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一、工作原理

可編(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)控制(zhi)(zhi)器（Programmable Logic Controller）簡稱PC或PLC是一種(zhong)(zhong)數(shu)字(zi)運算(suan)(suan)(suan)操(cao)(cao)作(zuo)的(de)電(dian)子系統，專(zhuan)門在工(gong)業(ye)(ye)環境下應用(yong)而設(she)計(ji)。它采用(yong)可以編(bian)(bian)(bian)制(zhi)(zhi)程(cheng)(cheng)序(xu)的(de)存儲器，用(yong)來在執行(xing)存儲邏輯運算(suan)(suan)(suan)和順序(xu)控制(zhi)(zhi)、定時、計(ji)數(shu)和算(suan)(suan)(suan)術(shu)運算(suan)(suan)(suan)等操(cao)(cao)作(zuo)的(de)指(zhi)令，并通過(guo)數(shu)字(zi)或模擬(ni)的(de)輸入(ru)(I)和輸出(O)接口，控制(zhi)(zhi)各種(zhong)(zhong)類(lei)型(xing)的(de)機械設(she)備(bei)或生(sheng)產過(guo)程(cheng)(cheng)。可編(bian)(bian)(bian)程(cheng)(cheng)控制(zhi)(zhi)器是在電(dian)器控制(zhi)(zhi)技(ji)(ji)術(shu)和計(ji)算(suan)(suan)(suan)機技(ji)(ji)術(shu)的(de)基礎上開發出來的(de)，并逐漸發展(zhan)成為(wei)(wei)以微處理器為(wei)(wei)核心(xin)，把自(zi)動化技(ji)(ji)術(shu)、計(ji)算(suan)(suan)(suan)機技(ji)(ji)術(shu)、通訊技(ji)(ji)術(shu)融為(wei)(wei)一體(ti)的(de)新型(xing)工(gong)業(ye)(ye)控制(zhi)(zhi)裝置。PLC已被廣泛應用(yong)于(yu)各種(zhong)(zhong)生(sheng)產機械和生(sheng)產過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)自(zi)動控制(zhi)(zhi)中，成為(wei)(wei)一種(zhong)(zhong)最重(zhong)要、最普(pu)及、應用(yong)場(chang)合最多的(de)工(gong)業(ye)(ye)控制(zhi)(zhi)裝置，被公認為(wei)(wei)現代工(gong)業(ye)(ye)自(zi)動化的(de)三大支(zhi)柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。

二、安裝與維護

PLC的安裝

在安(an)裝PLC時，要避開(kai)下列場所：①環(huan)境(jing)溫(wen)度超過0~50攝氏度的范(fan)圍。②相對濕(shi)度超過85%或(huo)者存在露水凝聚（由溫(wen)度突變(bian)或(huo)其他因(yin)素所引起的）。③太陽光直接照射。④有(you)腐蝕(shi)和易燃(ran)的氣體，例如氯化(hua)氫(qing)、硫化(hua)氫(qing)等。⑤有(you)大量鐵屑及(ji)灰塵。⑥頻繁或(huo)連續的振動(dong)，振動(dong)頻率為10~55赫茲(zi)、幅度為0.5毫米（峰—峰）。⑦超過10g（重力(li)加速度）的沖(chong)擊。

為了使(shi)控制系統工作可靠(kao)，通常把(ba)可編程控制器安裝(zhuang)在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證其溫度保持在規定環境溫度范圍內(nei)，安裝(zhuang)機器應有足夠的通風空(kong)間，基本單元和(he)擴展單元之間要(yao)有30毫米以上間隔。如(ru)果周圍環境超過55攝氏度，要(yao)安裝(zhuang)電風扇，強迫通風。

為了避免其他外圍設(she)備(bei)的電(dian)干擾，可編程控制(zhi)器(qi)(qi)應盡可能遠(yuan)離(li)高壓(ya)(ya)(ya)電(dian)源線和(he)高壓(ya)(ya)(ya)設(she)備(bei)，可編程控制(zhi)器(qi)(qi)與高壓(ya)(ya)(ya)設(she)備(bei)和(he)電(dian)源線之間應留出至(zhi)少200毫米的距離(li)。

