我的课程
我的订单
我的消息
听课指南
PLC控制系统是什么？
在当今工业自动化的大趋势下，PLC控制系统扮演着至关重要的角色。作为专注于PLC智能制造培训的优路教育，深知理解PLC控制系统对于学员掌握先进工业控制技术的重要性。接下来，我们将全面深入地探讨PLC控制系统的相关内容。
一、PLC控制系统的基本构成
硬件部分
1. 中央处理器(CPU)：CPU是PLC控制系统的核心，类似于人类的大脑，负责执行用户编写的程序，对输入信号进行处理，并根据程序逻辑产生相应的输出信号。不同型号的PLC，其CPU的性能有所差异，如运算速度、存储容量等，这决定了PLC能够处理任务的复杂程度。例如，在大型工业生产线上，需要处理大量数据和复杂逻辑的场景，就需要高性能的CPU来确保系统的运行。
2. 输入输出模块(I/O模块)：I/O模块是PLC与外部设备连接的桥梁。输入模块负责采集来自外部设备的信号，如按钮、传感器等发出的信号，并将其转换为PLC能够识别的数字信号。输出模块则相反，它将PLC处理后的数字信号转换为能够驱动外部执行设备的信号，如控制继电器、电机等设备的运行。例如，在自动化流水线上，输入模块采集产品位置传感器的信号，输出模块控制机械臂的动作。
3. 电源模块：电源模块为PLC的各个部件提供稳定的电源。它将外部输入的交流电转换为PLC内部所需的直流电，确保PLC能够正常工作。电源模块的稳定性对于PLC控制系统的可靠性至关重要，在一些对稳定性要求高的工业环境中，还会配备不间断电源(UPS)，以防止因停电等突发情况导致PLC系统故障。
软件部分
1. 系统程序：系统程序由PLC制造商编写并固化在ROM中，它负责管理和协调PLC的各项硬件资源，为用户程序的运行提供基础环境。系统程序包括监控程序、编译程序等，监控程序用于监测PLC的运行状态，编译程序则将用户编写的高级语言程序转换为机器语言程序，以便CPU执行。
2. 用户程序：用户程序是用户根据实际控制需求编写的程序，它决定了PLC控制系统的具体功能。用户可以使用梯形图、指令表、功能块图等编程语言来编写用户程序。例如，在一个简单的电机启停控制系统中，用户可以通过梯形图语言编写程序，实现按下启动按钮电机启动，按下停止按钮电机停止的功能。
二、PLC控制系统的工作原理
循环扫描工作方式：PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程分为三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。在输入采样阶段，PLC将所有输入端子的状态读入到输入映像寄存器中;在程序执行阶段，PLC按照用户程序的逻辑顺序，从第一条指令开始依次执行，并将执行结果存入输出映像寄存器中;在输出刷新阶段，PLC将输出映像寄存器中的状态传送到输出锁存器，进而驱动外部执行设备。这种循环扫描的工作方式使得PLC能够实时响应外部信号的变化，确保控制系统的稳定性和可靠性。
逻辑运算与控制：PLC通过对输入信号进行逻辑运算，实现对外部设备的控制。它基于布尔逻辑，通过各种逻辑指令(如与、或、非等)对输入信号进行处理，根据运算结果决定输出信号的状态。例如，在一个温度控制系统中，当温度传感器检测到的温度高于设定值(输入信号1)且加热设备正在运行(输入信号2)时，PLC通过逻辑运算(与运算)，输出停止加热设备运行的信号，从而实现对温度的控制。
三、PLC控制系统的应用领域
制造业
1. 汽车制造：在汽车制造过程中，PLC控制系统广泛应用于生产线的各个环节。从车身冲压、焊接、涂装到整车装配，PLC控制着每一台设备的运行。例如，在焊接车间，PLC控制着焊接机器人的动作轨迹、焊接电流和时间，确保焊点的质量和一致性。
2. 电子设备制造：在电子设备制造行业，PLC控制系统用于实现生产过程的自动化和高精度控制。例如，在手机主板的贴片生产中，PLC控制贴片机的运动，确保电子元件能够准确无误地贴装在指定位置。
能源行业
1.电力系统：在电力系统中，PLC控制系统用于变电站的自动化控制和电网的监测与调度。PLC实时采集电力设备的运行数据，如电压、电流、功率等，并根据预设的逻辑对设备进行控制。例如，当电网出现故障时，PLC能够迅速判断故障位置，并控制相应的断路器跳闸，隔离故障区域，保障电网的安全稳定运行。
2.石油化工：在石油化工生产过程中，PLC控制系统对生产设备和工艺流程进行实时监控和控制。例如，在炼油厂的蒸馏塔控制系统中，PLC根据温度、压力、流量等传感器的数据，控制调节阀的开度，调节物料的流量和温度，确保蒸馏过程的稳定进行。
物流仓储行业
1.自动化立体仓库：在自动化立体仓库中，PLC控制系统负责控制堆垛机、输送机等设备的运行，实现货物的自动存储、检索和搬运。PLC根据货物的信息和仓库的存储情况，为货物分配合适的存储位置，并控制堆垛机将货物准确地搬运到指定位置。
2.物流分拣系统：在物流分拣系统中，PLC控制系统根据货物的条形码或二维码信息，控制分拣设备将货物准确地分拣到相应的通道。PLC还能对分拣过程进行实时监控，统计分拣数量和错误率，及时调整分拣策略，提高分拣效率和质量。
|
构成部分
|
细分内容
|
功能描述
|
|
硬件部分
|
中央处理器（CPU）
|
执行程序，处理输入信号，产生输出信号
|
|
输入输出模块（I/O 模块）
|
采集外部信号并转换为数字信号，将处理后的数字信号转换为驱动外部设备的信号
|
|
|
电源模块
|
为 PLC 各部件提供稳定电源
|
|
|
软件部分
|
系统程序
|
管理和协调硬件资源，为用户程序运行提供环境
|
|
用户程序
|
根据实际控制需求编写，决定 PLC 控制系统具体功能
|
|
|
工作原理
|
循环扫描工作方式
|
分为输入采样、程序执行、输出刷新阶段，确保系统实时响应外部信号变化
|
|
逻辑运算与控制
|
基于布尔逻辑对输入信号进行运算，实现对外部设备控制
|
|
|
应用领域
|
制造业
|
汽车制造、电子设备制造等生产线自动化控制
|
|
能源行业
|
电力系统变电站控制、石油化工生产过程监控
|
|
|
物流仓储行业
|
自动化立体仓库货物存储搬运、物流分拣系统货物分拣
|
APP
小程序
公众号
服务号
