可编程逻辑控制器（PLC）：基础知识，类型和应用betway必威体育 精装版

什么是plc？

PLC是“可编程逻辑控制器”的缩写。PLC是一种专门设计用于在恶劣的工业环境下可靠运行的计算机，如极端温度、潮湿、干燥和/或灰尘环境。plc用于自动化工业流程，如制造厂的装配线、矿石加工厂或废水处理厂。

PLCS分享您在家拥有的个人电脑的许多功能。它们都有电源，CPU（中央处理单元），输入和输出（I / O），内存和操作软件（虽然它是不同的操作软件）。

最大的差异是PLC可以执行PC不能做的离散和连续功能，并且PLC更适合粗糙的工业环境。PLC可以被认为是作为一个“坚固化”的数字计算机，管理工业环境的机电过程。

plc在自动化领域起着至关重要的作用，它构成了一个更大的SCADA系统的一部分。PLC可根据工艺的操作要求进行编程。在制造业中，由于生产性质的变化，就需要重新编程。为了克服这一困难，基于plc控制系统介绍了。我们首先在查看PLC的各种应用之前讨论PLC基础betway必威体育 精装版知识。

如果您想学习如何编程PLC，您应该看看一些不同的不同在线PLC培训课程。这些课程可以帮助跳跃 - 开始职业生涯控制工程。

PLC基betway必威体育 精装版础知识

plc是Dick Morley在1964年发明的。自那时起，PLC已经彻底改变了工业和制造业部门。PLC具有定时、计数、计算、比较、处理各种模拟信号等多种功能。

PLC相对于“硬线”控制系统的主要优点是，你可以在编程后回去更改PLC，成本很低(只是程序员时间的成本）。在一个硬连线的控制系统中，您基本上必须撕掉电线并从头开始（更昂贵并且需要更长时间）。让我们来看看一个例子来更好地了解这个优势。

假设你有一盏灯连着一个开关。一般情况下，灯在两种条件下工作- ON和OFF。现在你有一个任务，当你打开开关，灯应该在30秒后发光。在这种固定的设置下，我们被困住了。实现这一点的唯一方法是完全重新布线，增加一个定时继电器。这么小的改动就麻烦了。

这就是可编程逻辑控制器出现的地方，它不需要任何额外的线路和硬件来确保更改。相反，它需要简单地改变代码，编程PLC只在开关打开30秒后打开灯。因此，通过使用PLC，可以很容易地合并多个输入和输出。

这只是一个简单的例子- PLC有能力控制更大和更复杂的过程。PLC可根据用户的应用和需要定制。

PLC如何工作？

可编程逻辑控制器的工作可以很容易地理解为称为扫描周期的循环扫描方法。

PLC扫描过程包括以下步骤

• 操作系统开始骑自行车和监控时间。
• CPU开始从输入模块读取数据并检查所有输入的状态。
• CPU开始执行以中继梯形逻辑或任何其他PLC编程语言编写的用户或应用程序。
• 接下来，CPU执行所有内部诊断和通信任务。
• 根据程序结果，它将数据写入输出模块，以便更新所有输出。
• 只要PLC处于运行模式，此过程就会继续。

PLC的物理结构

PLC的结构几乎与计算机的结构相似。

可编程逻辑控制器连续监视来自各种输入传感装置（例如加速度计，重量秤，硬连线信号等）的输入值，并根据生产和行业的性质产生相应的输出。PLC的典型框图由五个部分组成：

• 架和底盘
• 电源模块
• 中央处理器(CPU)
• 输入和输出模块
• 通信接口模块

机架或底盘

在所有PLC系统中，PLC机架或底盘形成最重要的模块，并充当系统的骨干。PLC有不同的形状和尺寸。当涉及更复杂的控制系统时，它需要更大的PLC架。

小型PLC配有固定的I / O引脚配置。因此，他们已经去了模块化架PLC，它接受不同类型的I / O模块，其滑动和适合概念。所有I / O模块将驻留在此机架/机箱内。

