第1章-可編程控制器概述

1、S7-300S7-300可編程控制器可編程控制器(PLC)(PLC)教程教程 重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)與難點(diǎn)： 可編程序控制器的工作原理?？删幊绦蚩刂破鞯墓ぷ髟怼?基本要求：基本要求：1 1熟悉可編程序控制器的定熟悉可編程序控制器的定2 2理解可編程序控制器的工作原理；理解可編程序控制器的工作原理；3 3掌握可編程序控制器的分類(lèi)和特點(diǎn)；掌握可編程序控制器的分類(lèi)和特點(diǎn)；4 4熟練可編程序控制器的編程語(yǔ)言。熟練可編程序控制器的編程語(yǔ)言。 本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：1PLC的產(chǎn)生和定義；的產(chǎn)生和定義；2PLC的分類(lèi)和特點(diǎn)；的分類(lèi)和特點(diǎn)；3PLC的工作原理；的工作原理；4PLC的功能和應(yīng)用；的功能和應(yīng)用；5PLC

2、與微機(jī)系統(tǒng)和繼電器系統(tǒng)的區(qū)別；與微機(jī)系統(tǒng)和繼電器系統(tǒng)的區(qū)別；6PLC的發(fā)展；的發(fā)展；7PLC的性能指標(biāo)；的性能指標(biāo)；8PLC的編程語(yǔ)言。的編程語(yǔ)言。 可編程控制器的分類(lèi)和特點(diǎn)可編程控制器的分類(lèi)和特點(diǎn)1.2 PLC PLC的功能及應(yīng)用的功能及應(yīng)用1.4可編程控制器的產(chǎn)生和定義可編程控制器的產(chǎn)生和定義1.1 PLC PLC與微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和繼電器系統(tǒng)的區(qū)別與微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和繼電器系統(tǒng)的區(qū)別1.5 PLC PLC的工作原理的工作原理1.3 PLC PLC的編程語(yǔ)言的編程語(yǔ)言1.8本章小結(jié)本章小結(jié) 1.9 PLC PLC的性能指標(biāo)的性能指標(biāo)1.7 PLC PLC的發(fā)展的發(fā)展1.6 可編程序控制器（可編

3、程序控制器（Programmable Controller，PC）在其早期主要應(yīng)用于開(kāi)）在其早期主要應(yīng)用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，因此也稱(chēng)為可編程序邏關(guān)量的邏輯控制，因此也稱(chēng)為可編程序邏輯控制器（輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。）。 可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。制裝置。它具有體積小、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、它具有體積小、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、靈活通用

4、、維抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、靈活通用、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，目前在冶金、化工、交通、護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，目前在冶金、化工、交通、電力等工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，電力等工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的四大支柱（可編程成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的四大支柱（可編程序控制器技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、序控制器技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM和數(shù)控技術(shù)）之一。和數(shù)控技術(shù)）之一。1.1.1 1.1.1 可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器的產(chǎn)生1968年通用汽車(chē)公司提出了新型控制年通用汽車(chē)公司提出了新型控制器所必須具備的器所必須具備的10大條件（有名的大條件（有名的“GM10條條”）。）。 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；

5、編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； 維護(hù)方便，最好是插件式；維護(hù)方便，最好是插件式； 可靠性高于繼電器控制柜；可靠性高于繼電器控制柜； 體積小于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜； 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)； 在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)； 輸入可以是交流輸入可以是交流115V； 輸出可以是交流輸出可以是交流115V，2A以上，以上，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥； 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更； 用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（年，美國(guó)

6、數(shù)字設(shè)備公司（GEC）研制成功第一臺(tái)可編程序控制器，并在通研制成功第一臺(tái)可編程序控制器，并在通用汽車(chē)公司的自動(dòng)裝配線(xiàn)上試用成功，從用汽車(chē)公司的自動(dòng)裝配線(xiàn)上試用成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。進(jìn)入進(jìn)入20世紀(jì)世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，的發(fā)展，PLC采用了通用微處理器，這種采用了通用微處理器，這種控制器就不再局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，控制器就不再局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，功能不斷增強(qiáng)。因此，實(shí)際上應(yīng)稱(chēng)之為可功能不斷增強(qiáng)。因此，實(shí)際上應(yīng)稱(chēng)之為可編程序控制器（編程序控制器（PC）。）。至至20世紀(jì)世紀(jì)80年代，隨著大規(guī)模和超大年代，隨著大規(guī)模和超大

