PLC基础知识 – 手动控制、闭环、带滞后的开关

一、PLC基础简介

**PLC（可编程逻辑控制器）**是一种用于工业自动化控制的数字计算机。它能够接收传感器的输入信号，根据事先编好的程序进行逻辑判断与运算，输出控制信号，控制设备如电机、阀门、灯、继电器等。

二、手动控制（Manual Control）

1. 定义

手动控制是指操作员通过按钮、开关等人工方式控制PLC的输出，而非PLC自动程序。

2. 特点

• 简单直观；
• 控制逻辑通常是“按下开关 -> 设备动作”；
• 多用于调试或特殊人工干预场景；
• 通常会设置“自动/手动切换”功能。

3. 实例说明

假设一个按钮控制电机启动：

|—-[I0.0 手动启动按钮]—-(Q0.0 电机输出)—-|

当按钮按下，PLC输入 I0.0 为真，输出 Q0.0 导通，电机运行。

补充：手动/自动切换逻辑常见做法：

|–[I0.1 手动模式] & [I0.0 手动启动]—-(Q0.0 电机)—-|
|–[~I0.1 自动模式] & [程序条件]——–(Q0.0 电机)—-|

三、闭环控制（Closed Loop Control）

1. 定义

闭环控制是指系统通过传感器检测实际输出，与设定值（目标值）对比后，由控制器（如PLC）调整控制量，使输出趋于设定值。

2. 特点

• 有“反馈”；
• 更加精准；
• 常用于温度、压力、位置、速度等连续量控制；
• 可能需要 PID 控制器模块支持。

3. 工作流程图：

设定值 –> 误差计算 –> 控制算法（如 PID） –> 控制输出 –> 被控对象 –> 反馈 –> 回到误差计算

4. 实例说明：温度控制

假设设定温度为 100°C，传感器实时检测温度，PLC 控制加热器。

误差 = 设定值 – 实际值
控制量 = PID(误差)
输出 = 控制加热器（Q0.1）

如使用西门子 PLC，可能用 PID_Temp 块实现。

四、带滞后的开关（Switch with Hysteresis）

1. 定义

带滞后的开关是一种避免输出频繁抖动的逻辑，常用于阈值判断。当输入值在某一范围内波动时，输出状态不会频繁切换。

2. 特点

• 稳定；
• 减少误动作；
• 常用于风扇启停、水位控制等场合。

3. 工作原理图示：

假设设定点为 50°C，滞后 5°C。

• 升温时：达到 50°C 才开启风扇；
• 降温时：降到 45°C 以下才关闭风扇。

输入温度 ↑ 到 50°C → 开启
输入温度 ↓ 到 45°C → 关闭

4. 梯形图实现逻辑：

|–[M0.0 风扇状态=OFF] & [温度 >= 50] –(SET M0.0 风扇ON)
|–[M0.0 风扇状态=ON ] & [温度 <= 45] –(RESET M0.0 风扇OFF)
|–[M0.0 风扇状态] ——————(Q0.2 风扇输出)

五、三者对比总结

六、实际应用场景举例

• 手动控制：调试时控制输送带开关；
• 闭环控制：恒温烘箱；
• 带滞后开关：控制冷风机启停，防止频繁开关机。