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1、PLC基础知识基础知识PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏22.可编程序控制器概述可编程序控制器概述2.1 PLC的产生和定义的产生和定义2.2 PLC的特点的特点2.3 PLC的应用和发展的应用和发展2.4 PLC的分类的分类2.5 PLC与继电器控制系统的区别与继电器控制系统的区别2.6 PLC的工作原理的工作原理2.7 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏32.1 PLC的产生和定义的产生和定义20世世纪纪60年年代代末末，随随着着数数字字电电路路的的发发展展和和小小型型计计算算机机的的出出现现，人人们们开开始始设设想想用用小小型型计计算算机机代
2、代替替传传统统的的继继电电接接触触器器来实现工业生产的自动控制。来实现工业生产的自动控制。美美国国通通用用汽汽车车公公司司（GM）于于1968年年公公开开提提出出汽汽车车生生产产流流水水线线控控制制系系统统的的10项技术要求，并在社会上公开招标。项技术要求，并在社会上公开招标。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏42.1 PLC的产生和定义的产生和定义编程简单方便，可在现场修改程序编程简单方便，可在现场修改程序硬件维护方便硬件维护方便可靠性高于继电器控制装置可靠性高于继电器控制装置体积小于继电器控制盘体积小于继电器控制盘 可将数据直接送入管理计算机可将数据直接送入管理计算机成本可与继电器接触器控
3、制设备抗衡成本可与继电器接触器控制设备抗衡输入可以是交流输入可以是交流115V115V（美国电压标准）（美国电压标准）输输出出是是交交流流115V115V，2A2A以以上上，可可直直接接驱驱动动接接触器、触器、电磁阀等电磁阀等可扩展性强，扩展时只需作微小调整可扩展性强，扩展时只需作微小调整用户程序存储器容量至少用户程序存储器容量至少4KB4KB PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏62.1 PLC的产生和定义的产生和定义可编程控制器是一种数字式的电子装可编程控制器是一种数字式的电子装置，它使用了可编程序的存储器以存置，它使用了可编程序的存储器以存储指令，能完成逻
4、辑、顺序、计时、储指令，能完成逻辑、顺序、计时、计数和算术运算等功能，并通过数值计数和算术运算等功能，并通过数值或类似的输入或类似的输入/输出模块，以控制各种输出模块，以控制各种机械或生产过程。机械或生产过程。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏72.1 PLC的产生和定义的产生和定义国国 际际 电电 工工 委委 员员 会会（IEC，International Electrotechnical Commission）1985年年定定义义如如下下：可可编编程程控控制制器器是是一一种种数数字字运运算算的的电电子子系系统统，专专为为在在工工业业环环境境下下应应用用而而设设计计，采采用用可可编编程程序序
5、的的存存储储器器，用用于于其其内内部部存存储储执执行行逻逻辑辑运运算算、顺顺序序控控制制、定定时时、计计数数等等操操作作指指令令，并并通通过过数数字字式式、模模拟拟式式的的输输入入/输输出出控控制制各各种种类类型型的的机机械械或或生生产产过过程程。可可编编程程控控制制器器及及其其有有关关外外部部设设备备，都都按按易易于于与与工工业业控控制制系系统统联联成成一一个个整整体体，易易于于扩扩充充其其功能的原则设计。功能的原则设计。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏82.2 PLC2.2 PLC的特点的特点（1）抗干扰能力强，可靠性高）抗干扰能力强，可靠性高工业现场存在：工业现场存在：电磁干扰；电磁干
6、扰；电源波动；电源波动；机械震动；机械震动；温度和湿度的变化等。温度和湿度的变化等。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏102.2 PLC2.2 PLC的特点的特点PLC与继电接触器比较：与继电接触器比较：继电接触器使用机械触点，设备接线复杂，继电接触器使用机械触点，设备接线复杂，触点寿命短，系统可靠性差触点寿命短，系统可靠性差；PLC采用微电子技术，主要由无触点的电采用微电子技术，主要由无触点的电子存储器件完成，由软件实现逻辑连接，子存储器件完成，由软件实现逻辑连接，寿命长，可靠性高寿命长，可靠性高PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏112.2 PLC2.2 P