電源接線

PLC供電(dian)電(dian)源為50赫茲、220伏(fu)±10%的交流電(dian)。

如果(guo)電(dian)源(yuan)(yuan)發生故障(zhang)，中(zhong)斷(duan)時(shi)間少于10毫(hao)秒(miao)，PLC工作(zuo)不受影響。若(ruo)電(dian)源(yuan)(yuan)中(zhong)斷(duan)超過(guo)10毫(hao)秒(miao)或電(dian)源(yuan)(yuan)下降超過(guo)允許值，則(ze)PLC停止工作(zuo)，所有的輸出點均同時(shi)斷(duan)開。當電(dian)源(yuan)(yuan)恢復時(shi)，若(ruo)RUN輸入(ru)接通，則(ze)操作(zuo)自(zi)動進(jin)行(xing)。

對(dui)于電(dian)源(yuan)線來(lai)的(de)(de)(de)干(gan)擾(rao)，PLC本身具(ju)有足(zu)夠的(de)(de)(de)抵制能(neng)力(li)。如果電(dian)源(yuan)干(gan)擾(rao)特(te)別嚴重，可以安裝一個變比為1∶1的(de)(de)(de)隔(ge)離變壓器，以減少設(she)備與地(di)之間的(de)(de)(de)干(gan)擾(rao)。

接地

良好的(de)(de)接地(di)是保證PLC可(ke)靠工(gong)作的(de)(de)重要條件(jian)，可(ke)以(yi)避免(mian)偶(ou)然發生(sheng)的(de)(de)電壓沖擊危害。接地(di)線與機器(qi)的(de)(de)接地(di)端(duan)(duan)(duan)相接，基本單元接地(di)。如(ru)果要用擴展(zhan)單元，其接地(di)點(dian)應與基本單元的(de)(de)接地(di)點(dian)接在(zai)一起。為了(le)抑制(zhi)加在(zai)電源及輸入端(duan)(duan)(duan)、輸出(chu)端(duan)(duan)(duan)的(de)(de)干擾，應給可(ke)編程控制(zhi)器(qi)接上專用地(di)線，接地(di)點(dian)應與動力設備(bei)(bei)（如(ru)電機）的(de)(de)接地(di)點(dian)分開。若(ruo)達(da)不到這種要求，也必須做(zuo)到與其他設備(bei)(bei)公共接地(di)，禁止(zhi)與其他設備(bei)(bei)串聯接地(di)。接地(di)點(dian)應盡可(ke)能靠近PLC。

直流24伏接線端

PLC上的24伏(fu)接線端(duan)(duan)子(zi)(zi)(zi)，還可以向外部傳感器（如接近開關或(huo)光電(dian)開關）提供電(dian)流(liu)。24伏(fu)端(duan)(duan)子(zi)(zi)(zi)作傳感器電(dian)源時(shi)，COM端(duan)(duan)子(zi)(zi)(zi)是直流(liu)24伏(fu)地端(duan)(duan)。如果采(cai)用擴(kuo)展(zhan)單元(yuan)，則(ze)應將基本單元(yuan)和擴(kuo)展(zhan)單元(yuan)的24伏(fu)端(duan)(duan)連接起(qi)來。另外，任何外部電(dian)源不能接到(dao)這個(ge)端(duan)(duan)子(zi)(zi)(zi)上。

如果發生過載現象，電壓將自動(dong)跌落，該點輸入對(dui)可編(bian)程(cheng)控(kong)制(zhi)器不起(qi)作用。

每種(zhong)(zhong)型號(hao)的PLC的輸入點(dian)數量是(shi)有規定的。對每一個尚未使用的輸入點(dian)，它不耗電，因(yin)此在這種(zhong)(zhong)情況下，24伏電源端(duan)子向外供(gong)電流的能力可以增加。

