PLC 在產線裡負責什麼？從 CPU、輸入輸出到感測器與致動器一次看懂

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站在一條產線前面，動作看起來是機器自己在跑：偵測到料件、氣缸推出、輸送帶前進、計數加一。真正在下判斷的，是控制盤裡那台看起來平凡無奇的方塊，PLC。

這篇說明 PLC 由哪些部分組成、訊號怎麼進來又怎麼出去，以及你在現場看到的線路對應到程式裡的哪個位置。看完你應該可以指著控制盤說出「這條線是輸入還是輸出」，以及「這顆感測器對應到哪一個點」。

PLC 到底取代了什麼

PLC 出現以前，這些邏輯是用繼電器一顆一顆接出來的。要改流程就要改接線，改完還要重畫圖。

PLC 把這件事變成軟體：實體接線只負責把訊號送進來、把命令送出去，中間的判斷寫在程式裡。想改流程，改程式就好。

因為歷史這樣走過，PLC 最常見的程式表示法長得像繼電器電路圖，稱為梯形圖。看懂繼電器的動作，梯形圖就不難理解，可以先看〈電磁繼電器的原理與應用〉。

硬體由四個部分組成

部分	做什麼	現場看到的樣子
電源模組	提供控制電源，常見是 24V 直流	盤內最左邊那顆，接市電進來
CPU 模組	依程式做判斷，每個掃描週期重複一次	有狀態燈與通訊埠的主模組
輸入模組	把外界狀態變成 CPU 看得懂的訊號	接感測器、按鈕、極限開關
輸出模組	把 CPU 的決定送到設備	接電磁閥、電驛、指示燈、變頻器

輸入與輸出合稱 I/O，這是理解 PLC 的關鍵字。現場排查的第一句話通常就是「這個點是 I 還是 O」。

訊號怎麼走一圈

1. 感測器偵測到狀態，例如料件到位。2. 訊號送到輸入模組，該點的指示燈亮起。3. CPU 在下一個掃描週期讀到這個輸入，依程式判斷要不要動作。4. 判斷結果寫到輸出點，輸出模組的指示燈亮起。5. 輸出驅動致動器，例如電磁閥推動氣缸。

這一圈的每一步都有燈可以看，所以排查時可以逐段確認訊號走到哪裡就斷了。輸入燈不亮代表問題在感測器或配線，輸入燈亮但輸出燈不亮代表問題在邏輯或條件不足。

用變頻器控制馬達轉速的場合，PLC 通常只負責下命令，實際調速由變頻器執行，原理見〈什麼是變頻器？它如何控制電機〉。

數位與類比的差別

輸入輸出分成兩種，這個分法決定了你能問設備什麼問題。

• 數位：只有兩種狀態，到位或沒到位、開或關。按鈕、極限開關、電磁閥屬於這類。
• 類比：連續的數值，例如溫度、壓力、流量、轉速命令。訊號常見是 4 到 20 毫安培或 0 到 10 伏特。

類比訊號用電流傳送有個現實好處：線路斷掉時讀數會變成 0，和正常範圍的最小值 4 毫安培區分得開，所以斷線可以被發現。

感測器怎麼把物理量變成訊號，可以看〈霍爾效應是什麼？〉。

現場看到的線，對應到程式的哪裡

每個實體端子都有一個位址，例如 X0、Y0 或 I0.0、Q0.0，寫法依廠牌而不同。程式裡的每一個接點都指向這些位址。

所以現場排查有固定順序：端子號、I/O 表、程式，一層確認完才往下一層。跳過 I/O 表直接看程式，很容易把接線問題誤判成程式問題。

這也是為什麼設備交機時 I/O 表是必收的文件之一。沒有它，後面的維修等於重新猜一次。

界線在哪裡

看懂梯形圖的邏輯、對照 I/O 表、判斷訊號走到哪一段，都屬於理解層級，任何人都可以學。

撰寫或修改程式、調整設備參數、動到實際機台，屬於有權限的人的工作。原因不是保密，是這些動作會直接改變機器行為，可能造成人員傷害或設備損壞。需要動作時，要依現場的停電與安全隔離程序辦理，這部分會在停電作業與上鎖掛牌的文章裡展開。

FAQ：新手最常問的 PLC 問題