PLC 的全称是 Programmable Logic Controller,中文名称是可编程逻辑控制器,它是一种专门为工业现场环境设计的数字运算控制装置,核心依靠内部可编程存储器,执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数 算术运算这类指令,通过数字量或者模拟量输入输出,对各类机械设备 生产线 自动化流程进行自动控制,PLC 诞生初衷是替代传统继电器控制柜,解决老式继电器接线复杂 故障率高 修改逻辑麻烦的痛点,现在已经从最初单纯逻辑控制,升级成兼具运动控制 过程控制 通信组网能力的工业自动化核心控制器,广泛用在工厂产线 机床 水处理 输送线 包装设备等工业场景,学习 PLC 首先要把这个定义吃透,区分它和普通单片机 工控机的本质差别,PLC 是面向工业现场抗干扰设计,适合长期连续带电运行。
PLC 核心组成结构
| 模块名称 | 功能说明 |
|---|---|
| CPU 中央处理器 | 读取用户程序,执行运算,调度各个模块,是 PLC 的大脑 |
| 存储器 | 分为系统程序存储器和用户程序存储器,系统程序由厂家固化,用户程序是工程师编写的控制逻辑 |
| 输入单元 | 采集外部信号,比如按钮 接近开关 传感器的数字或者模拟信号 |
| 输出单元 | 输出控制信号,驱动接触器 电磁阀 变频器等执行器件 |
| 电源模块 | 把工业现场供电转换成 PLC 内部需要的稳定直流电源 |
| 通信模块 | 支持以太网 串口等通信,实现 PLC 和上位机 触摸屏 其他 PLC 联网 |
PLC 主要特点
1 抗干扰能力强,专门针对工业现场电磁干扰设计,适合高温 粉尘 振动这类恶劣工况,可靠性远高于普通通用计算机。
2 编程简单,主流使用梯形图编程,外形和继电器电路图很接近,电工和自动化人员容易上手。
3 修改逻辑方便,不需要重新硬接线,只需要在编程软件里修改用户程序,下载到 PLC 就能更改控制流程。
4 扩展灵活,可以根据项目需求增加 IO 模块 特殊功能模块,适配不同规模的自动化项目。
5 维护便捷,自带故障诊断指示灯,能够快速定位输入输出 电源 程序相关故障。
PLC 工作原理补充
PLC 采用循环扫描的工作方式,上电之后会不断重复三个阶段,第一是输入采样,读取全部输入端口状态存入输入映像区,第二是程序执行,按照梯形图顺序逐条运算,更新内部寄存器和输出映像区,第三是输出刷新,把输出映像区的数据一次性送到物理输出端子,这个循环扫描机制是 PLC 非常关键的特性,也是定义里面数字运算控制的底层运行逻辑。
PLC 常见分类
按 IO 点数可以分成小型 PLC 中型 PLC 大型 PLC,小型一般单机设备使用,中型适合整条生产线,大型多用于复杂工厂集中控制,按结构可以分成整体式和模块化,整体式把 CPU IO 电源集成在一个机身,模块化可以自由插拔功能模块。
【常见问题】
问题 1 PLC 的定义里面为什么强调工业现场专用
回答 1 PLC 的定义里面强调工业现场专用,是因为普通计算机不具备工业级抗干扰能力,PLC 专门做了抗电磁干扰 宽温设计,可以在工厂复杂环境长期稳定运行,这也是 PLC 和普通工控设备最重要区别。
问题 2 PLC 的定义最早是用来替代什么设备
回答 2 PLC 的定义最初设计目标就是替代传统继电器控制系统,老式继电器依靠硬接线实现逻辑,改动麻烦故障率高,PLC 用软件编程代替硬接线,解决继电器柜的缺陷。
问题 3 PLC 的定义里可编程是什么意思
回答 3 PLC 定义里的可编程,意思就是用户可以自行编写控制程序,通过编程软件写入 PLC 存储器,不需要改变硬件接线,就能更改控制逻辑,这也是 PLC 核心特点。
问题 4 PLC 和单片机按照定义是不是同一种设备
回答 4 按照定义区分,PLC 不是普通单片机,PLC 是集成工业防护 标准化 IO 循环扫描机制的成熟工业控制器,单片机只是芯片,需要外围电路二次开发,二者定位不一样。
【免责申明】
本内容仅作为 PLC 基础概念科普学习参考,不同厂商官方手册对 PLC 定义表述会有细微文字差异,工程应用请以对应产品技术手册以及自动化相关行业规范为准,不构成工程设计选型建议。