7、規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，以規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，以16位和位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PC得到了得到了驚人的發(fā)展。使驚人的發(fā)展。使PC在概念、設(shè)計(jì)、性能、在概念、設(shè)計(jì)、性能、價(jià)格、應(yīng)用等方面都有了新的突破。價(jià)格、應(yīng)用等方面都有了新的突破。不僅控制功能增強(qiáng)，功耗和體積減小，不僅控制功能增強(qiáng)，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測(cè)成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測(cè)更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖像顯示的發(fā)展，使絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖像顯示的發(fā)展，使PC向用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展，

8、成向用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱。為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱。1.1.2 1.1.2 可編程控制器的定義可編程控制器的定義在第三稿中，對(duì)在第三稿中，對(duì)PLC作了如下定義：作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出

9、，控制各種類(lèi)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。定義強(qiáng)調(diào)了定義強(qiáng)調(diào)了PLC有以下特點(diǎn)。有以下特點(diǎn)。 PLC是數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，也是一種計(jì)算機(jī)。也是一種計(jì)算機(jī)。 PLC專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 PLC使用面向用戶(hù)指令使用面向用戶(hù)指令編程方便。編程方便。 PLC進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順

10、序控制、定時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作。時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作。 PLC進(jìn)行數(shù)字量或模擬量輸入輸出進(jìn)行數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制?？刂?。 PLC易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體。易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體。 PLC易于擴(kuò)充。易于擴(kuò)充。1.2.1 1.2.1 可編程控制器的分類(lèi)可編程控制器的分類(lèi)由于由于PLC的品種、型號(hào)、規(guī)格和功能的品種、型號(hào)、規(guī)格和功能各不相同，要按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行分各不相同，要按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)十分困難。類(lèi)十分困難。通常，按通常，按I/O點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小型三類(lèi)；按功能強(qiáng)弱又可分為低檔機(jī)、中型三類(lèi)；按功能強(qiáng)弱又可分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)三類(lèi)。檔機(jī)和高檔機(jī)三類(lèi)。 1 1按

11、組成結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)按組成結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)（1）一體化整體式）一體化整體式PLC（2）模塊式結(jié)構(gòu)化）模塊式結(jié)構(gòu)化PLC 2 2按按I/OI/O點(diǎn)數(shù)分類(lèi)點(diǎn)數(shù)分類(lèi)（1）小型）小型PLC（2）中型）中型PLC（3）大型）大型PLC 3 3按輸出形式可以分類(lèi)按輸出形式可以分類(lèi)（1）繼電器輸出）繼電器輸出 為有觸點(diǎn)輸出方式，適用于低頻大功為有觸點(diǎn)輸出方式，適用于低頻大功率直流或交流負(fù)載。典型的繼電器輸出電率直流或交流負(fù)載。典型的繼電器輸出電路如圖路如圖1-1所示。所示。 圖圖1-1 1-1 繼電器輸出繼電器輸出 （2）晶體管輸出）晶體管輸出 為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，適用于高頻小功為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，適用于高頻小功率直流

12、負(fù)載。典型的率直流負(fù)載。典型的NPN和和PNP晶體管輸晶體管輸出電路如圖出電路如圖1-2所示。所示。 圖圖1-2 1-2 晶體管輸出晶體管輸出（3）晶閘管輸出）晶閘管輸出 為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，適用于高速大功為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，適用于高速大功率交流負(fù)載。典型的晶閘管輸出電路如圖率交流負(fù)載。典型的晶閘管輸出電路如圖1-3所示。所示。圖圖1-3 1-3 晶閘管輸出晶閘管輸出 1.2.2 1.2.2 可編程控制器的特點(diǎn)可編程控制器的特點(diǎn) 為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，置相比較，PLC有以下一些特點(diǎn)。有以下一些特點(diǎn)。（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。）可靠性高，抗干擾