輸入接線

一般接受行程開(kai)關、限(xian)位(wei)開(kai)關等輸(shu)入的(de)開(kai)關量(liang)信(xin)號。輸(shu)入接線(xian)端子是PLC與(yu)外部(bu)傳(chuan)感器負載轉(zhuan)換信(xin)號的(de)端口。輸(shu)入接線(xian)，一般指(zhi)外部(bu)傳(chuan)感器與(yu)輸(shu)入端口的(de)接線(xian)。

輸入(ru)器件可以是任何無源(yuan)的(de)觸點或集電極開路的(de)NPN管(guan)。輸入(ru)器件接(jie)通時，輸入(ru)端接(jie)通，輸入(ru)線路閉合，同時輸入(ru)指示(shi)的(de)發光二(er)極管(guan)亮。

輸入端(duan)的(de)一次(ci)電(dian)(dian)路與(yu)二(er)次(ci)電(dian)(dian)路之間，采用光電(dian)(dian)耦合隔離。二(er)次(ci)電(dian)(dian)路帶RC濾(lv)波器，以防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的(de)電(dian)(dian)噪聲引起PLC誤動作。

若(ruo)在(zai)(zai)輸入觸(chu)點電路串(chuan)聯(lian)二(er)極管(guan)，在(zai)(zai)串(chuan)聯(lian)二(er)極管(guan)上的(de)電壓(ya)應小于4伏。若(ruo)使(shi)用帶(dai)發(fa)光(guang)二(er)極管(guan)的(de)舌(she)簧開關，串(chuan)聯(lian)二(er)極管(guan)的(de)數目不能超過兩只。

輸出接線

可(ke)編程控制器有繼(ji)電(dian)器輸(shu)(shu)出(chu)、晶(jing)(jing)閘管(guan)輸(shu)(shu)出(chu)、晶(jing)(jing)體管(guan)輸(shu)(shu)出(chu)3種形式。輸(shu)(shu)出(chu)端(duan)接(jie)線分為獨立輸(shu)(shu)出(chu)和公(gong)共輸(shu)(shu)出(chu)。當(dang)PLC的(de)輸(shu)(shu)出(chu)繼(ji)電(dian)器或晶(jing)(jing)閘管(guan)動作時，同(tong)一號碼的(de)兩個輸(shu)(shu)出(chu)端(duan)接(jie)通。在不(bu)同(tong)組中(zhong)，可(ke)采用不(bu)同(tong)類型和電(dian)壓等級(ji)的(de)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)壓。但在同(tong)一組中(zhong)的(de)輸(shu)(shu)出(chu)只能(neng)用同(tong)一類型、同(tong)一電(dian)壓等級(ji)的(de)電(dian)源。

由于PLC的輸出(chu)元件被封裝在印制(zhi)電路板(ban)上，并(bing)且連(lian)接至端子板(ban)，若將(jiang)連(lian)接輸出(chu)元件的負載短路，將(jiang)燒毀印制(zhi)電路板(ban)，因此，應用熔絲保護輸出(chu)元件。

采用繼(ji)電(dian)器(qi)(qi)輸出時，承受的電(dian)感性負載大小影響到繼(ji)電(dian)器(qi)(qi)的工作壽命(ming)(ming)，因此(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)(qi)工作壽命(ming)(ming)要求長。

三、主要用途

PLC采用(yong)微電(dian)子技(ji)術來完(wan)成各(ge)種控制(zhi)功能，在現場的輸入信號(hao)作(zuo)用(yong)下，按照預先輸入的程序，控制(zhi)現場的執(zhi)行機(ji)構(gou)，按照一定規律進行動作(zuo)。其主要功能如下。

順序邏輯控制

這是(shi)PLC最基本最廣泛的(de)應(ying)用(yong)領域，用(yong)來(lai)取代(dai)繼電(dian)器控(kong)制(zhi)系統，實現(xian)邏(luo)輯控(kong)制(zhi)和(he)順序控(kong)制(zhi)。它即可(ke)用(yong)于單(dan)機控(kong)制(zhi)或多(duo)機控(kong)制(zhi)又可(ke)用(yong)于自(zi)動化生產線的(de)控(kong)制(zhi)。PLC根據操(cao)作按(an)鈕(niu)、限位開關及(ji)其他現(xian)場給出的(de)指令信號，控(kong)制(zhi)機械運(yun)動部件進行相應(ying)的(de)操(cao)作。