7、LC的特点的特点（2）控制系统结构简单，通用性强）控制系统结构简单，通用性强 采用模块化结构，可以按照需求灵活组合采用模块化结构，可以按照需求灵活组合（3）编程方便，易于使用）编程方便，易于使用 PLC是面向用户的设备，采用梯形图或面向是面向用户的设备，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式工业控制的简单指令形式PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏132.2 PLC2.2 PLC的特点的特点（5 5）设计、施工、调试周期短）设计、施工、调试周期短 梯形图语言编程方法易于编程，且容易进梯形图语言编程方法易于编程，且容易进行程序的修改和调试，十分灵活方便。行程序的修
8、改和调试，十分灵活方便。PLCPLC接线十分方便简单，只需将输入信号接线十分方便简单，只需将输入信号的设备（按钮、开关等）与的设备（按钮、开关等）与PLCPLC输入端子输入端子连接，接收输出信号执行控制功能的执行连接，接收输出信号执行控制功能的执行元件（如接触器、继电器、电磁阀等）与元件（如接触器、继电器、电磁阀等）与PLCPLC的输出端子直接连接即可，工作量相的输出端子直接连接即可，工作量相对要少得多。对要少得多。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏152.3 PLC2.3 PLC的应用和发展的应用和发展 （1 1）PLCPLC的发展状况的发展状况自自从从美美
9、国国研研制制的的第第一一台台PLCPLC问问世世以以后后，日日本本、德德国国、法法国国等等工工业业发发达达国国家家相相继继研研制制出出各各自自的的PLCPLC产产品品，世世界界有有200200多多家家生生产产PLCPLC。现现在在较著名的有：较著名的有：德国西门子德国西门子美国美国A-B、GE日本三菱、欧姆龙、富士电机、松下电工日本三菱、欧姆龙、富士电机、松下电工法国施耐德法国施耐德韩国三星、韩国三星、LGPLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏162.3 PLC2.3 PLC的应用与发展的应用与发展（2）PLC的发展趋势的发展趋势 总的发展趋势是向高度集成度、小体总的发展趋势是向高度集成度、小体积
10、、大容量、高速度、易使用、高性能积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。表现为：方向发展。表现为：向小型化、专用化、低成本方向发展向小型化、专用化、低成本方向发展向大容量、高速度方向发展向大容量、高速度方向发展智能型智能型I/O模块的发展模块的发展PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏182.4 PLC2.4 PLC的分类的分类 PLCPLC种种类类很很多多，其其实实现现功功能能、内内存存容容量量、控控制制规规模模、外外形形等等方方面面有有较较大大的的差差异异。PLCPLC的的分分类类没没有有统统一一的的标标准准，一一般般按按照照结结构构形形式式、控控制制规规
11、模模、实实现现的的功能等进行大致的分类。功能等进行大致的分类。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏192.4 PLC2.4 PLC的分类的分类按照结构分类按照结构分类 整体式整体式PLC组合式组合式PLC PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏202.4 PLC2.4 PLC的分类的分类整体式整体式PLC 箱式箱式PLCPLC，CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O等都安装等都安装在同一机体内。在同一机体内。一般为微型和小型一般为微型和小型PLC特点：结构简单，体积小，价格低，特点：结构简单，体积小，价格低，I/O点数固定，功能和控制规模固定。点数固定，功能和控制规模固定。PLC基基础础知知识识
12、牛大鹏牛大鹏212.4 PLC2.4 PLC的分类的分类组合式组合式PLC 模块化模块化PLC，采用总线结构，即在一块总线，采用总线结构，即在一块总线基板（背板、底板）上有若干个总线槽，每基板（背板、底板）上有若干个总线槽，每个总线槽上可以安装一个个总线槽上可以安装一个PLC模块，不同的模块，不同的模块实现不同的功能。模块实现不同的功能。一般一般CPU和存储器设计在一个模块上，有时和存储器设计在一个模块上，有时电源也放在这个模块上，且位置固定，其他电源也放在这个模块上，且位置固定，其他模块根据控制规模、实现的功能进行选择并模块根据控制规模、实现的功能进行选择并插在任一槽内，需进行登记，以实现地
