云南西门子S7-1500代理商欢迎您（总代理）

可编程控制器原理及应用

２.1 ＰLC 的组成与基本结构

２.1.1  ＰＬＣ的基本组成

ＰＬＣ主要由*处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组 成，其中ＣＰＵ是ＰＬＣ的核心，Ｉ／Ｏ部件是连接现场设备与ＣＰＵ 之间的接口电路，通信接口用于与编程器和上位机连接。 对于整体式ＰＬＣ，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式ＰＬＣ， 各功能部件独立封装，称为模块或模板，各模块通过总线连接，安装在 机架或导轨上。不同厂商生产的不同系列产品在每个机架上可插放的模 块数是不同的，一般为３－１０块。可扩展的机架数也不同，一般为２－８个机架。基本机架与扩展机架之间的距离不宜太长，一般不超过 １０M.。

2.1.2  ＰＬＣ各组成部分

1、*处理单元ＣＰＵ ＣＰＵ通过输入装置读入外设的状态，由用户程序去处理，并根据 处理结果通过输出装置去控制外设。 一般的中型可编程控制器多为双微处理器系统，一个是字处理器， 它是主处理器，由它处理字节操作指令，控制系统总线，内部计数 器，内部定时器，监视扫描时间，统一管理编程接口，同时协调位 处理器及输入输出。另一个为位处理器，也称布尔处理器，它是从处理器，它的主要作用是处理位操作指令和在机器操作系统的管理 下实现ＰＬＣ编程语言向机器语言转换。

ＣＰＵ处理速度是指ＰＬＣ执行１０００条基本指令所花费的时 间。

2、存储器

存储器主要存放系统程序，用户程序及工作数据。 ＰＬＣ所用的存储器基本上由ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯ Ｍ及ＲAM 等组成。

3、输入／输出部件 输入／输出部件又称Ｉ／Ｏ模块。ＰＬＣ通过Ｉ／Ｏ接口可以检测 被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为ＰＬＣ 对控对象进行控制的信息依据。同时ＰＬＣ又通过Ｉ／Ｏ接口将处 理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。

4、编程装置和编程软件 ＰＬＣ是以顺序执行存储器中的程序来完成其控制功能的。

5、电源部件

2.2 ＰＬＣ的基本工作原理

2.1 ＰＬＣ的循环扫描工作过程

（一）ＰＬＣ的循环扫描 ＰＬＣ的ＣＰＵ是采用分时操作的原理，每一时刻执行一个操作，随着 时间的延伸一个动作接一个动作顺序地进行，这种分时操作进程称为 ＣＰＵ对程序的扫描。ＰＬＣ的用户程序由若干条指令组成，指令在存 储器中按序号顺序排列。ＣＰＵ从*条指令开始，顺序逐条地执行用 户程序，直到用户程序结束，然后返回*条指令开始新的一轮扫描。

（二）ＰＬＣ工作过程

1、公共操作

公共操作是在每次扫描程序前进行的自检。

2、数据Ｉ／Ｏ操作 数据Ｉ／Ｏ操作也称为Ｉ／Ｏ状态刷新。它包括两种操作：

①采样输入信号，即刷新输入状态表的内容

②送出处理结果，即用输出状态表的内容刷新输出电路

3、执行用户程序操作

4、处理外设请求操作 外设的请求命令包括操作人员的介入和硬件设备的中断

２.2.2 ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ滞后现象 造成Ｉ／Ｏ响应滞后的原因：

①扫描方式

②电路惯性 输入滤波时间常数和输出继电器触点的机械滞后

③与程序设计安排有关

２.３ ＰＬＣ的编程语言

２.3.1 梯形图编程

（一）PLC 的编程特点

1、程序的执行顺序

两图实现相同的功能。当 IS1 闭合时，1Y1、1Y2 输出。系统上 电之后，当 1S1 闭合时，继电器梯形图中的 1Y1、1Y2 会同时得 电，若不考虑继电器触点的延时，则 1Y1、1Y2 会同时输出。但 在 PLC 梯形图中，因为 PLC 的程序是顺序扫描执行的，PLC 的 指令按从上向下，从左向右的扫描顺序执行，整个 PLC 的程序 不断循环往复。PLC 的“继电器”的动作顺序由 PLC 的扫描顺 序和在梯形图中的位置决定，因此，当 1S1 闭合时，1Y1 先输出 而 1Y2 后输出。即继电器采用并行的执行方式，而 PLC 则采用 串行的执行方式。

2、继电器自身的延时效应

传统的继电器的触点在线圈得电后动作时有一个微小的延时， 并且常开和常闭触点的动作之间有一微小的时间差。而 PLC 中的继电器都为软继电器，不会有延时效应，当然，这里忽略 了 PLC 的扫描时间。

3、PLC 中的软继电器 每个继电器有无数个常开和常闭触点。

（二）PLC 编程的基本原则

（１）每个梯形图网络由多个梯级组成，每个输出元素可构成一 个梯级，每个梯级可由多个支路组成。

（２）梯形图每一行都是从左母线开始，而且输出线圈接在右 边，输入触点不能放在输出线圈的右边。

（３）输出线圈不能直接与左母线连接。

（４）多个的输出线圈可以并联输出。

（５）在一个程序中各输出处同一编号的输出线圈若使用两次 称为“双线圈输出”。双线圈输出容易引起误动作，禁止 使用。

（６）ＰＬＣ梯形图中，外部输入／输出继电器、内部继电器、 定时器、计数器等器件的触点可多次重复使用。

（７）梯形图中串联或并联的触点的个数没有限制，可无限次的 使用。

（８）在用梯形图编程时，只有在一个梯级编制完整后才能继续 后面的程序编制。

（９）梯形图程序运行时其执行顺序是按从左到右，从上到下的 原则。

（二）编程技巧及原则“上重下轻，左重右轻，避免混联”

（１）梯形图应把串联触点较多的电路放在梯形图上方

（２）梯形图应把并联触点较多的电路放在梯形图左边

（３）为了输入程序方便操作，可以把一些梯形图的形式作适当 变换

2.3.2 语句表编程

plc的语句：操作码＋操作数 操作码用来要执行的功能，告诉ＣＰＵ该进行什么操作；操 作数内包含为执行该操作所必需的信息，告诉ＣＰＵ用什么地方 的数据来执行此操作。

操作数的分配原则：

（１）为了让ＣＰＵ区别不同的编程元素，每个 独立的元素应一个互不重复的地址

（２）所的地址必须在该型机器允许的范 围之内。

2.3.3 其它编程语言

功能图编程．高级编程语言（Ｃ语言．Pascal 语言等）

云南西门子S7-1500代理商欢迎您（总代理）