運動控制

在機械加工行(xing)業，可編程(cheng)控(kong)制(zhi)器與(yu)計算機數(shu)(shu)控(kong)（CNC）集成在一起，完(wan)成機床的運動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)。很(hen)多PLC制(zhi)造廠家(jia)已(yi)提供了拖動(dong)(dong)步進電機或(huo)伺服電機的單軸(zhou)或(huo)多軸(zhou)的位置控(kong)制(zhi)模(mo)板。在多數(shu)(shu)情(qing)況下，PLC把描述(shu)目(mu)標位置的數(shu)(shu)據(ju)送(song)給模(mo)板，模(mo)板移(yi)(yi)動(dong)(dong)一軸(zhou)或(huo)數(shu)(shu)軸(zhou)到目(mu)標位置。當每個軸(zhou)移(yi)(yi)動(dong)(dong)時(shi)，位置控(kong)制(zhi)模(mo)板保持適當的速(su)度和加速(su)度，確保運動(dong)(dong)平滑(hua)。已(yi)用(yong)于控(kong)制(zhi)無心磨削(xue)、沖壓、復雜零(ling)件分段沖裁(cai)、滾削(xue)、磨消應用(yong)當中。

定時控制

PLC為用(yong)戶(hu)提供(gong)了(le)一定(ding)(ding)(ding)(ding)數量(liang)的(de)定(ding)(ding)(ding)(ding)時器，設(she)置了(le)定(ding)(ding)(ding)(ding)時器指令，如(ru)OMRON公(gong)司(si)的(de)CPM1A,，每個定(ding)(ding)(ding)(ding)時器可實現0·1~999·9s或0·01~99·9s的(de)定(ding)(ding)(ding)(ding)時控(kong)制(zhi)，SIEMENS公(gong)司(si)S7—200系(xi)列可提供(gong)時基單位為0·1s/0`01s及0·00s的(de)定(ding)(ding)(ding)(ding)時器，實現從0·001s到3276·7s的(de)定(ding)(ding)(ding)(ding)時制(zhi)。可按一定(ding)(ding)(ding)(ding)方(fang)式進行定(ding)(ding)(ding)(ding)時時間的(de)擴展。定(ding)(ding)(ding)(ding)時精(jing)度(du)高，定(ding)(ding)(ding)(ding)時設(she)定(ding)(ding)(ding)(ding)方(fang)便(bian)、靈活。PLC還提供(gong)了(le)高精(jing)度(du)的(de)時鐘脈沖，用(yong)于(yu)準確的(de)實時控(kong)制(zhi)。

記數控制

PLC為(wei)用戶(hu)提供的記(ji)數器(qi)(qi)(qi)分為(wei)普通(tong)記(ji)數器(qi)(qi)(qi)，可(ke)逆記(ji)數器(qi)(qi)(qi)(增減計(ji)數器(qi)(qi)(qi))、高速計(ji)數器(qi)(qi)(qi)等(deng)，用來完成不同用途的記(ji)數控制(zhi)命令。計(ji)數器(qi)(qi)(qi)值(zhi)(zhi)等(deng)于計(ji)數器(qi)(qi)(qi)設(she)定值(zhi)(zhi)，或在(zai)(zai)某一數值(zhi)(zhi)范(fan)圍時，發(fa)出控制(zhi)命令。計(ji)數器(qi)(qi)(qi)的記(ji)數值(zhi)(zhi)可(ke)在(zai)(zai)運行中(zhong)被(bei)讀出，也可(ke)在(zai)(zai)運行中(zhong)進行修改。

