可編程邏輯控制器(PLC)是電氣自動化系統的核心控制設備,其技術內涵遠超簡單的邏輯控制。現代PLC采用模塊化結構,包括中央處理單元、電源模塊、輸入輸出模塊和專用功能模塊。中央處理單元執行用戶程序,進行邏輯運算和數據處理;輸入模塊采集現場信號;輸出模塊驅動執行機構;專用功能模塊則用于特殊應用,如高速計數、運動控制和過程控制。
PLC的編程語言遵循IEC 61131-3國際標準,包括梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)、指令表(IL)、結構化文本(ST)和順序功能圖(SFC)五種形式。梯形圖直觀易學,適合邏輯控制;功能塊圖便于構建復雜算法;指令表接近匯編語言,執行效率高;結構化文本類似高級語言,適合復雜運算;順序功能圖則擅長描述順序過程。PLC的工作方式采用循環掃描機制。每個掃描周期包括輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。這種工作方式保證了系統的確定性和穩定性,但同時也帶來了輸入輸出延遲。理解掃描機制對于編寫高效可靠的PLC程序至關重要。中斷處理和立即輸入輸出指令可以用于對響應時間要求嚴格的場合。現代PLC技術正朝著高性能、網絡化、智能化的方向發展。處理器性能不斷提升,能夠勝任復雜的運動控制和過程控制任務;工業以太網和實時以太網技術的應用,大大提高了通信速率和確定性;軟PLC技術將控制功能軟件化,增強了系統的靈活性和集成性;安全PLC則通過冗余架構和自檢測功能,滿足安全相關控制的要求。