PLC入门知识与行业应用普及

一.PLC概述

1.定义

PLC（Programmable Logic Controller）：可编程逻辑控制器。实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本组成如下图所示：

2.工作原理

PLC开机运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段,如下图所示：

二.PLC分类

1.整体式PLC

整体式PLC是将电源、中央处理器、输入/输出等装在一个箱体内，通常称为基本单元，如下图所示。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。这类PLC的特点包括结构紧凑、体积小、价格低等。小型PLC一般采用这种整体式结构。

2.模块式PLC

模块式PLC将PLC的各组成部分分别做成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）等，模块装在框架或基板的插座上，如下图所示。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。

三.国际上常见的PLC

PLC主要由美国、欧洲和日本所垄断，其中美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此两者的PLC有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC有一定的继承性。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。以下是全球PLC的主要厂家。

四. PLC的功能及应用

PLC是在综合了继电器接触器控制和计算机控制的诸多优点之上设计和发展的，它在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中有着广泛的应用。

1. 开关量逻辑控制

PLC取代传统的继电器电路，实现了逻辑控制和顺序控制，它既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2. 模拟量控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量）。A/D模块能将现场的温度、压力、流量、速度等模拟量转换变为数字量，再经PLC中的微处理器进行处理，然后进行控制；或者经D/A模块转换后变成模拟量，然后控制被控对象，这样就可实现PLC对模拟量的控制。模拟量控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

注：PLC中配置有A/D和D/A转换模块（A指的是模拟信号,D指的是数字信号）

3. 数据采集

PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；

4. 定时和计数控制

PLC具有很强的定时和计数功能，它可以为用户提供几十甚至上百、上千个定时器和计数器。其计时的时间和计数值可以由用户在编写用户程序时任意设定，也可以由操作人员在工业现场通过编程器进行设定，进而实现定时和计数的控制。如果用户需要对频率较高的信号进行计数，可以选择高速计数模块。

五. PLC与工业级无线DTU连接

1.应用示意图

以佰马工业级无线DTU（BMD100-A）为例，PLC通过通过与BMD的RS232、RS485等接口连接后，将前端采集的数据传到服务端（以TLINK平台为例），以下是应用示意图：

2. BMD100-A DTU与PLC通过RS232或RS485连接示意图：