13、址的插在任一槽内，需进行登记，以实现地址的确认。确认。特点：系统构成灵活，价格较高。特点：系统构成灵活，价格较高。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏222.4 PLC2.4 PLC的分类的分类按照按照I/OI/O点数分类点数分类 PLC的控制规模主要指开关量的输入输出点数的控制规模主要指开关量的输入输出点数及模拟量的输入输出路数，一般模拟量的路数及模拟量的输入输出路数，一般模拟量的路数可折算成开关量的点数，一路模拟量相当于可折算成开关量的点数，一路模拟量相当于816点开关量。点开关量。微型机微型机100点以下点以下 小型机小型机250点以下点以下 中型机中型机5001000点左右点左右 大型机
14、大型机100010000点左右点左右 超大型机超大型机10000点以上，甚至几万点点以上，甚至几万点 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏242.5 2.5 与继电器控制系统比较与继电器控制系统比较 继电器控制系统功能改变，需要拆线、继电器控制系统功能改变，需要拆线、接线或更换器件，比较麻烦；接线或更换器件，比较麻烦；PLCPLC控制控制系统功能改变，一般仅需要修改程序，系统功能改变，一般仅需要修改程序，十分方便十分方便PlCPlC控制系统的实际、施工与调试周期控制系统的实际、施工与调试周期比继电接触控制系统短比继电接触控制系统短PLCPLC控制系统的自检和监控
15、功能比继电控制系统的自检和监控功能比继电接触控制系统强接触控制系统强PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏252.5 2.5 与继电器控制系统比较与继电器控制系统比较 PlCPlC控制系统的适用范围比继电器控制控制系统的适用范围比继电器控制系统广泛系统广泛PLCPLC控制系统的可靠性比继电器控制系控制系统的可靠性比继电器控制系统高统高PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏262.6 PLC的组成的组成 总体结构示意图总体结构示意图CPU存储器存储器电源部分电源部分输输入入单单元元输输出出单单元元编程设备编程设备PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏282.6 PLC的组成
16、的组成 组合式组合式PLC结构示意图结构示意图PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏292.6 PLC的组成的组成 中央处理单元中央处理单元CPU CPU在在PLC中的作用类似于人体的神经中枢，中的作用类似于人体的神经中枢，它是它是PLC运算、控制中心。它按照系统程序运算、控制中心。它按照系统程序所赋予的功能，完成以下任务：所赋予的功能，完成以下任务：接收并存储输入的用户程序和数据接收并存储输入的用户程序和数据诊断各种工作状态和编程的语法错误诊断各种工作状态和编程的语法错误扫描方式接收输入信号，送入扫描方式接收输入信号，送入PLCPLC的数据寄存器的数据寄存器PLCPLC进入运行状态后，根据存放的
17、先后顺序逐条进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作序中规定的各种操作 将用户程序的执行结果送至输出端将用户程序的执行结果送至输出端PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏312.6 PLC的组成的组成 存储器存储器系统程序存储器系统程序存储器采用采用ROM、PROM等等芯片存储器，存放芯片存储器，存放PLC的操作系统程序、用户指令解释程的操作系统程序、用户指令解释程序和编译程序、系统诊断程序和通信序和编译程序、系统诊断程序和通信管理程序等。管理程序等。这些程序与这些程序
18、与PLC的硬件组成和专用部件的硬件组成和专用部件的特性有关，处理器在出厂时已经根的特性有关，处理器在出厂时已经根据不同功能的据不同功能的PLC编写并固化在编写并固化在ROM内，内，用户不能访问和修改这部分程序存储用户不能访问和修改这部分程序存储器的内容器的内容。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏322.6 PLC的组成的组成 存储器存储器用户程序存储器用户程序存储器用于存放用户经编程器输入的应用程用于存放用户经编程器输入的应用程序。一般采用序。一般采用RAMRAM、EPROM或或EEPROM存储器，用户可擦除重新编程；其内存储器，用户可擦除重新编程；其内容可由用户根据生产过程和工艺的要容可由用
19、户根据生产过程和工艺的要求进行修改。它的容量一般就代表求进行修改。它的容量一般就代表PLC的标称容量。通常，小型机小于的标称容量。通常，小型机小于8KB，中型机小于中型机小于50KB，而大型机可在，而大型机可在50KB以上。以上。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏332.6 PLC的组成的组成 存储器存储器工作数据存储器工作数据存储器工作数据经常变化，需要随机存取，工作数据经常变化，需要随机存取，不需要长久保留，采用随机存储不需要长久保留，采用随机存储RAM。PLC的工作数据存储区，开辟有元件映的工作数据存储区，开辟有元件映像寄存器和数据表。像寄存器和数据表。元件映像寄存器用来存储元件映像寄存
