PLC：工业自动化的“智能编程大脑”
一、PLC的基本结构与原理
PLC（Programmable Logic Controller）是一种专为工业环境设计的数字运算操作电子系统，通过存储程序实现逻辑控制、顺序控制、定时/计数等功能。其核心由以下模块组成：
- •中央处理单元（CPU）：执行用户程序，处理输入/输出信号（如西门子S7-1200系列采用ARM Cortex-M内核）；
- •输入/输出模块（I/O）：接收传感器信号（如限位开关、温度传感器，数字量DI/模拟量AI）并控制执行机构（如继电器、电磁阀，数字量DO/模拟量AO）；
- •电源模块：为系统提供稳定的24V DC工作电压（部分支持AC 220V输入）；
- •通信模块：支持RS485、以太网、PROFINET等协议，实现与HMI（人机界面）、变频器、上位机的交互。
二、编程语言与控制模式
PLC支持多种编程语言（符合IEC 61131-3标准）：
- •梯形图（LAD）：最常用，类似继电器电路图，适合逻辑控制（如电机启停联锁）；
- •指令表（STL）：类似汇编语言，适合复杂运算；
- •功能块图（FBD）：通过逻辑块（如AND/OR定时器）组合实现控制；
- •结构化文本（ST）：类似高级语言（如C），用于算法编程。
控制模式包括：
- •开关量控制（数字量）：如生产线上的“启动-停止”逻辑；
- •模拟量控制：如温度、压力PID调节（通过模拟量输入AI采集信号，经PID指令输出调节变频器频率）；
- •运动控制：通过脉冲输出（PTO/PWM）或专用伺服模块控制伺服电机位置。
三、典型应用场景
- •离散制造：汽车装配线的机器人协同控制、包装机的物料计数；
- •过程工业：化工反应釜的温度/压力调节、污水处理的液位控制；
- •基础设施：楼宇自动化的照明/空调联动、地铁屏蔽门的开关控制。
案例：某食品厂灌装生产线原依赖人工操作，效率低且易污染；采用PLC+光电传感器后，实现灌装量精准控制（误差±0.5ml）、瓶身缺陷自动剔除，产能提升40%，不良率下降至0.1%。