PLC可编程控制器的原理和应用

科学技术的发展迅速化，促使PLC 可编程控制器也得到了广泛应用。这种控制器属于新型的数字运算操作电子系统，是针对工业环境应用设计的。PLC 利用的是一种可编程储存器，主要是存储内部程序，并执行逻辑运算、定时、顺序控制以及计数方面的操作和口令。该种控制器还可利用数字或模拟输入输出的方式控制机械以及其他生产过程，在工业应用中也起到了显著的效果。

1、PLC可编程控制器组成分析

1.1 软件系统

PLC 的软件程序主要有系统程序与用户程序两部分，其系统程序是PLC 得以有效运行的基础条件，并在其中运用汇编语言将其编写而成。当PLC 出厂时，就已经在ROM 系统程序的储存器中固定，在运行的时候不需要用户再做干预。PLC 编程程序主要是以编程元件继电器替代原有的实际元件继电器，利用软件编程逻辑代替传统的硬件布线逻辑，通过这种形式，使得控制器具有的控制功能得以实现。PLC 的编程语言主要是针对被控对象进行的，也可以直接面对操作者，对于那些对继电接触器控制电路的技术人员来说，这种编程语言是较容易掌握的。

1.2 硬件系统

PLC 的核心在于中央处理器，即CPU，是PLC 得以控制以及运算的核心。中央处理器包括运算器以及控制器，其功能是处理以及控制相关信息，并对控制器的整个运行进行协调。运算器以及控制器本身所具有的性能，对于PLC 技术的性能将会产生直接影响。若二者的性能指标越高，则CPU 的位数越长，中央处理器的运算速度也就得到了显著提升。PLC 控制器的内存即存储器，其功能是对可控制器中的各项系统以及用户程序、逻辑变量、工作数据等进行存储。对系统软件进行存储的存储器即系统程序存储器，而系统程序本身也就实现了对可编程序控制器中各种功能的有效控制。另外，其可由控制器生产厂家开展相应的编写。PLC 与现场Ⅰ /O 装置或其他外部设备之间进行有效连接主要依靠的是接口模块的输入输出模块。PLC 可利用接口中的输入模块将工业生产中产生的各种控制信号直接填入到主机中，并经过用户程序的运算以及操作，使得结果得以在输出模块中形成。输出模块则是将中央处理器发出的弱电控制信号转变为工业现场发出的强电信号，进而使得电磁阀被推动，并促使接触器、电机等得到有效运行。

2、PLC可编程控制器的工作原理

从本质上来说，PLC 也属于计算机控制系统的一种。但其中具备的工业过程连接口相较于普通的计算机来说，性能更强，且编程语言也和工业控制的相关需求更加符合。PLC 运用循环工作以及顺序扫描的相关方式，在系统软件所做的控制动作下，在规定时间中可重复开展工作，且每次扫描时，都会经过输入信号、输出刷新以及程序执行等几个步骤。在输入采样时，PLC 内部的CPU 会对输入端开展相应扫描，并对现场开关的温度、状态以及速度、压力等信号产生的数据输入到状态寄存器中。其次，执行程序时，CPU 会根据用户程序下达的顺序对指令执行，需要执行的条件可从输入状态寄存器以及系统中的编程元件中直接被CPU 可读，且依据程序编排对输入得到的数据开展逻辑运算以及算术运算，并将运算得到的结果输出。再次，刷新输出。当程序接到指令后，CPU 会将输出状态寄存器中存在的运算结果输出到锁存器中，并利用相应的输出方式进行输出，从而使得外部各种执行机构得以有效工作。当上面阶段全部完成后，再利用PLC 系统自动控制的过程，就形成一个扫描周期，PLC 可控制器系统运行就是一个不断重复的过程。并事先对扫描周期进行估算，对型号不同的PLC，则需要查看使用说明书，找到其中自检过程，并明确输入采样以及输出刷新所花费的时间。在正常情况下，输入采样与输出刷新之间所需要的时间为1m/s、2m/s，因此可控制器所需要的扫描时间取决于用户程序的长短，且与控制对象工艺所具有的复杂性以及CPU 运算速度也有一定关系。

3、PLC可编程控制器在工业中的应用

就控制器的结构以及功能来说，PLC 属于全新且通用的电器控制器，是将计算机作为系统内核的控制器。这种设置与普通的计算机设置相同，且PLC 可编程控制器需要根据程序对存储器中的各种数据进行有效处理。在进行工业控制中，这种数据都是通过输入口将数据输入的，一部分是来源于数字量，另一部分是源于模拟量，都是在系统内部的传感器以及主令电器中存在。之后再利用输出口将主机之外的其他设备进行输送，进而对其外部设备进行控制。输出流量也可成为工业控制中的模拟量以及数字量。PLC 可编程控制器是利用相关应用程序对工业现场中出现的各种事件进行处理以及控制，因而要想机器可以完成相关任务，需要让控制器依据程序完成指令任务。