工作原理

· PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，主要包括輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。在輸入采樣階段，PLC 將所有輸入信號的狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器中；在程序執(zhí)行階段，按照用戶程序的邏輯順序，從輸入映像寄存器和其他內(nèi)部寄存器中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，并將結(jié)果寫入輸出映像寄存器；在輸出刷新階段，將輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到輸出鎖存器，通過輸出模塊驅(qū)動外部負(fù)載。

組成結(jié)構(gòu)

· 中央處理單元（CPU）：是 PLC 的核心部件，相當(dāng)于人的大腦，用于執(zhí)行用戶程序、進(jìn)行邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和協(xié)調(diào)各部分的工作。它讀取輸入信號，根據(jù)程序指令進(jìn)行運(yùn)算，然后將結(jié)果輸出到相應(yīng)的部件。

· 存儲器：包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序存儲器用于存放 PLC 的系統(tǒng)程序，如監(jiān)控程序、編譯程序等，一般由制造廠家固化在只讀存儲器（ROM）中；用戶程序存儲器用于存放用戶編寫的控制程序，可采用隨機(jī)存取存儲器（RAM）或閃存（EEPROM）等，方便用戶修改和調(diào)試程序。

· 輸入輸出模塊（I/O 模塊）：是 PLC 與外部設(shè)備連接的橋梁。輸入模塊用于接收外部開關(guān)量、模擬量等信號，并將其轉(zhuǎn)換為 PLC 內(nèi)部能處理的數(shù)字信號；輸出模塊則將 PLC 內(nèi)部的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備能接受的信號，如開關(guān)量信號、模擬量信號等，以控制接觸器、繼電器、電磁閥、電機(jī)等執(zhí)行元件。

· 電源模塊：為 PLC 各部分提供穩(wěn)定的直流電源，一般輸入為交流電源，經(jīng)過電源模塊變換后輸出直流電源，為 CPU、存儲器、I/O 模塊等供電。

應(yīng)用領(lǐng)域

· 工業(yè)自動化控制：在制造業(yè)中，廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)線上，如汽車制造、電子設(shè)備制造、食品加工等。用于控制生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行、物料的輸送、產(chǎn)品的質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和智能化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，在汽車裝配生產(chǎn)線上，PLC 可以控制機(jī)械臂的動作、輸送鏈的運(yùn)行以及各種裝配工具的操作，確保汽車零部件的精確裝配。

· 過程控制：在化工、石油、電力等過程工業(yè)中，用于對溫度、壓力、流量、液位等過程參數(shù)進(jìn)行控制。通過采集現(xiàn)場的模擬量信號，經(jīng)過 PLC 的運(yùn)算處理，實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行設(shè)備的控制，使過程參數(shù)保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，保證生產(chǎn)過程的安全和穩(wěn)定。例如，在石油化工的精餾塔控制系統(tǒng)中，PLC 根據(jù)塔頂和塔底的溫度、壓力等參數(shù)，自動調(diào)節(jié)進(jìn)料量、回流量和加熱量，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確分離和質(zhì)量控制。

· 電梯控制：用于實(shí)現(xiàn)電梯的邏輯控制，包括樓層選擇、轎廂門控制、電梯的上下行控制以及安全保護(hù)等功能。PLC 根據(jù)電梯的運(yùn)行狀態(tài)和乘客的操作指令，協(xié)調(diào)各個部件的工作，確保電梯的安全、高效運(yùn)行。

優(yōu)勢特點(diǎn)

· 可靠性高：采用了冗余設(shè)計(jì)、抗干擾技術(shù)等，能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定工作，平均無故障時間可達(dá)數(shù)萬小時甚至更長。

· 靈活性強(qiáng)：用戶可以根據(jù)實(shí)際控制需求，通過編程靈活地改變控制邏輯和功能，無需對硬件進(jìn)行大規(guī)模的改動。

· 編程簡單：通常采用梯形圖、指令表等簡單易懂的編程語言，與電氣控制原理圖相似，容易被工程技術(shù)人員掌握。

· 功能強(qiáng)大：不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可滿足復(fù)雜的工業(yè)控制需求。