20、器用来存储PLCPLC的开关量的开关量输入输入/输出和定时器、计数器、辅助继输出和定时器、计数器、辅助继电器等内部继电器的电器等内部继电器的ON/OFFON/OFF状态。状态。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏342.6 PLC的组成的组成 存储器存储器工作数据存储器工作数据存储器数据表用来存放各种数据，它的标准数据表用来存放各种数据，它的标准格式是每一个数据占一个字。它存储格式是每一个数据占一个字。它存储用户程序执行时的某些可变参数值，用户程序执行时的某些可变参数值，如定时器和计数器的当前值和设定值。如定时器和计数器的当前值和设定值。它还用来存放它还用来存放A/D转换得到的数字和数转换得到的
21、数字和数学运算的结果等。学运算的结果等。部分数据在停电时用后备电池维持其部分数据在停电时用后备电池维持其当前值，在停电时可以保持数据的存当前值，在停电时可以保持数据的存储区域称为数据保持区储区域称为数据保持区。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏352.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 I/OI/O单元是单元是PLCPLC与现场设备连接的接口。通过与现场设备连接的接口。通过I/O可以检测各种参数，作为控制器对被控可以检测各种参数，作为控制器对被控对象进行控制的信息。对象进行控制的信息。PLCPLC通过通过I/O单元将处理结果送给被控对象或单元将处理结果送给被控对象或工业生产过程，驱动
22、执行机构实现控制。工业生产过程，驱动执行机构实现控制。I/O单元实现采样信号电平的转换，因为外单元实现采样信号电平的转换，因为外部信号电平各种各样，而部信号电平各种各样，而PLCPLC的的CPU所处理所处理的信号只能是标准电平。的信号只能是标准电平。I/O单元有较好的抗干扰能力。单元有较好的抗干扰能力。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏362.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元PLCPLC既可以非常出色的完成常规的继电既可以非常出色的完成常规的继电逻辑控制，又可以实现多种特殊的控逻辑控制，又可以实现多种特殊的控制功能，如模拟量控制，温度控制，制功能，如模拟量控制，温度控制，精确定位和
23、速度控制等。精确定位和速度控制等。输入输入/输出单元分为开关量输入输出单元分为开关量输入/输出单输出单元和特殊功能输入元和特殊功能输入/输出单元两部分输出单元两部分特殊功能输入特殊功能输入/输出单元包括模拟量输输出单元包括模拟量输入入/输出、温度模块、位置模块、高速输出、温度模块、位置模块、高速计数模块计数模块等等PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏372.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输入开关量输入/输出输出用用来来接接收收和和采采集集现现场场设设备备的的输输入入信信号号，包包括括由由按按钮钮、选选择择开开关关、行行程程开开关关、继继电电器器触触点点、接接近近开开关关、光
24、光电电开开关关、数字拨码开关等的开关量输入信号数字拨码开关等的开关量输入信号用用来来向向各各执执行行机机构构进进行行输输出出的的控控制制信信号号，包包括括向向接接触触器器、电电磁磁阀阀、指指示示灯灯和开关等输出的数字量输出信号。和开关等输出的数字量输出信号。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏382.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输入开关量输入/输出输出有能直接接受和输出交流电压（有能直接接受和输出交流电压（110V或或220V）信号的交流输入）信号的交流输入/输出单元、直输出单元、直流电压（流电压（24V、12V或或5V TTL电平）信号电平）信号的直流输入的直流输入/输
