零基础也能轻松入门，一文带你全面解析三菱PLC的工作原理与基础架构

PLC是什么？为什么选择三菱PLC？

PLC，全称是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）。简单来说，它就是一个小型的工业计算机，专门用来控制机器和生产线的。

想象一下，如果工厂是一个大型乐队，那么PLC就是指挥家。它根据预先设定的程序，指挥各种设备有条不紊地工作，就像指挥家指挥乐手演奏美妙的音乐。

为什么选择三菱PLC？因为它就像工业界的"丰田"，可靠性高、性能稳定、售后服务好。而且，三菱PLC的编程软件GX Works使用起来特别顺手，就像是给你配了个贴心的电子助手。

三菱PLC的基本架构

三菱PLC的架构主要包括以下几个部分：

1. CPU单元：这是PLC的大脑，负责运行程序和处理数据。
2. 输入/输出单元：就像人的感官和手脚，用来接收信号和控制设备。
3. 电源单元：为整个PLC供电，就像人的心脏。
4. 存储器：用来存储程序和数据，可以理解为PLC的记忆。
5. 通信接口：允许PLC与其他设备交换信息，就像人的语言能力。

硬件结构图

注意事项： 在选择PLC型号时，要根据实际需求选择合适的I/O点数和功能模块。选大了浪费钱，选小了又不够用，这就像买衣服一样，要选对尺码。

三菱PLC的工作原理

三菱PLC的工作原理可以简单概括为"扫描周期"。每个扫描周期包含以下几个步骤：

1. 输入刷新：读取所有输入端的状态。
2. 程序执行：按顺序执行用户编写的程序。
3. 输出刷新：更新所有输出端的状态。
4. 内部处理：处理通信请求、自诊断等。

这个过程就像是一个勤劳的工人，不停地巡视工厂，检查每个机器的状态，然后根据情况做出相应的操作。

程序示例

下面是一个简单的三菱PLC梯形图程序示例，实现了一个简单的启动停止控制：

这个程序的含义是：

• 当X0（启动按钮）按下时，Y0（电机）启动。
• Y0启动后，即使松开X0，Y0也会保持运行（自锁）。
• 当X1（停止按钮）按下时，Y0停止。

注意事项： 在编写PLC程序时，一定要考虑到各种可能的情况，特别是紧急停止的处理。安全永远是第一位的！

三菱PLC的存储区域

三菱PLC的存储区域有很多种，主要包括：

1. X：输入继电器：用于存储输入信号的状态。
2. Y：输出继电器：用于控制输出设备。
3. M：内部继电器：用作中间状态的存储。
4. D：数据寄存器：用于存储数值数据。
5. T：定时器：用于实现定时功能。
6. C：计数器：用于实现计数功能。

这些存储区域就像是PLC的不同抽屉，每个抽屉都用来存放特定类型的数据。

实际应用案例：简单的水位控制系统

让我们来看一个实际的应用案例：用三菱PLC实现一个简单的水箱水位控制系统。

系统需求：

1. 当水位低于下限时，启动水泵注水。
2. 当水位达到上限时，停止水泵。
3. 添加一个手动开关，可以强制启动或停止水泵。

硬件连接：

• X0：下限水位传感器
• X1：上限水位传感器
• X2：手动控制开关
• Y0：水泵控制输出

PLC程序（梯形图）：

程序说明：

• 当水位低于下限（X0闭合）且未达到上限（X1断开），或手动开关打开（X2闭合）时，水泵启动（Y0输出）。
• 一旦水泵启动，即使水位高于下限，水泵也会继续运行，直到达到上限或手动关闭。

注意事项： 在实际应用中，最好添加一些保护措施，比如水泵过载保护、干运行保护等。这就像给机器系上"安全带"，可以预防很多意外情况。

常见问题和解决方案

1. PLC无法通信

• 问题：PLC和编程软件无法建立连接。
• 解决：检查通信线缆、通信参数设置，确保PLC处于STOP模式。

2. 程序执行结果异常

• 问题：PLC程序运行，但结果不符合预期。
• 解决：使用GX Works的在线监视功能，观察程序执行过程，找出逻辑错误。

3. PLC偶尔重启

• 问题：PLC在运行过程中不定期重启。
• 解决：检查电源质量，考虑添加UPS；检查程序是否有死循环或长时间操作导致看门狗超时。

调试技巧

1. 使用强制置位功能：在调试阶段，可以使用GX Works的强制置位功能模拟输入信号，非常方便。

2. 循序渐进：复杂的程序要分步调试，先保证每个小模块正常工作，再组合起来测试。

3. 善用注释：在程序中加入详细的注释，可以大大提高后期维护的效率。

4. 数据追踪：对于一些复杂的控制逻辑，可以使用数据追踪功能，记录关键变量的变化过程。

实操练习建议

1. 搭建一个简单的PLC控制系统，比如用LED模拟交通灯的控制。

2. 尝试使用不同类型的指令，如定时器、计数器、数据处理指令等。

3. 模拟各种异常情况，如传感器失效、紧急停止等，并在程序中加入相应的处理逻辑。

4. 尝试将PLC与其他设备（如触摸屏、变频器）连接，实现更复杂的控制功能。