16、PLC技术全面解析：从基础架构到实际应用

PLC技术全面解析：从基础架构到实际应用

1. PLC硬件架构与通信

基于TCP/IP的协议具备更高的吞吐量，能让可编程逻辑控制器（PLC）更轻松地与监控和数据采集（SCADA）系统、人机界面（HMI）以及网络中的其他PLC通过EthernetIP进行通信。尽管在通信、存储和处理能力方面有一些例外情况，但PLC的架构总体上保持相对稳定。

PLC远程I/O模块至关重要。我们常见的连接到PLC的I/O模块，主要功能是将传感器数据转换为PLC可读且可处理的数字格式，反之亦然。当PLC无法安置在现场设备附近（如恶劣环境）时，远程I/O就发挥作用了。这种方式成本效益高，昂贵的控制器可安置在远处，而I/O单元靠近现场设备，通过高速总线进行通信以实现实时控制。

2. PLC的运行机制

PLC通过扫描过程执行程序，扫描频率在1 - 20毫秒之间，即每秒扫描1000 - 5000次。每次扫描包含四个不同的组成部分：
- 输入读取 ：PLC读取模拟或数字输入，每个周期仅读取一次并写入图像。在一个周期内，输入信号的变化会被忽略，因为最坏情况下，信号运行或处理时间可能达到周期时间的两倍。
- 程序执行 ：按照从左到右、从上到下的顺序（多数原始设备制造商遵循此规则）执行梯形逻辑或程序，利用输入数据进行逻辑和数据操作。
- 诊断检查 ：PLC检查是否存在内存错误。若检测到错误，将停止执行并将输出恢复到默认正常状态，这对于关键的制造应用至关重要。
- 输出设置 ：根据计算执行的逻辑设置输出，然后重