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唐山工业自动化PLC精英班
可编程逻辑控制器（PLC），英文全称为Programmable Logic Controller，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器。它可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行，是一种专门为工业自动化领域设计的数字电子设备。PLC内部在购买时是空的，需要使用者根据外部需求功能为其加入应用程序，这些程序可以写入、清除或者修改，这与集成块CPU不同，集成块CPU内部已经设置和编好了应用程序，功能应用固定，不能改变，只要装配到电路板上，通过外围元件和通电就能直接工作。PLC一般由电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块、通讯模块几大部分组成。其中，CPU模块负责存储和执行程序；输入模块用于采集外部信息，如传感器、按钮的输入等；输出模块用于控制外部机构；通讯模块用于实现PLC与其他设备的通信扩展，以便进行远程监控与数据共享等操作。PLC采用扫描技术运行，输入模块收集外部信息，CPU根据这些信息执行内部程序逻辑，再将结果通过输出模块传送到外部输出端口，完成这三个阶段被称作一个扫描周期
（一）逻辑控制
单机设备控制
在工业生产中，许多单机设备需要进行逻辑控制。例如注塑机，它的工作过程包含多个动作的顺序控制，如合模、注塑、保压、冷却、开模等。PLC可以取代传统的继电器电路，通过编程实现对这些动作的精确逻辑控制。PLC根据预设的程序判断各个动作的启动条件和先后顺序，确保注塑机的各个环节按照正确的顺序执行，提高生产效率和产品质量。
对于印刷机来说，纸张的输送、印刷版的滚动、油墨的喷涂等动作都需要精确的逻辑控制。PLC可以根据不同的印刷任务，调整印刷速度、纸张进给量等参数，并且保证各个动作之间的协调配合，从而实现高效、准确的印刷作业。
多机群控及自动化流水线
在组合机床的生产线上，有多台机床协同工作。PLC可以对这些机床进行群控，例如控制不同机床的启动和停止顺序，确保毛坯在各台机床之间的正确传递。它可以根据生产线的整体生产进度，合理安排每台机床的加工任务，避免出现生产瓶颈。
在包装生产线中，涉及到产品的输送、包装材料的供给、产品的装填、封口等多个设备的协同工作。PLC通过逻辑控制，实现这些设备之间的无缝衔接，使整个包装过程高效、稳定地进行，同时还可以根据产品的类型和包装要求，灵活调整包装流程和参数
工业过程中的模拟量处理
在化工生产过程中，温度、压力、流量、液位等都是连续变化的模拟量。为了保证生产过程的安全和产品质量，这些模拟量需要精确控制。PLC通过配套的A/D（模拟量/数字量）和D/A（数字量/模拟量）转换模块，可以将传感器采集到的模拟信号（如温度传感器采集到的温度信号）转换为数字信号进行处理，然后再将处理后的数字信号转换为模拟信号输出，以控制执行器（如调节阀）的动作。例如在合成氨生产过程中，反应炉内的温度需要严格控制在一定范围内，PLC根据温度传感器采集到的温度值，通过PID（比例 - 积分 - 微分）控制算法，调节加热或冷却设备的功率，使温度保持稳定。
在炼油厂中，原油的流量控制对于生产效率和产品质量至关重要。PLC可以根据流量计采集到的流量数据，结合生产计划和工艺要求，控制油泵的转速，从而精确调节原油的流量，确保整个炼油过程的顺利进行
运动控制
在机器人应用方面，无论是工业机器人在汽车制造中的焊接、搬运、装配任务，还是服务机器人在特定环境中的移动和操作，PLC都可以作为控制核心，根据预先编写的程序控制机器人的关节运动、轨迹规划等。例如在汽车装配线上，机器人需要将零部件准确地安装到汽车车身的指定位置，PLC通过控制机器人的手臂运动和抓取动作，保证装配过程的准确性和高效性
数据采集与分析
在大型的工业控制系统中，如钢铁厂的生产过程，PLC可以采集各种设备运行相关的数据，如加热炉的温度、轧钢机的压力、输送带的速度等。这些数据被采集后，PLC可以进行初步的分析，例如计算一段时间内的平均值、最大值、最小值等统计数据。通过与预设的参考值进行比较，PLC可以判断设备的运行状态是否正常，是否存在潜在的故障隐患。
在食品加工企业的生产线上，PLC可以采集生产设备的运行数据，如搅拌器的转速、烤箱的温度等。这些数据可以用于分析生产过程的稳定性，并且为优化生产工艺提供依据。例如，如果发现某个时间段内产品的质量出现波动，通过分析PLC采集到的数据，可以找出可能影响质量的设备参数变化，从而调整生产工艺。
数据传输与共享
在现代化的工厂中，不同部门需要共享生产数据。PLC通过其通信功能，可以将采集到的数据传输到其他智能装置，如监控计算机、数据服务器等。例如在电子制造工厂，生产线上的PLC可以将设备的运行数据传输到生产管理系统，供生产计划部门、质量控制部门等查看和分析。这些部门可以根据数据进行生产调度、质量监控等工作在工业4.0和物联网环境下，PLC采集的数据还可以上传到云平台，实现远程的数据共享和监控。企业的管理人员可以通过手机或其他移动设备，随时随地查看生产数据，对生产过程进行远程控制和管理。
在分布式的工业生产系统中，如大型的水利工程或者电力传输网络，PLC可以通过互联网将生产过程中的各种数据上传到云服务器。管理人员即使在离开工厂或者远离生产现场的情况下，也能够通过手机端或电脑端的监控软件，实时查看设备的运行状态、生产数据等信息。例如在风力发电场，分布在广阔区域内的风力发电机组的PLC可以将风机的转速、发电量、故障报警等信息发送到远程监控中心，技术人员可以及时了解每台风机的运行情况，进行集中管理和调度。
