器如何幫助我們運行現代世界所需要的許多過程？PLC的優點和缺點是什么？
什么是可編程邏輯控制器？
可編程邏輯控制器是一種微型計算機，它可以通過輸入端接收數據，并通過輸出端發送操作指令。從根本上講，PLC的工作是使用編程的內部邏輯控制系統的功能。世界各地的企業都使用PLC來自動化其最重要的流程。
PLC接收輸入，無論是來自自動數據采集點還是來自人工輸入點（如開關或按鈕）。然后，PLC根據其編程決定是否更改輸出。PLC的輸出可以控制各種各樣的設備，包括電機、電磁閥、燈、開關設備、安全關閉裝置和許多其他設備。
PLC的物理位置在不同系統之間可能有很大的差異。然而，通常情況下，PLC位于其運行的系統附近，通常由表面安裝的電氣箱保護。如果您有興趣看到有助于保護PLC的電氣接線盒，請跳到最后。
PLC在很大程度上取代了老式工業設施中常見的基于手動繼電器的控制系統。繼電器系統很復雜，容易發生故障，在20世紀60年代，發明家理查德·莫利（Richard Morley）引入了第一個PLC作為替代方案。制造商很快意識到PLC的潛力，并開始將其集成到工作流程中。
今天，PLC仍然是許多工業控制系統的基本元件。事實上，它們仍然是世界上使用最多的工業控制技術。從設計系統的工程師到維護系統的電氣技術人員，使用PLC的能力是許多不同職業的必備技能。
使用PLC的優點
幾十年來，PLC一直是工業機械設計的標準元素。PLC提供了哪些優勢，使其成為如此受歡迎的選擇？
PLC編程非常直觀。與其他工業控制系統相比，它們的編程語言簡單，這使得PLC非常適合那些希望最小化復雜性和成本的企業。
PLC是一項成熟的技術，有多年的測試和分析支持。很容易找到關于許多不同PLC類型的可靠研究，以及編程和集成它們的全面教程。
PLC的價格范圍很廣，包括許多小企業和初創企業經常使用的非常實惠的基本模型。
PLC具有極強的通用性，大多數PLC模型適用于控制各種過程和系統。
PLC完全是固態設備，這意味著它們沒有移動部件。這使得它們非常可靠，更能在許多工業設施中的挑戰條件下生存。
PLC的組件相對較少，這使得它們更容易進行故障排除，并有助于減少維護停機時間。
可編程邏輯控制器（PLC）效率高，不消耗太多電力。這有助于節約能源，并可簡化布線考慮。
可編程邏輯控制器的工作原理
現在讓我們來看看可編程邏輯控制器內部的情況。請記住，PLC是一個輸入輸出系統，這意味著每個單元都接受輸入和控制輸出。在輸入和輸出之間是系統的第三要素：邏輯編程，它發生在CPU中，控制輸入和輸出的關系。
PLC控制燈光
plc的工作原理
以下是每個元素的工作原理：
PLC控制系統的基本工作原理
輸入監控：PLC監控相關數據輸入并將數據發送至CPU。一些PLC僅使用具有離散（開/關）輸入的數據輸入，但具有模擬功能的PLC可以接受連續變量的模擬輸入。輸入可能來自物聯網設備、機器人、安全傳感器、人機界面或幾乎任何其他類型的數據輸入點。
邏輯編程：每個PLC都內置一個16位或32位微處理器CPU。工程師和技術人員對PLC CPU進行編程，以識別特定條件和值，并根據其編程規則對輸出進行更改。CPU不斷檢查變量的狀態，并根據編程條件做出決定。這個簡單的前提允許多種設計和功能。
輸出控制：基于編程邏輯，PLC控制連接到其輸出的各種開關、電機起動器、繼電器和其他設備。這允許PLC控制機械過程，如機器操作。工程師還可以通過編程PLC將其輸出信號發送到鏈中的另一個PLC來鏈接多個系統部件。
緊湊型PLC單元通常包括同一單元中的CPU、輸入和輸出。在許多工業設施使用的機架式模塊化PLC系統中，PLC的輸入和輸出位于I/O模塊中，而邏輯操作發生在單獨的CPU模塊中。I/O模塊可能位于靠近CPU的位置，但也可能距離很遠——有時甚至在不同的建筑物中。
選擇PLC
在為應用程序指定PLC模型時，許多因素會影響您的選擇。一些關鍵考慮因素包括：
電氣容量：PLC對其電源有不同的電壓要求，因此請檢查以確保您的選擇與您的電氣系統兼容。
處理速度：檢查PLC模型的CPU速度，以確定其是否滿足應用程序的需求。
兼容性：確保您的PLC型號與任何新的或現有的系統硬件兼容，無論是電源還是DIN導軌。
溫度容差：大多數PLC設計用于0至60°C范圍內的安全操作。然而，一些專門的PLC模型可以在極端溫度下運行，這對于具有異常高溫或低溫制造條件的設施非常重要。
內存：PLC需要足夠的ROM和RAM來執行其打算自動化的過程。控制器使用ROM存儲其操作系統和指令，使用RAM執行其功能。
連接：確保您的PLC具有足夠的輸入和輸出端口，并確保它能夠連接到系統所需的外圍設備類型。
模擬I/O：雖然PLC主要用于離散功能，但某些模型也具有模擬輸入和輸出，可以用連續變量控制過程。
編程PLC
大多數PLC可以使用標準計算機和PLC編程軟件進行編程。國際電氣規范的IEC 61131-3標準定義了PLC編程的五種語言。其中三種語言使用圖形界面進行編程，而另外兩種語言使用文本界面。
梯形邏輯歷來是PLC最常用的編程語言。它是可用的最直觀的語言之一，因為它使用的圖形界面設計成類似于電氣圖，甚至使用許多相同的觸點和繼電器符號。梯形邏輯使用一系列“梯級”來表示控制器的I/O通道，每個通道都可以用條件和規則進行編程。
然而，其他PLC編程語言提供了更復雜的工具。例如，結構化文本（ST）允許程序員使用文本命令快速創建復雜的、可擴展的程序。對于最復雜的任務，有一個順序函數圖（SFC），它允許程序員用其他編程語言連接多個系統和子例程。
正如我們前面提到的，PLC通常使用專有軟件。然而，盡管導航新的PLC編程應用程序可能會感到陌生，但請記住，每個應用程序仍在IEC 61131-3的基本原則下運行。
