零基础学PLC（一）什么是PLC？它到底可以干什么？

一、简述

多年来，可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

二、PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

1．开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2．工业过程控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3．运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4．数据处理

PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5．通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

三、PLC的应用特点

1．可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。

2．配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3．易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

4．系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。

四、PLC应用中需要注意的问题

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：

1．工作环境

（1）温度

PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

（2）湿度

为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。

（3）震动

应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。

（4）空气

避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

（5）电源

PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

2．控制系统中干扰及其来源

现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。

（1）干扰源及一般分类

影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

（2）PLC系统中干扰的主要来源及途径

强电干扰

PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。

柜内干扰

控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

来自信号线引入的干扰

与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。

来自接地系统混乱时的干扰

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。

来自PLC系统内部的干扰

主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

变频器干扰

一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

3．主要抗干扰措施

（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰

对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。如图1所示

（2）安装与布线

● 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。

● PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。

● PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。

● 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

（3）I/O端的接线

输入接线

● 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。

● 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。

● 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

输出连接

● 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。

● 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。

● PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。

（4）正确选择接地点，完善接地系统

良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。

此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

● 安全地或电源接地

将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。

● 系统接地

PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。

● 信号与屏蔽接地

一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。

（5）对变频器干扰的抑制

变频器的干扰处理一般有下面几种方式：

加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。

使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。

使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。

五、结束语

PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。

学PLC前要准备什么？为什么你的PLC水平总是一般般？

学PLC之前应该准备什么？是聪慧的大脑呢，还是学成的决心呢。小编认为，这些都是虚的，太过于空泛，咱们来聊天实际的。

如果你没有电工基础想学PLC的话，建议你还是去看些电工基础方面的书籍或者是教程，这样学PLC编程的时候，会加快进度，不至于在讲到电工基础方面的问题时，一问三不知，进度也落于同时期学PLC的朋友。

其实学PLC，最首要的应该是确认学习PLC的品牌，只有掌握了这个大方向，你才能往下细化学习，目前主流PLC品牌有三菱、西门子、欧姆龙、台达、信捷等，而三菱、西门子是市场占有率最多的两种品牌，新手建议学三菱fx系列，或者西门子200/200SMART，小型PLC简单易上手，但最终学哪种还是根据个人需求来看。

接下来小编将以学习三菱FX5U为例，给大家讲讲学习之前的准备工作。主要分为三个阶段，学习准备、明确学习内容、确定学习目标。

学习准备：

软件下载： 学习三菱FX5U必须得下载GX Works3，这款软件是三菱目前最新款的软件，针对的是三菱FX5U/R系列PLC，软件可以到三菱官网下载，也可以到技成论坛下载。

手册下载： 手册可不仅仅是一本手册，这里所说的手册包含编程手册、样本手册、模拟量手册、定位手册、通讯手册等等。手册都是PDF文件，你可以使用WPS或者是PDF查看器打开，下载好都放在一个文件里，这样做有一个好处，在你需要的时候，可以打开来查询，手册非常的重要，相当于PLC的说明书。

其实我们日常生活中都没有看说明书的习惯，都喜欢自己先鼓捣一下，实在了不会了，再去看手册，这个习惯非常的不好，再次申明手册重要性。

三菱设备： 如果你手头有三菱FX5U，那么你上手会更快，如果没有也不慌，可以先用仿真软件学习，GX Works3自带仿真，可以仿真大部分指令，在你确定有信心学习下去的时候，一定要买设备实操，学PLC没有设备是肯定不行的，学技术必须得练，始终记住，你吃的是技术饭。当然如果你所在单位有设备，可以供你练习，那么就另说了。

硬件设备： 在有能力的条件下准备三菱PLC，除此之外，必备的是电脑，台式或者笔记本都可以，网线还有元器件也是要准备好的，元器件有诸如按钮、开关、接近开关、继电器、接触器等等。

学习内容：

学习内容主要分为以下四个重点，这些你都可以先在手册上做一个预习，然后对应教程去看，这里分享看课程视频的学习方法，把课程从头到尾先看一遍，然后再看第二遍，同时做笔记， 再看第三遍学习完 把笔记拿开，自己去动手！

