PLC – 在工业4.0中大显身手的智能工业计算机

（图源：Buffaloboy – adobestock）

随着工业自动化的快速发展，PLC（可编程逻辑控制器）成为了制造工厂至关重要的部分。PLC是用于工业和商业用途的数字计算机，通常连接到多个输入设备，并按照预定义的程序执行操作。PLC被视为传统硬接线继电器逻辑的先进、可靠替代形式，因为它们可以根据应用的要求进行编程或重新编程，动态适应工厂条件的变化，而无需更换电线。在这篇博文中，我们将讨论PLC为工业4.0的进一步发展所起的作用，以及可以帮助制造商更好地在工厂中部署PLC的互连解决方案。

虽然PC和智能手机也可以处理多个程序，但PLC被设计为执行一组任务或预定义的任务。与普通计算机一样，PLC也有处理器、总线、I/O模块、编程单元和内存。处理器是设备的核心，它在处理输入后调节程序，然后向输出设备发送命令。 它们执行的功能包括逻辑运算、算术运算、计算机接口等。总线是通向PLC的通信路径。总线以二进制形式向控制器传输数据，如前所述，PLC按照编好的逻辑执行工作。编写的程序与数据一起存储在内存中。I/O模块包括将PLC连接到其他应用的所有接口，以及传感器等输入单元和电磁阀、电机等输出单元。

从模块化到集成化，目前市面上有多种类型的PLC。一般来说，它们都是为了在极端条件下运行而设计的，能够承受高温、振动、湿度等。这些方便编程的设备在控制器内有输入和输出接口。PLC提供了一种经济高效的解决方案来控制复杂的系统。此外，PLC还具有很高的灵活性和可复用性，能够通过更改程序来支持多个应用。

工业4.0时代的PLC

PLC设计用于控制工厂内的机械设备，如机器人或伺服电机等。它们是可编程的计算机，装在方形柜子里，可以承受极端的温度和湿度。由于采用模块化结构，如果需要，这些设备的多个单元可以堆叠起来执行更复杂的控制。它们可以轻松运行代码，接受传感器设备的输入，并将决策输出到警报器、显示器或打印机。这些代码通过输入或时钟来实现循环和触发。

在工业4.0之前，一台PLC用于控制一组机器。进入工业4.0时代后，多台PLC可以分布在工厂的多个位置。每个机器人或伺服电机都有自己的控制器，控制器现在必须相互通信并与云通信，通过工厂Wi-Fi进行身份验证以保证安全，并响应客户订单。灵活性、速度、可靠性和紧凑性在这里不再是可选项。

那么，连接的控制器如何做到灵活、快速、可靠和紧凑呢？ 它们可以配备带多个内核的MPU（处理器），可以执行同一个程序来比较并捕获任何危及安全的错误。另外值得注意的是，采用信号处理技术的MPU可以不再承担计算密集型任务，而是只将执行泛型程序的任务留给主寄存器。

Amphenol PLC支持解决方案

PLC在工业4.0中起着至关重要的作用，这就是许多工厂设计师被要求部署PLC的原因。但如何将PLC集成到工厂自动化系统中？ 为此Amphenol提供了许多集成选项。

我们首先来看看PLC的组成元件。PLC通常由CPU模块、接口模块、通信模块、电源模块和机架组成。

CPU模块

CPU模块被视为PLC的大脑。 它们运行阶梯逻辑程序，实现工厂流程的自动化。CPU模块同时具有内部和外部连接器。Amphenol Millipacs?直角和R/A插座是背板连接器，可以将CPU模块连接到PLC机架以及它旁边的输入模块。同时，CPU模块中还包含Minitek?板对板2.00mm连接器 。而CPU模块的输入/输出连接器还包括D-Sub和RJ45连接器。

接口和通信模块

接口和通信模块还具有D-Sub连接器，用于连接到D-Sub标准板安装接口。这有助于模块与控制柜中的其他组件（如伺服驱动控制器和继电器）之间的通信。Amphenol的SAS PCIe和DDR4等连接器支持数据传输单元以及与网络中其他系统的通信，BergStak?0.80mm/0.50mm等夹层连接器通过插卡与PLC内的主板连接。

PLC机架

PLC机架包含一系列Millipacs?直角连接器，可将每个模块，如CPU、通信和电源模块连接到机架。PLC机架充当PLC的通信和同步中心。此外，PLC机架中还有Minitek? MicroSpeed、Minitek? Pwr和Minitek? 1.25mm、USB连接器和模块化插孔 (RJ45)。

结语

为了跟上工业自动化的快速发展，PLC已成为制造工厂中不可或缺的部分。PLC是一种功能强大的可编程和可重新编程模块，可用于要求严苛的工业和商业应用，代替硬接线的继电器逻辑。与计算机一样，PLC包含许多组件，这些组件需要在机架外壳内互相连接。Amphenol Communications Solutions提供丰富多样的互连解决方案，帮助设计师将更具成本效益的PLC解决方案集成到工厂中，让PLC不断推动工业4.0向前发展。