25、出单元。输出单元。采用光电耦合器或隔离脉冲变压器将采用光电耦合器或隔离脉冲变压器将来自现场的输入信号或驱动现场设备来自现场的输入信号或驱动现场设备的输出信号与的输出信号与CPU隔离，以防止外来干隔离，以防止外来干扰引起的误动作或故障扰引起的误动作或故障 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏392.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输入单元开关量输入单元 直流输入单元直流输入单元直流输入单元有的外接直流电源，有的内置直流输入单元有的外接直流电源，有的内置 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏402.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输入单元开关量输入单元交流输入单
26、元交流输入单元外接交流电源外接交流电源 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏412.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输入单元开关量输入单元输入单元还有分组式和分隔式。分组输入单元还有分组式和分隔式。分组式输入单元的输入端子分为若干组，式输入单元的输入端子分为若干组，每组共用一个公共端子和一个电源。每组共用一个公共端子和一个电源。分隔式输入单元的输入端子互相隔离，分隔式输入单元的输入端子互相隔离，互不影响，各自使用独立的电源。互不影响，各自使用独立的电源。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏422.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输出单元开关量输出单元晶体管输
27、出单元晶体管输出单元 为无触点输出，使用寿命长，响应速度快为无触点输出，使用寿命长，响应速度快 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏432.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输出单元开关量输出单元继电器输出单元继电器输出单元 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏442.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输出单元开关量输出单元继电器输出单元继电器输出单元继电器输出电路中的负载电源可以根据需继电器输出电路中的负载电源可以根据需要选用直流或交流。要选用直流或交流。继电器的工作寿命有限，触点的电气寿命继电器的工作寿命有限，触点的电气寿命一般为一般为10万万 30万次，因
28、此在需要输出点万次，因此在需要输出点频繁通断的场合（如脉冲输出），应使用频繁通断的场合（如脉冲输出），应使用晶体管型输出电路。晶体管型输出电路。继电器线圈得电到触点动作，存在延迟时继电器线圈得电到触点动作，存在延迟时间，这是造成输出滞后输入的原因之一。间，这是造成输出滞后输入的原因之一。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏452.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输出单元开关量输出单元双向晶闸管输出单元双向晶闸管输出单元采用的开关器件是光控双向晶闸管采用的开关器件是光控双向晶闸管 PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏462.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 开关量输出
29、单元开关量输出单元输输出出单单元元按按照照使使用用公公共共端端子子的的情情况况分分类类，也也有有汇汇点点式式、分分组组式式和和分分隔隔式式三三种接线方式。种接线方式。在在一一些些晶晶体体管管I/O单单元元中中，对对外外接接设设备备的的电电流流方方向向是是有有要要求求的的，即即有有灌灌电电流流（汇流）与拉电流（源流）之分。（汇流）与拉电流（源流）之分。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏472.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 灌电流直流输入灌电流直流输入PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏482.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 拉电流直流输入拉电流直流输入PLC基基础础知
