PLC英文名称:Programmable Logic Controller中文名称:可编程控制器。

1.可编程逻辑控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器,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,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

2.它由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件系统包含CPU单元、存储器单元、电源单元、输入/输出接口单元等部分组成,如图所示。

  1. CPU单元相当于人的大脑和心脏,不断采集输入信号,执行用户程序,刷新系统的输出。
  2. 存储器单元主要用来存储系统程序、用户程序和数据。
  3. 输入/输出接口单元是PLC系统的手、脚、耳、目,用于联系外部设备和元件(打印机、计算机、扫描仪、按钮、开关、指示灯、电磁阀等)。
  4. 电源单元为CPU单元、输入/输出接口单元提供动力支持。

软件系统包含系统程序(操作系统)、用户程序、编程软件。

  1. 操作系统是厂家固化到PLC的程序,用于监视并控制PLC的工作,并把用户程序解释成微处理器能够执行的程序,就像计算机的Windows操作系统一样,用户不可修改。
  2. 用户程序是为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序,是用户通过编程器输入到PLC,类似于Word、Excel等应用软件。
  3. 编程语言是编写用户程序的语言,各厂家PLC都有自己的编程语言,封闭不开放。为了统一标准,IEC制定IEC 61131 PLC标准,其中第三部分是规定PLC编程语言标准。按照IEC 61131-3的规定,有以下5种编程语言:顺序功能图、梯形图、功能图块、指令表、结构文本。其中比较常用的是梯形图。

3.使用场景

目前,PLC在国内外已广泛应用于采矿业、纺织业、造纸和纸制品业、化学原料和化学制品制造业、设备制造业、汽车制造业、电力、热力生产和供应业等各个行业,使用情况主要分为如下几类:

  1. 运动控制:PLC通过控制步进控制器、伺服控制器及各种变频器,间接控制步进电机、伺服电机以及各种普通电机,从而实现机器设备圆周或直线运动。
  2. 工业过程控制:在生产过程中存在一些连续变化的量(即模拟量)如压力、温度、流量、液位等,PLC通过A/D(模拟量转换为数字量模块)采集模拟量,采用各种各样的控制算法程序来处理,最后将计算结果通过D/A(模拟量转换为数字量模块)传送给各种执行器,并采集反馈的控制结果调整控制值,已到达闭环控制。
  3. 布尔逻辑控制:用布尔软逻辑取代过去的继电器硬件电路,实现单台设备或者多机多场景的逻辑控制,到达集中监控、自动运行的程度
  4. 数据处理:PLC具有数据运算、传送、转换、排序、查表等功能,可以轻松地完成数据采集、分析及处理。
  5. 通信及联网: 现在是万物互联的时代,几乎所有PLC都具有网络通信接口,以便PLC之间及PLC与其它智能设备间的通信。


4.前世今生

1969前,绝大多数的工业领域均使用继电器电路实现逻辑控制的目的;

1969年,美国DEC公司研制出第一台可编程控制器(PDP-14),在GM公司的汽车生产线上首次使用,大大提高生产效率,降低设备故障率;

如今,PLC的生产厂商很多,如西门子、罗克韦尔、施耐德、三菱、台达、上海正航,深圳合信、厦门海为、南大傲拓、德维深、和利时、KDN、浙大中控、浙大中自、兰州全志、科威、科赛恩、南京冠德、智达、海杰、易达中山智达、江苏信捷、洛阳易达等等,几乎涉及工业自动化领域的厂商都会有其PLC产品提供。

我国市场上流行PLC产品的有如下几家:

  • 西门子公司,目前有logo、S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500、S7-200Smart系列产品;
  • 施耐德公司,目前有Quantum、Premium、Momentum、Twido等产品;
  • 罗克韦尔公司,目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品;
  • 日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品。

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