①　三菱编程基础，在学习三菱FX5U之前，你最好是能学一些三菱FX PLC相关的编程与应用入门的内容，它可以助你快速入门。

②　GX Works3软件的使用，这是学习的重点，其中还包括了PLC硬件介绍、PLC接线等，比较基础，但是非常重要。

③　软元件介绍、基本指令、梯形图入门、定时器、计数器这些如果你学习过FX 2N或者FX 3U，会比较好学习，因为有部分是相同的，你只需要重点学习不同点就好了。

④　常用的基本指令和功能指令

⑤　子程序和中断

学习目标：

学习目标分为以下四点，学完后可以独立做一些案例，比如信号灯控制、传送带控制案例和小车运行控制案例等等。

学习完以后，可以掌握下面四大知识点：

①、掌握GX Works3软件使用的技巧

②、掌握FX5U PLC与电脑的连接的方法，这里是采用以太网的方式连接

③、掌握基本指令的使用

④、掌握为逻辑编程等

总结：三菱FX5U系列PLC同样是三菱小型PLC，以基本性能的提升、与驱动产品的连接、软件环境的改善为亮点，作为FX3U系列的升级产品FX5U系列精益求精现隆重于2015年问世。

学习三菱FX5U，最好能有FX基础，当你学习过FX 2N或者FX 3U，再学习FX 5U，会事半功倍，当然你也可以直接学习FX 5U，当你觉得吃力的时候，不妨回过头看看基础的知识。

你学习别的品牌也是一样的，如果你学习西门子PLC，你可以先学习西门子200或者200SMART，简单上手，只有当你入门了，再去学习中大型的300/400，才能让整个学习过程顺畅。

学习之前的准备工作，是每个人都应该去做的，只有知道了自己要去做什么，才能朝着那个方向去努力。了解你所学的PLC，提前准备好软件和硬件、提前预习一些学习基础知识，以前知晓学习成果，会让你整个学习期间，都明朗起来。本文部分内容选自蔡慧荥老师的《三菱FX PLC编程与应用入门》，祝大家学习顺利。

私信回复：软件或安装

即可获得西门子三菱欧姆龙等PLC的相应软件及安装教程哦！

相关问答

编程器的作用是什么?

编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器,还可以用编程器检查程序,修改程序,监视PLC的工作状态。常见的给PLC编程的装置有手持式编...

编程时硬件组态作用?

组态,是英文configure翻译过来的,工业上用得比较多似乎~~configure也解释为配置、设置那么组态软件的意思也就是配置软件。工业中分布式控制系统DCS的...

PLC可编程控制器的作用?

PLC可编程控制器:可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC),一种具有微处理机的数字电子设备,用于自动化控制的数字逻辑控制器,可以将控制指...

PLC的作用是什么-L独一无二」的回答-懂得

PLC=ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于...

编程器的作用和工作方式有哪些?

编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器,还可以用编程器检查程序,修改程序,监视PLC的工作状态。常见的给PLC编程的装置有手持...

PLC是干什么用的?有什么功能?

PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于自动化控制系统的专业控制器。它们通常用于工业生产线和机械设备中,其功能包括监视输入信号、执行逻辑控制、进行数据处理和...

PLC是干什么用的，凭这个可以做那些工作?

先给自己做一个定位。PLC编程是一个技能,以这个技能作为主要工作的职位一般是电气调试工程师,属于辅助类职业。一般需要经常出差,根据企业、项目的性质不同...

三菱fx2nplc自动化设备作用?

30FX21向自动化设备用,可在三里APP上设置自动化应用。30FX21向自动化设备用,可在三里APP上设置自动化应用。

为啥plc要单片机?

plc(可编程逻辑控制器)和单片机(microcontroller)在工业自动化中都起着重要的作用。下面我将分步解释为什么plc需要单片机:1.功能扩展:plc通常具有高级的...

PLC主要用来做什么的?

1.PLC主要用来控制和监控工业自动化系统。2.PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业自动化的电子设备,它可以根据预设的程序和逻辑来控制和监控各种工业设...