什么是可编程逻辑控制器？PLC类型、用途和工作原理

PLC（可编程逻辑控制器）是工业自动化中使用的计算机。PLC编程提供的指令帮助工程师运行和操作自动化生产设备。由于PLC可以编程，因此能够被重复使用于多种应用，而不仅限于一项任务。PLC自动化具有坚固的设计，适用于制造环境，并且在制造业中普遍存在。阅读本指南，了解更多关于PLC自动化的信息，包括PLC和PLC编程的工作原理，以及PLC的使用场景。

市场上有各种各样的PLC控制系统和PLC自动化，包括：

• 模块化PLC。模块化PLC的功能可以通过添加模块进行扩展，包括额外的输入/输出单元（I/O）。模块化PLC提供灵活性，工程师可以根据需要组合不同的I/O PLC
• 安全PLC。可配置的安全模块可以添加到模块化PLC中，用于不同的工业环境。安全PLC可以检测硬件故障，以确保整体PLC系统的任何故障都不会导致危险情况。安全PLC通常呈红色，并且在出现问题时可以发出警报。PLC安全模块还可以被锁定和密码保护，以防止未经授权的访问和修改
• 固定PLC。固定PLC设计用于特定任务。但是，如果工程师需要一个高效的PLC用于重复的任务，则它们可能是理想的选择。如果制造过程的参数是恒定的且变化不大，则固定系统是一个不错的选择

那么可编程逻辑控制器工作原理是什么呢？

所有PLC应用都包括一个CPU、输入、程序和输出。输入由PLC检测。输入类型各不相同。它们可以是离散输入，例如开关是“开”还是“关”，或者阀门或泵的开启/关闭读数。或者，它们可以是反映一系列值的模拟输入。例如，温度和压力提供模拟输入。

人类输入来自机械操作员。它可能包括按下按钮或触摸屏、在键盘上输入按键或切换开关。PLC的另一个输入数据来源可能是HMI或SCADA系统的操作员。

根据PLC通过其输入接收的信息，PLC编程执行并操作输出设备，这些设备可能包括执行器、阀门或人机界面显示。PLC输出可以包括声音或视觉指示器，如警报或信标。其他输出可能是改变电机速度或打开/关闭阀门。

作为处理输入的一部分，PLC还将进行快速的健康检查，以确保系统在正常参数内工作。完成后，制造周期重新启动。

PLC系统被用于工作场所自动化，并且是工业控制系统中非常重要的元素。

最初，PLC被用于汽车工业。现在它们被广泛应用于离散制造，用于控制机床、输送带、电梯，以及在精炼石油、食品和饮料或制药等过程工业中。例如，在汽车工业中，PLC可能被用于激活喷漆间。在制造业中，PLC经常被用于打开和关闭报警器和灯。

在制药行业，PLC被用于药品制造以控制质量。例如，它们可以控制生产线上的温度、流量和压力传感器。通过使用PLC在不同阶段进行测量和控制药品生产，有助于公司确保严格的质量和安全标准得以满足。

PLC也被用于控制水工业中的泵和阀门，以及电力网中的变电站和其他系统。例如，当水在污水处理厂的储罐内达到一定水平时，可以编程一个PLC来关闭阀门。在土木工程中，PLC也被用于控制起重设备等设备，而在水泥制造中，它被用于控制水泥生产的原材料混合。

因此，PLC被应用于许多工业过程的自动化。由于PLC连接到SCADA系统，它们可以收集关于机械的有用数据，并向操作员显示信息，如生产报告和警报。它们跟踪和显示OEE（设备整体效率）和制造周期或批次进度等指标。能够可视化这些信息使工程师能够进行干预以改进流程。

尽管随着工业4.0的到来，制造业的自动化正在经历翻天覆地的变化，但PLC仍然是制造业电子的支柱。它们已经被用于收集AI和机器学习算法所需的数据，以改进生产过程和维护活动。

例如，现在可以使用AI来评估从PLC收集到的大量数据，并预测机械何时会发生故障。（这被称为预测性维护。）知道机器何时会发生故障使工程师能够提前介入。在生产方面，由PLC收集的数据也可以被AI分析，以优化制造过程，提高效率，减少浪费。

因此，尽管它们已经存在很长时间，但这些耐用的工业计算机在生产控制方面，在第四次工业革命发展中将继续被广泛使用。

作为制造业过去的重要组成部分，PLC也将在其未来发展中扮演重要角色。

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