电源模块

该模块用于为整个PLC系统提供所需的电源。它将可用的交流电源转换为CPU和I / O模块所需的直流电源。PLC通常适用于24V直流电源。很少有PLC使用隔离电源。

CPU模块和内存

CPU模块有一个中央处理器，ROM和RAM内存。ROM内存包括操作系统、驱动程序和应用程序。随机存储器是用来存储程序和数据的。CPU是PLC的大脑八进制或六边形微处理器。

作为一个基于微处理器的CPU，它取代了计时器、继电器和计数器。两种类型的处理器作为一个单一的位或字处理器可以与PLC合并。用一位处理器来执行逻辑功能。而字处理器则用于处理文本、数字数据、控制和记录数据。

CPU从传感器读取输入数据，处理它，最后将命令发送到控制设备。如先前讨论所述的DC电源是所需的电压信号。CPU还包含其他电气部件，以连接其他单元使用的电缆。

输入和输出模块

你有没有想过如何感知物理参数，如温度、压力、流量等?使用PLC ?当然，PLC有一个专用的模块用于接口输入和输出，称为输入输出模块。

输入设备可以是启动和停止按钮、开关等，输出设备可以是电加热器、阀门、继电器等。I/O模块帮助接口输入和输出设备与微处理器。PLC的输入模块如下图所示。

PLC的输入模块执行四个主要功能。

1. 输入模块接口接收来自220 V AC的过程设备的信号
2. 将输入信号转换为可由PLC使用的5 V DC
3. 隔离器block用于隔离/防止PLC发生波动
4. 之后将信号发送到输出端I.E PLC

输入模块中有两个主要部分即“电源部分和逻辑部分”。两个部分彼此电隔离。最初按下按钮关闭。因此，通过电阻器R1和R2向桥接电路给出220V AC电源。

一种桥式整流器(如二极管桥式整流）用于将AC信号转换为DC和齐纳二极管是用来提供低电压供应给LED。当来自LED的光落在PhotoLro ansistor，它在传导区域工作。最后，给予处理器5V直流电源。

PLC的输出模块与输入模块类似，但在反向过程中。它接口输出负载和处理器。因此，第一部分将是逻辑会话，接下来的电源部分会出现。输出模块的工作如下图所示

所以，这里当程序逻辑高信号由处理器产生时领导打开并允许光落在光电晶体管上。当晶体管进入导电区域时，它会对栅极产生脉冲三条第三圈子。隔离器块用于隔离逻辑部分和控制部分。

通信接口模块

要在CPU和通信网络之间传输信息，使用智能I / O模块。这些通信模块有助于与放置在远程位置的其他PLC和计算机连接。

类型的制度

两种主要类型的PLC是固定/小型PLC和模块化PLC。

紧凑型PLC)

在单个情况下，将有许多模块。它有固定数量的I/O模块和外部I/O卡。因此，它没有能力扩展模块。每一项投入和产出都由制造商决定。

模块化的PLC)

这种类型的PLC允许通过“模块”扩展，因此称为模块化PLC。可以增加I / O组件。更容易使用，因为每个组件彼此独立。

PLC根据输出分为继电器输出、晶体管输出和可控硅输出三种类型。继电器输出类型最适合交流和直流输出设备。晶体管输出型PLC采用开关操作，并用于微处理器内部。

PLC按物理尺寸分为Mini、Micro和Nano PLC。

PLC的一些制造商包括：

• 艾伦布拉德利
• ABB.
• 西门子
• 三菱PLC
• 日立PLC
• 三角洲PLC
• 通用电气(GE) PLC
• 霍尼韦尔公司
  

PLC应用程序

plc有多种应用和用途，包括:

1. 过程自动化植物（例如采矿，油气）
2. 玻璃工业
3. 造纸工业
4. 水泥制造
5. 在锅炉-火力发电厂

PLC编程

使用PLC时，重要的是根据您的特定用例设计和实施概念。为此，我们首先需要更多地了解PLC编程的细节。

PLC程序由一组文本或图形表单组成，它表示控制PLC在控制过程的过程中的逻辑。PLC编程语言有两个主要分类，其进一步分为许多子分类类型。

1. 文本语言
   • 指令表
   • 结构化文本
2. 图形形式
   • 梯形图(LD)(即梯形逻辑)
   • 功能框图（FBD）
   • 顺序功能图表（SFC）

虽然所有这些PLC编程语言都可以用于编程PLC，图形语言(如阶梯逻辑)通常首选文本语言(如结构化文本编程）。

梯子逻辑

梯子逻辑是最简单的PLC编程形式。它也被称为“继电器逻辑”。继电器控制系统中的继电器触点用梯形逻辑表示。
下图显示了梯形图的简单示例。

在上述示例中，两个按钮用于控制相同的灯负载。当任何一个开关关闭时，灯将发光。

两条水平线叫横档，两条垂直线叫横档。每个横档形成正极轨(P)和负极轨(N)之间的电连接当前的在输入和输出设备之间流动。

功能框图

功能块图(FBD)是一种简单、图形化的PLC多功能编程方法。PLCOpen在标准IEC 61131-3中描述了使用FBD。函数块是一种程序指令单元，它在执行时产生一个或多个输出值。

它由如下所示的块表示。它表示为矩形块，其中输入输入左侧和输出线左右。它给出了输入和输出状态之间的关系

使用FBD的优点是可以在功能块上使用任何数量的输入和输出。使用多个输入和输出时，可以将一个功能块的输出连接到另一个功能块。楼A.功能框图。

下图显示了FBD编程中使用的各种功能块。

下图显示了一个梯形图和它的功能块等效的西门子符号。

结构化文本编程

结构化文本是一种文本编程语言，它利用语句来确定要执行什么。它遵循更传统的编程协议，但不区分大小写。一系列语句(逻辑)由多个运算符表示赋值和关系组成。结构文本操作符如下图所示。

PLC编程示例

如果泵运行并且压力令人满意，或者如果灯测试开关关闭，则需要打开信号灯。在本申请中，如果应该有来自两个泵的灯输入输出，并且需要压力传感器。因此，和逻辑门使用。

或逻辑用于测试输入条件，无论与系统是否有信号，都要求给出一个灯亮的输出。在梯形图中使用END或RET指令，可以告诉PLC程序已经结束。功能框图和梯形图如下图所示。

作为另一个例子，考虑一个阀门，当泵运行时，当提升开关被操作或开关被操作时，负载还没有被提升，处于提升通道的底部。

OR逻辑用于两个开关，and逻辑用于两个开关和泵。只有当泵处于开启状态且两个开关处于工作状态时，阀门才会工作。

考虑一个饮料机，允许选择茶或咖啡，牛奶或不牛奶，糖或不糖，并将提供所需的热饮插入一个硬币。从下图可以看出，茶或咖啡是使用第一个or逻辑门选择的。

The first AND gate give an output when either Tea or coffee is selected and a coin is inserted into the machine.从该和门的输出给出到第二和门。第二个和栅极仅在热水与茶结合时运行。牛奶和糖是在插入硬币后可能发生的可选添加剂。

制度的历史

许多早期的plc不能够以图形方式表示逻辑，因此它被表示为布尔格式的一系列逻辑表达式(类似于布尔代数）。

随着编程终端的发展，梯形逻辑的使用变得越来越普遍，因为它是一种熟悉的格式用于机电控制面板。更现代的格式，如状态逻辑和功能块图存在，但它们仍然不如梯形逻辑流行。

一个可能的原因是，比起结构化的文本编程，程序员更喜欢梯形逻辑的视觉吸引力。

直到1990年代中期，使用专有的编程面板或专用编程终端编程PLC，该终端通常具有代表PLC程序的各种逻辑元素的专用函数键。

一些专有的编程终端将PLC程序的元素作为图形符号显示，但是平原ASCII代码触点，线圈和线的表示是常见的。