30、知识识牛大鹏牛大鹏492.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 拉电流直流输出拉电流直流输出PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏502.6 PLC的组成的组成 I/OI/O单元单元 灌电流直流输出灌电流直流输出PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏512.6 PLC的组成的组成 编程设备编程设备 编程设备是可编程序控制器系统中最编程设备是可编程序控制器系统中最重要的外围设备，利用它可以输入、重要的外围设备，利用它可以输入、检查、修改、调试用户程序，也可以检查、修改、调试用户程序，也可以在线监视在线监视PLC的工作情况。大多数生产的工作情况。大多数生产可编程序控制器的大公司同时也生产可编程序控
31、制器的大公司同时也生产专用的编程设备，如罗克韦尔自动化专用的编程设备，如罗克韦尔自动化公司、西门子自动化公司等。现在很公司、西门子自动化公司等。现在很多都已经用计算机对可编程序控制器多都已经用计算机对可编程序控制器进行编程。进行编程。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏522.6 PLC的组成的组成 电源电源 电源将交流电源转换成可编程序控制电源将交流电源转换成可编程序控制器所需要的直流电源，使可编程序控器所需要的直流电源，使可编程序控制器能够正常工作。它既可以是外挂制器能够正常工作。它既可以是外挂的，也可以是内置的。的，也可以是内置的。通常电源模块能产生直流通常电源模块能产生直流24V24V的
32、电源输的电源输出。出。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏532.6 PLC的组成的组成 通信接口通信接口 实现实现“人人-机机”或或“机机-机机”之间的对之间的对话，话，PLCPLC配有多种通信接口。配有多种通信接口。S7-200可配置的通信接口有：可配置的通信接口有：PPI MPI PROFIBUS INTERNETPLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏542.7 PLC2.7 PLC的工作原理的工作原理 PLCPLC工作的基本原理是建立在计算机工工作的基本原理是建立在计算机工作原理基础上的作原理基础上的通过执行反映控制要求的用户程序来通过执行反映控制要求的用户程序来实现各种控制要求实现各种控制
33、要求控制任务的完成是建立在可编程序控控制任务的完成是建立在可编程序控制器硬件的支持下制器硬件的支持下PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏552.7 PLC2.7 PLC的工作原理的工作原理PLCPLC的工作方式是的工作方式是 周期性循环扫描周期性循环扫描PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏562.7 PLC2.7 PLC的工作原理的工作原理初始化初始化输入采样输入采样通信处理通信处理程序执行程序执行输出刷新输出刷新故障处理故障处理PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏572.7 PLC2.7 PLC的工作原理的工作原理要使程序循环扫描一次的时间短，与要使程序循环扫描一次的时间短，与以下因素有关：以下因
34、素有关：与每条指令的执行时间长短有关，主要和与每条指令的执行时间长短有关，主要和机器的主频即时钟的快慢有关，机器选择机器的主频即时钟的快慢有关，机器选择确定之后，它也随之而定；确定之后，它也随之而定；与程序中所用指令类型包含指令的条数的与程序中所用指令类型包含指令的条数的多少有关，和被控系统的复杂程度，以及多少有关，和被控系统的复杂程度，以及程序编制者的水平有关。程序编制者的水平有关。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏582.7 PLC2.7 PLC的工作原理的工作原理PLCPLC对输入对输入/输出的处理原则输出的处理原则输入映像寄存器的数据取决于输入端在上一输入映像寄存器的数据取决于输入端在
35、上一个刷新期间的状态个刷新期间的状态程序执行结果取决于用户程序和各个映像寄程序执行结果取决于用户程序和各个映像寄存器的内容存器的内容输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果行结果输出锁存器中的数据由上一个输出刷新期间输出锁存器中的数据由上一个输出刷新期间输出映像寄存器的数据决定输出映像寄存器的数据决定输出端的状态，由输出锁存器决定输出端的状态，由输出锁存器决定PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏592.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构通常通常PLCPLC不采用微机的编程语言，而采不采用微机的编程语言，而采用面向控制过程、面
