第1章 PLC基礎與西門子PLC入門實戰

1.1 PLC與PLC控制

1.1.1 什么是PLC

PLC是英文Programmable Logic Controller的縮寫，意為可編程序邏輯控制器，是一種專為工業應用而設計的控制器。世界上第一臺PLC于1969年由美國數字設備公司（DEC）研制成功，隨著技術的發展，PLC的功能越來越強大，不僅限于邏輯控制，因此美國電氣制造協會（NEMA）于1980年對它進行了重命名，稱為可編程控制器（Programmable Controller），簡稱PC，但由于PC容易和個人計算機（Personal Computer，PC）混淆，故人們仍習慣將PLC當作可編程序控制器的縮寫。圖1-1是幾種常見的PLC，從左往右依次為三菱PLC、歐姆龍PLC和西門子PLC。

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圖1-1 幾種常見的PLC

由于PLC一直在發展中，至今尚未對其下最后的定義。國際電工委員會（IEC）對PLC最新定義要點如下：

1）是一種專為工業環境下應用而設計的數字電子設備。

2）內部采用了可編程序的存儲器，可進行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作。

3）通過數字量或模擬量輸入端接收外部信號或操作指令，內部程序運行后從數字量或模擬量輸出端輸出需要的信號。

4）通過擴展接口連接擴展單元，以增強和擴展功能；還可以通過通信接口與其他設備進行通信。

1.1.2 PLC控制與繼電器控制比較

PLC控制是在繼電器控制基礎上發展起來的，為了更好地了解PLC控制方式，下面以電動機正轉控制為例對兩種控制系統進行比較。

1.繼電器正轉控制

圖1-2是一種常見的繼電器正轉控制電路，可以對電動機進行正轉和停轉控制。

圖1-2 繼電器正轉控制電路

2.PLC正轉控制

圖1-3是PLC正轉控制電路，其可以實現與圖1-2所示的繼電器正轉控制電路相同的功能。PLC正轉控制電路也可分為主電路和控制電路兩部分，PLC與外接的輸入、輸出設備構成控制電路，主電路與繼電器正轉控制主電路相同。

圖1-3 PLC正轉控制電路

在組建PLC控制系統時，除了要進行硬件接線外，還要為PLC編寫控制程序，并將程序從計算機通過專用電纜傳送給PLC。PLC正轉控制電路的硬件接線如圖1-3所示。PLC輸入端子連接SB1（起動）、SB2（停止）和電源，輸出端子連接接觸器線圈KM和電源，PLC本身也通過L、N端子獲得供電。

PLC正轉控制電路工作過程如下：

按下起動按鈕SB1，有電流流過I0.0端子（電流途徑：DC24V正端→閉合的SB1→I0.0端子→I0.0、1M端子之間的內部電路→1M端子→DC24V負端），PLC內部程序運行，運行結果使Q0.0、1L端子之間的內部觸點閉合，有電流流過接觸器線圈（電流途徑：AC220V一端→接觸器線圈→Q0.0端子→Q0.0、1L端子之間的內部觸點→1L端子→AC220V另一端），接觸器KM線圈得電，主電路中的KM主觸點閉合，電動機運轉，松開SB1后，I0.0端子無電流流過，PLC內部程序維持Q0.0、COM端子之間的內部觸點閉合，讓KM線圈繼續得電（自鎖）。

按下停止按鈕SB2，有電流流過I0.1端子（電流途徑：DC24V正端→閉合的SB2→I0.1端子→I0.1、1M端子之間的內部電路→1M端子→DC24V負端），PLC內部程序運行，運行結果使Q0.0、1L端子之間的內部觸點斷開，無電流流過接觸器KM線圈，線圈失電，主電路中的KM主觸點斷開，電動機停轉，松開SB2后，內部程序讓Q0.0、COM端子之間的內部觸點維持斷開狀態。

當I0.0、I0.1端子輸入信號（即輸入端子有電流流過）時，PLC輸出端會輸出何種控制是由寫入PLC內部的程序決定的，比如可通過修改PLC程序將SB1用作停轉控制，將SB2用作起動控制。