淺談PLC可編程控制器的原理與應用

郭飛

(西華師范大學，四川 南充 637000)

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淺談PLC可編程控制器的原理與應用

郭飛

(西華師范大學，四川 南充 637000)

摘要：PLC可編程控制器是一種能夠獨立運行，并對計算機編程進行空氣的電子操作系統，它的研發推動了工業的發展，降低了工業生產的勞動力消耗，并提升了工業運轉的靈活度和操作性。從前，工業流水線的運作和生產活動基本依靠人工進行運作和管理，進入機械化和自動化生產之后，同樣需要對生產線進行調整、控制和管理，PLC可編程控制器就是針對自動化機械化生產線實現自動化、智能化管理設計的一款管理系統，可以有效改善工業生產環境。

關鍵詞：PLC可編程控制器；原理；工業運用

PLC可編程控制器在工業中的運用最為廣泛，可以說，它就是為工業環境所設計和研發的。PLC可編程控制器可以對工業生產流水作業線的運作數據和情況進行采集和管理，優化工業生產線，提高生產力。

1PLC可編程控制器的組成部分

PLC可編程控制器由硬件系統和軟件系統兩個部分組成，其中硬件系統可分為中央處理器和儲存器兩個部分，軟件系統則分為PLC軟件程序和PLC變成語言兩個部分。下面，筆者就將對這兩個系統進行解說。

1.1軟件系統

1.1.1PLC軟件。PLC可編程控制器的軟件系統由PLC軟件和編程語言組成，PLC軟件運行主要依靠系統程序和編程語言。一般情況下，控制器的系統程序在出廠前就已經被鎖定在了ROM系統程序的儲存設備中。

1.1.2PLC編程語言。PLC編程語言主要用于輔助PLC軟件的運作和使用，它的運作原理是利用編程元件繼電器代替實際原件繼電器進行運作，將編程邏輯轉化為軟件形式存在于系統當中，從而幫助PLC軟件運作和使用。

1.2硬件結構

1.2.1中央處理器。中央處理器在PLC可編程控制器中的作用相當于人體的大腦，用于控制系統運行的邏輯，執行運算和控制。它也是由兩個部分組成，分別是運算系統和控制系統，運算系統執行數據運算和分析，控制系統則根據運算結果和編程邏輯執行對生產線的控制、優化和監督。

1.2.2儲存器。儲存器主要執行數據儲存、程序變動儲存、邏輯變量以及工作信息等等，儲存系統也用于儲存系統軟件，這一儲存器叫做程序儲存器。PLC可編程控制器中的儲存硬件在出廠前就已經設定好了系統程序，而且整個控制器的系統軟件也已經被儲存在了儲存器當中。

1.2.3輸入街出。輸入街出執行數據輸入和輸入，它是系統與現場的I/O裝置或別的設備進行連接的重要硬件裝置，是實現信息輸入和指令輸出的重要環節。PLC將工業生產和流水線運作的各類數據傳送到主機當中，而后由主機中程序執行運算和操作，再將運算結果傳送到輸入模塊，最后，再由輸入模塊將中央處理器發出的執行命令轉化為控制工業此案長的強電信號，控制電磁閥、電機以及接觸器執行輸出指令。

2PLC可編程控制器的工作原理

根據PLC的運行方式和主要構成特點來講，PLC實際上是一種計算機軟件，且是用于控制程序的計算機系統，它的主要優勢在于比普通的計算機系統擁有更為強大的工程過程借口，這種程序更加適合于工業環境。PLC的運作方式屬于重復運作，主要通過循序掃描以及循環工作來實現，在主機程序的控制下，PLC可以重復對目標進行信息采集、指令執行和信息輸出等活動。其工作原理如下所述：

2.1在輸入采樣環節中，由CPU對對象執行掃描，將掃描到的工業運作信息傳輸到寄存器當中，主要內容包括設備的運作狀態、運作參數、溫度、運作效率等等。

2.2CPU根據程序輸入的指令執行掃描，執行指令依靠狀態寄存器和編程元件輸入到CPU當中，而后，CPU將根據輸入的指令進行邏輯排列和運算，最后，將運算結果輸出。

2.3所有收到的指令都完成執行之后，CPU會對程序內的數據和信息進行刷新，然后重復上述步驟，進行新的數據輸入和輸出、運算。以上三個步驟再加上PLC系統控制屬于一個周期的運作，PLC可編程控制器就反復不斷的重復這一周期。不同類型的PLC使用應當按照其出廠配備的說明書進行，PLC單個運行周期的時間長短與工業環境的控制狀態有一定的關系，PLC單個運作周期越短，就能夠在短時間里執行更多的周期運作，從而提升工業環境的監督控制能力。一般情況下，PLC完成10次完整的掃描一秒鐘即可，這樣的掃描速度基本能夠適應現在工業環境的控制需要。

3PLC可編程控制器的應用

PLC可編程控制器是一種計算機系統的全新存在模式，它將常規計算機的程序進行了改動，使之適應了工業環境的控制需求，它的運作主要依靠主程序對數據的處理結果進行。在工業環境下，人們通過接口將PLC可編程控制器與對應的設備接口相連，將設備的運行數據輸入到PLC當中，而后PLC執行對數據的儲存、邏輯運算和輸入，工業設備則依據最后的結果數據對運作狀態進行控制優化。PLC可編程控制器的運用有效的改善了工業運作環境，實現了人與工業環境分流，大大的提升了工人的工作環境，改變了從前人與機械共處一室的工作狀態，也很好的保障了企業的生產力和生產質量。

4結束語

隨著時間的不斷推移，工業產業中的機械和計算也將不斷的創新和提升，PLC可編程控制器將在工業運作中得到廣泛的推廣和使用，與此同時，PLC相關技術也應當隨著工業的進步不斷進行創新和改良。

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中圖分類號:TP39

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)08-0019-01

作者簡介：郭飛(1992-)，男，漢族，四川眉山人，大學本科，西華師范大學電子信息工程學院。