36、向问题的自然语言用面向控制过程、面向问题的自然语言编程。编程。编程语言有编程语言有梯形图（梯形图（LADLadder）语句表（语句表（STLStatements List）顺序功能图（顺序功能图（SFCSequence Function Chart）功能块图（功能块图（FBDFunction Block Diagrams）PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏602.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构梯形图梯形图梯形图表达式是在继电接触器控制系统梯形图表达式是在继电接触器控制系统的电器原理图（梯形图结构）基础上演的电器原理图（梯形图结构）基础上演变而来的。变而来的。沿
37、用了继电器的触点、线圈、串联等术沿用了继电器的触点、线圈、串联等术语和图形符号，增加了一些特殊的符号语和图形符号，增加了一些特殊的符号梯形图形象、直观梯形图形象、直观这是一种最为广泛的编程方式。这是一种最为广泛的编程方式。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏612.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构梯形图格式梯形图格式输入输入指令指令输出输出指令指令当输入指令所表示的阶梯条件为真则当输入指令所表示的阶梯条件为真则执行输出指令，否则不执行输出指令执行输出指令，否则不执行输出指令PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏622.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程
38、语言和程序结构梯形图格式梯形图格式允许在一个阶梯中无输入指令，即阶梯允许在一个阶梯中无输入指令，即阶梯条件永远为真；条件永远为真；允许有多个输入指令串并联。串联意味允许有多个输入指令串并联。串联意味着几个条件之间是着几个条件之间是“与与”的关系，并联的关系，并联则意味着几个条件之间是则意味着几个条件之间是“或或”的关系。的关系。输出指令则不允许串联，但允许并联，输出指令则不允许串联，但允许并联，表示阶梯条件为真时，几个输出指令可表示阶梯条件为真时，几个输出指令可一并执行。一并执行。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏632.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构梯形图编
39、程的特点梯形图编程的特点梯形图中的继电器不是物理继电器，每梯形图中的继电器不是物理继电器，每个继电器实际上是映像寄存器中的一位，个继电器实际上是映像寄存器中的一位，因此称为因此称为“软继电器软继电器”。相应位的状态为相应位的状态为“1 1”，表示该继电器线，表示该继电器线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；开；相应位的状态为相应位的状态为“0 0”，表示该继电器线，表示该继电器线圈失电，其常开触点断开，常闭触点闭圈失电，其常开触点断开，常闭触点闭合。合。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏642.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构
40、梯形图编程的特点梯形图编程的特点梯形图中流过的电流不是物理电流，而梯形图中流过的电流不是物理电流，而是是“概念概念”电流。是用户程序解算中满电流。是用户程序解算中满足输出执行条件的形象表示方式。足输出执行条件的形象表示方式。“概概念念”电流只能从左向右流动。电流只能从左向右流动。梯形图中的继电器接点可在编制用户程梯形图中的继电器接点可在编制用户程序时无限引用，即可常开又可常闭。序时无限引用，即可常开又可常闭。梯形图中用户逻辑解算结果，马上可为梯形图中用户逻辑解算结果，马上可为后面用户程序的解算所利用。后面用户程序的解算所利用。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏652.8 PLC2.8 PLC的
41、编程语言和程序结构的编程语言和程序结构梯形图编程的特点梯形图编程的特点当当PLCPLC处于运行状态时，就开始按照梯处于运行状态时，就开始按照梯形图符号排列的先后顺序（从上到下、形图符号排列的先后顺序（从上到下、由左至右）逐一处理。由左至右）逐一处理。PLC基基础础知知识识牛大鹏牛大鹏662.8 PLC2.8 PLC的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构程序结构程序结构PLCPLC的程序主要由三部分组成的程序主要由三部分组成用户程序用户程序由主程序、子程序和中断程由主程序、子程序和中断程序组成序组成数据块数据块存放控制程序运行所需的数据存放控制程序运行所需的数据参数块参数块CPUCPU的组态数据的组态数据