如果您熟悉工業(yè)自動(dòng)化，您可能聽說過機(jī)電一體化中的PLC。但什么是 PLC，為什么它在自動(dòng)化領(lǐng)域如此重要?事實(shí)上，可編程邏輯控制器 (PLC) 是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，具有各種輸入和輸出，用于控制和監(jiān)控基于自定義編程的工業(yè)設(shè)備。

PLC 有不同的尺寸和形狀。有些小到可以放進(jìn)口袋，有些則大到需要自己的重型卡車才能安裝。有些 PLC 模塊化程度較高，只有基本的輸入和輸出 (I/O)，但可以通過附加的基板和功能模塊(如模擬 I/O、通信模塊或顯示模塊)進(jìn)行定制，以適應(yīng)不同類型的工業(yè)應(yīng)用。

一、PLC 編程

PLC 快速、易用、編程簡(jiǎn)單，因此被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。PLC 編程有五種標(biāo)準(zhǔn)語言。最常用的語言是邏輯梯形圖，但也可以使用功能塊圖、順序功能圖、結(jié)構(gòu)化文本或指令集來實(shí)現(xiàn)相同的功能。

二、PLC 和 SCADA

SCADA 和 HMI 系統(tǒng)允許用戶在車間查看數(shù)據(jù)，并為控制和監(jiān)控提供用戶界面 - PLC 是這些系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件組件。事實(shí)上，PLC 是工廠或車間設(shè)備與 SCADA 或 HMI 系統(tǒng)之間的物理接口。PLC 可以傳輸、監(jiān)控和控制復(fù)雜的自動(dòng)化流程，如傳送帶、溫度控制、機(jī)器人室和許多其他工業(yè)機(jī)器。

三、PLC 運(yùn)行階段

PLC 的運(yùn)行分為三個(gè)階段：輸入、程序執(zhí)行和輸出。PLC 通過監(jiān)控所有連接機(jī)器或設(shè)備的輸入，從生產(chǎn)平臺(tái)收集數(shù)據(jù)。根據(jù)程序邏輯檢查這些輸入，然后修改輸出到所有連接的輸出設(shè)備。同一臺(tái)機(jī)器有可能同時(shí)連接到同一臺(tái) PLC 的輸入和輸出端，例如，閥門位置傳感器連接到輸入端，該閥門的位置控制連接到輸出端。程序可以讀取當(dāng)前的閥門位置，檢查閥門是否需要移動(dòng)，然后通過輸出移動(dòng)閥門位置。

PLC 通常區(qū)分?jǐn)?shù)字(或離散)和模擬輸入/輸出。數(shù)字輸入/輸出的工作原理類似于普通的電燈開關(guān)，狀態(tài)要么是開要么是關(guān)，沒有中間狀態(tài)。模擬輸入/輸出的工作原理就像調(diào)光開關(guān)，狀態(tài)可以是開和關(guān)之間的任何狀態(tài)。

不難想象，PLC 的輸入數(shù)據(jù)有兩個(gè)來源：設(shè)備輸入數(shù)據(jù)(由機(jī)器或傳感器自動(dòng)生成)或用戶輸入數(shù)據(jù)(由操作員使用人機(jī)界面或 SCADA 系統(tǒng)生成)。

設(shè)備輸入數(shù)據(jù)來自向 PLC 發(fā)送信息的傳感器和機(jī)器。例如機(jī)械開關(guān)和按鈕的開/關(guān)狀態(tài);速度、壓力和溫度等的模擬讀數(shù);泵和閥門的開/關(guān)狀態(tài)。

人工輸入包括按鍵、開關(guān)、來自鍵盤、觸摸屏、遙控器或讀卡器等設(shè)備的傳感器。

可編程邏輯控制器的輸出與輸入十分相似，但也可為用戶提供聲音或視覺指示，如警示燈亮起或警報(bào)響起。其他輸出可能包括:打開或關(guān)閉閥門;檢查發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速;打開或關(guān)閉加熱器。

PLC 程序循環(huán)運(yùn)行。首先，PLC 檢測(cè)與其連接的所有輸入設(shè)備的狀態(tài)。然后，PLC 運(yùn)行用戶創(chuàng)建的程序，并根據(jù)輸入設(shè)備的狀態(tài)確定輸出應(yīng)改變的狀態(tài)。然后，PLC 將輸出信號(hào)切換到每個(gè)相應(yīng)的設(shè)備。所有這些步驟完成后，PLC 會(huì)運(yùn)行一個(gè)清理步驟，其中包括內(nèi)部診斷安全檢查，以確保一切處于正常運(yùn)行狀態(tài)。每當(dāng)流程結(jié)束，PLC 都會(huì)重新啟動(dòng)循環(huán)，并再次開始檢查輸入。

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