步進控制

PLC為(wei)用戶提供了一(yi)定數(shu)量(liang)的(de)移位(wei)寄(ji)(ji)存器，用移位(wei)寄(ji)(ji)存器可方便地完(wan)成步(bu)進(jin)(jin)控(kong)制功能。在一(yi)道(dao)工(gong)序完(wan)成之(zhi)后，自動進(jin)(jin)行下一(yi)道(dao)工(gong)序。一(yi)個工(gong)作周期結(jie)束后，自動進(jin)(jin)入下一(yi)個工(gong)作周期。有些PLC還專(zhuan)門設有步(bu)進(jin)(jin)控(kong)制指令，使得步(bu)進(jin)(jin)控(kong)制更為(wei)方便。

數據處理

大(da)部分PLC都具有(you)不(bu)同程度(du)的數據處理功(gong)能，如F2系(xi)列(lie)(lie)、C系(xi)列(lie)(lie)、S7系(xi)列(lie)(lie)PLC等(deng)(deng)，能完成數據運算如；加、減、乘、除、乘方、開方等(deng)(deng)，邏(luo)輯運算如；字與、字或、字異或、求反等(deng)(deng)，移位、數據比較(jiao)和傳送數值的轉換等(deng)(deng)操作(zuo)。

模、數和數、模轉換

在(zai)過程控(kong)制或閉環控(kong)制系統中，存在(zai)溫度、壓(ya)力、流量、速度位移(yi)、電流、電壓(ya)等連(lian)續(xu)變化(hua)的(de)(de)物(wu)理量。過去，PLC用于邏輯控(kong)制，對于這(zhe)些物(wu)理量的(de)(de)控(kong)制主要靠(kao)儀表控(kong)制或分(fen)布式系統DCS。大、中型(xing)PLC都(dou)(dou)具(ju)有物(wu)理處(chu)理功(gong)能，很多小型(xing)PLC也具(ju)有物(wu)理量處(chu)理功(gong)能，編程和使用都(dou)(dou)很方便 。

通信及聯網

大都分(fen)PLC都具備(bei)通(tong)信(xin)能(neng)力，能(neng)夠實現PLC與(yu)計(ji)算機(ji)(ji)，PLC與(yu)PLC之間的(de)通(tong)信(xin)。通(tong)過(guo)這些通(tong)信(xin)技(ji)術，使PLC更容易構成(cheng)工廠自動化（FA）系統(tong)。也(ye)可與(yu)打印(yin)機(ji)(ji)、監視(shi)器等外部設備(bei)相連，記錄和(he)監視(shi)有關(guan)數據(ju)

根(gen)據用(yong)戶(hu)的(de)使用(yong)方(fang)式和特點，可(ke)(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)制器可(ke)(ke)以分為兩(liang)種完全不同的(de)市場(chang)(chang)(chang)：項目型市場(chang)(chang)(chang)和OEM型市場(chang)(chang)(chang)。可(ke)(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)制器的(de)主要應用(yong)：

項目型(xing)市場中(zhong)，可編程(cheng)(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)主(zhu)(zhu)要應用(yong)(yong)在(zai)冶(ye)金、汽車、市政、電力等(deng)行業(ye)；OEM市場中(zhong)，可編程(cheng)(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)主(zhu)(zhu)要應用(yong)(yong)在(zai)紡織機(ji)械、包裝、機(ji)床(chuang)等(deng)傳統行業(ye)。小型(xing)PLC主(zhu)(zhu)要用(yong)(yong)于OEM市場，主(zhu)(zhu)要以三(san)菱，西門子，歐姆龍、愛(ai)德(de)克(ke)等(deng)品牌為主(zhu)(zhu)，愛(ai)德(de)克(ke)的(de)可編程(cheng)(cheng)控(kong)制(zhi)器(qi)有：FC4A,FC5A,FT1A,其中(zhong)FT1A將 PLC 功(gong)能(neng)與(yu)小型(xing)顯(xian)示器(qi)結(jie)合(he)在(zai)一起(qi)，無(wu)需主(zhu)(zhu)機(ji)設備，省接線(xian)，省空間(jian)，性價比(bi)高。而FT1A使用(yong)(yong)非常方便，例如其觸點輸出為10A，可以直接帶動大容(rong)量(liang)負載，如電磁(ci)閥等(deng)。

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