在智能建筑系统中，PLC可以对建筑物内的各种设备（如电梯、空调、照明系统等）进行远程监控。物业管理人员可以通过远程监控系统，查看设备的运行参数，进行远程操作（如调整空调温度设定值、控制电梯的运行模式等），提高管理效率和服务质量。
在污水处理厂中，各种处理设备的正常运行对于污水处理效果至关重要。PLC可以对污水泵、曝气设备、水质监测仪器等设备进行故障预警。当污水泵的流量异常或者曝气设备的压力不正常时，PLC会发出警报，提醒维护人员进行检修，确保污水处理过程的正常进行
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工业自动化PLC常见品牌
（一）国外品牌
西门子（Siemens）
西门子PLC在全球工业自动化领域占据重要地位。其产品具有可靠性高、稳定性好、高效性强等特点。例如，西门子S7 - 1200系列是一款紧凑型、模块化的PLC，适用于各种规模的自动化任务，从简单的单机控制到复杂的网络控制系统都能胜任。它采用了高速处理器，具有出色的处理能力，可以快速响应输入信号并输出控制指令。在工业通信方面，支持多种通信协议，如Profibus、Profinet等，方便与其他设备进行数据交换和联网通信。西门子PLC在生产流水线控制中应用广泛，如在化工、食品、制药等行业中，可以实现对各种传输带、机械臂、机器人等设备的程序控制，完成生产流程的自动化操作，提高生产效率，降低人工成本和出错率27。 -
三菱（Mitsubishi）
三菱PLC以其高性能、高可靠性和丰富的产品线而闻名。其FX系列PLC在小型自动化项目中应用广泛，例如在小型机械加工设备、包装机械等领域。FX系列PLC具有易于编程、功能丰富的特点，编程软件操作简单，对于初学者比较容易上手。在运动控制方面，三菱PLC有专门的定位控制模块，可以精确控制步进电机和伺服电机的运动，适用于需要精确位置控制的设备，如数控车床、印刷机等设备中的纸张定位系统。三菱PLC还支持多种通信方式，如RS - 232、RS - 485等，可以方便地与其他设备进行连接和数据通信。
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欧姆龙（Omron）
欧姆龙PLC在工业自动化市场也有较高的占有率。其产品的特点是在小型和中型PLC领域具有很强的竞争力。例如，欧姆龙CP1系列PLC，它的指令系统丰富，可以实现复杂的逻辑控制和数据处理功能。在工业自动化设备的控制中，如在电子设备制造、自动化仓储物流设备等领域，欧姆龙PLC能够提供稳定的控制性能。欧姆龙PLC在传感器和执行器的连接方面具有很好的兼容性，因为欧姆龙本身也是一家知名的传感器和执行器制造商，其PLC与自身的传感器和执行器配合使用时，可以实现更优化的系统性能。
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罗克韦尔（Rockwell，AB）
罗克韦尔自动化的PLC产品在美国市场占据主导地位，并在全球范围内广泛应用于工业自动化项目。其ControlLogix系列PLC是一款大型、高性能的PLC，适用于复杂的工业控制系统，如大型的汽车制造生产线、石油化工的连续生产过程控制等。ControlLogix系列PLC采用了先进的多任务处理技术，可以同时运行多个任务，并且具有高速的通信能力，能够满足大规模工业生产中的大量数据传输和实时控制要求。罗克韦尔PLC的编程软件具有强大的功能，支持多种编程语言，方便工程师根据不同的需求进行编程。
（二）国内品牌
台达（Delta）
台达PLC在国内市场有较高的知名度，并且在国际市场上也有一定的份额。台达PLC以高速、稳健、高可靠度而著称，广泛应用于各种工业自动化机械。其产品品种齐全，有各种硬件装置，可以组成能满足各种要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。例如在自动化生产线中，台达PLC可以控制各种设备的运行，如供给设备、搬运设备、加工设备等，提高生产效率和产品质量。台达PLC除了具有快速执行程序运算、丰富指令集、多元扩展功能卡及高性价比等特色外，并且支持多种通讯协议，使工业自动控制系统联成一个整体17。
汇川（Inovance）
汇川自动化是国内领先的自动化控制解决方案提供商。其PLC产品具有高速响应、可靠性强和灵活性等突出特点。汇川PLC在工业控制领域应用广泛，特别是在一些对响应速度要求较高的设备控制中表现出色。例如在电梯控制系统中，汇川PLC可以快速响应电梯的各种指令，如楼层呼叫、轿厢内操作等，确保电梯的安全、稳定运行。汇川还提供全方位的技术支持，为用户在PLC的编程、调试、维护等方面提供帮助，这对于国内企业在自动化升级过程中是一个重要的优势。
和利时（Hollysys）
和利时集团从2003年开始，先后推出自主开发的LM小型PLC、LK大型PLC、MC系列运动控制器等产品，并且通过了CE认证和UL认证。和利时的PLC和运动控制产品已经广泛应用于地铁、矿井、油田、水处理、机器装备控制等行业。和利时不仅为客户提供PLC产品，同时还提供运动控制器、人机界面、变频器、电机及驱动等系列产品和机器控制的一体化方案，更为客户提供售前的方案配置、系统优化、售中的技术咨询、编程指导、系统成套，售后的产品维修、备件提供的全方位的服务