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可編程邏輯控制器或 PLC 在當今的各種流程和制造行業中無處不在。PLC 最初旨在取代機電繼電器系統，以便為修改控制系統的操作提供更簡單的解決方案。無需重新連接大量繼電器，只需從 PC 或編程設備快速下載，即可在幾秒鐘內更改控制邏輯。

PLC 是一種工業級數字計算機，旨在執行控制功能，尤其適用于工業應用。

今天的大多數 PLC 都是模塊化的，允許用戶添加各種功能，包括離散和模擬輸入和輸出、PID 控制、位置控制、電機控制、串行通信和高速網絡。與繼電器組等較舊的技術相比，PLC 更易于故障排除和維護、更可靠、更具成本效益且用途更廣泛。

Modicon 是“模塊化數字控制器”的縮寫，它既是1968 年發明的第一個 PLC 產品的名稱，也是發明它的品牌，盡管現在歸施耐德電氣所有。

雖然它可能看起來不像典型的家用計算機，但 PLC 的核心與大多數人在日常生活中使用的計算機和智能設備中所見的技術完全相同。

基本組件

PLC由幾個基本部分組成。它們可能看起來與各個制造商略有不同，但每個組件的用途和范圍是相同的。其中包括電源、中央處理單元 (CPU)、輸入/輸出卡以及放置輸入/輸出 (I/O) 卡的背板或機架。

如圖 2 所示，背板在所有獨立組件之間建立了電氣連接，從而為 PLC 提供了模塊化設計。這種電連接包括電源和通信信號。許多 PLC 制造商在背板上使用專有通信協議，以便 I/O 可以安全地與 CPU 通信。

電源

根據應用和安裝環境，電源可接受 120VAC 或 24VDC。如上所述，此電壓通過背板為 CPU 和 I/O 模塊提供電源，這些模塊以“卡”的形式出現。這些卡可以從它們在載體中的插槽中快速添加或移除。

需要注意的是，CPU 的電源并不為傳感器和線圈等現場設備供電。此電源連接必須單獨與卡建立。

中央處理器 (CPU)

CPU 是 PLC 的實際“大腦”，使其成為計算機。即使是小型的非模塊化 PLC 也包含一個 CPU。輸入信號來自 I/O 卡，邏輯程序根據信號做出決策。如果需要，CPU 然后命令輸出隨著信號和條件的變化而打開和關閉。

程序可能包括高級功能，例如數學運算、計時、計數和通過現代網絡協議共享信息。對于較舊的中繼系統，其中許多操作即使不是不可能，也是極其困難的。

輸入/輸出卡

傳感器、按鈕、開關、繼電器、螺線管甚至網絡設備與連接到 I/O 卡上的螺絲端子的 I/O 信號共享信息。可以根據每臺機器和設??施的需要選擇這些卡。在一些小型 PLC中，I/O 端子不是模塊化卡，而是方便地安裝在 PLC 的側面。

由于 I/O 設備結構種類繁多，分立和模擬模塊的種類繁多，模擬模型的術語有“源”與“灌”，“電壓”與“電流” 。

編程設備和人機界面

PLC 本身之外有兩個非常重要的組件：編程設備和人機界面 (HMI)。編程設備可以是來自同一制造商的臺式計算機、膝上型計算機或手持式儀器。一些小型 PLC 甚至在前面有按鈕，可以在不需要計算機的情況下對非常基本的邏輯操作進行編程。

雖然編程設備允許用戶查看和修改運行在 PLC 上的代碼，但 HMI 提供了一種顯示信息和獲取輸入的方法，將控制系統建模為一個整體。HMI 通常不提供任何修改邏輯程序的方法。

圖 3 顯示了一個HMI 觸摸屏，它可以在控制室中使用，也可以在更靠近過程的“現場”中使用。這些類型的交互式顯示器非常常見，通常直接安裝在 PLC 外殼上或附近供操作員使用。

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