13、能力強(qiáng)。 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求如工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求如下。下。 平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)。平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)。 故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短。故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短。 電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為以下兩電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為以下兩種。種。 偶發(fā)性故障。偶發(fā)性故障。 永久性故障。永久性故障。 硬件措施硬件措施 主要模塊均使用大規(guī)?；虺笠?guī)模集主要模塊均使用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，儲(chǔ)器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路。和信號(hào)調(diào)理電路。 屏蔽屏蔽 濾波濾波

14、電源調(diào)整與保護(hù)電源調(diào)整與保護(hù) 隔離隔離 采用模塊式結(jié)構(gòu)采用模塊式結(jié)構(gòu) 軟件措施軟件措施 有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。 故障檢測(cè)故障檢測(cè) 信息保護(hù)與恢復(fù)信息保護(hù)與恢復(fù) 設(shè)置警戒時(shí)鐘設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT（看門(mén)狗）（看門(mén)狗） 加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn) 對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備 （2）通用性強(qiáng)，控制程序可變，使）通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便。用方便。（3）功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣。）功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣。（4）編程簡(jiǎn)單，容易掌握。）編程簡(jiǎn)單，容易掌握。（5）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量。的工作量。（6）體積

15、小、重量輕、功耗低、維）體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便。護(hù)方便。 1.3.1 PLC 1.3.1 PLC的工作過(guò)程的工作過(guò)程圖圖1-4 PLC1-4 PLC的工作過(guò)程圖的工作過(guò)程圖 1 1輸入采樣階段輸入采樣階段 2 2程序執(zhí)行階段程序執(zhí)行階段 3 3輸出刷新階段輸出刷新階段 1.3.2 PLC 1.3.2 PLC的的I/OI/O滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象 造成造成I/O響應(yīng)滯后的原因有以下響應(yīng)滯后的原因有以下3種。種。（1）掃描方式：）掃描方式： 一個(gè)掃描周期內(nèi)對(duì)所有輸出只刷新一一個(gè)掃描周期內(nèi)對(duì)所有輸出只刷新一次。次。（2）電路慣性：）電路慣性： 輸入濾波時(shí)間常數(shù)和輸出繼電器觸點(diǎn)輸入濾波時(shí)間常數(shù)和輸

16、出繼電器觸點(diǎn)的機(jī)械滯后。的機(jī)械滯后。（3）與程序設(shè)計(jì)安排有關(guān)。）與程序設(shè)計(jì)安排有關(guān)。 PLC的等效電路如圖的等效電路如圖1-5所示。所示。圖圖1-51-5PLCPLC的等效電路示意圖的等效電路示意圖 1.3.3 PLC1.3.3 PLC的組成結(jié)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu) PLC的基本組成可歸為的基本組成可歸為4大部件。大部件。 整體結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的PLC的的4部分裝在同一機(jī)殼部分裝在同一機(jī)殼內(nèi)，模塊式結(jié)構(gòu)的內(nèi)，模塊式結(jié)構(gòu)的PLC的各部件獨(dú)立封裝，的各部件獨(dú)立封裝，稱(chēng)為模塊，通過(guò)機(jī)架和總線(xiàn)連接而成。稱(chēng)為模塊，通過(guò)機(jī)架和總線(xiàn)連接而成。 I/O的能力可按用戶(hù)的需要進(jìn)行擴(kuò)展和的能力可按用戶(hù)的需要進(jìn)行擴(kuò)展和組合。另外

17、，還必須有編程器來(lái)將用戶(hù)程組合。另外，還必須有編程器來(lái)將用戶(hù)程序?qū)戇M(jìn)規(guī)定的存儲(chǔ)器內(nèi)。序?qū)戇M(jìn)規(guī)定的存儲(chǔ)器內(nèi)。 PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖1-6所示。所示。圖圖1-6 PLC1-6 PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖的基本結(jié)構(gòu)框圖 1 1中央處理單元（中央處理單元（CPUCPU） 一般一般PLC使用下列使用下列CPU芯片。芯片。（1）通用微處理器，如）通用微處理器，如Intel公司的公司的8086、80186到到Pentium系列芯片。系列芯片。（2）單片微處理器（單片機(jī)），如）單片微處理器（單片機(jī)），如Intel公司的公司的MCS-96系列單片機(jī)。系列單片機(jī)。（3）位片式微處理器，如）位片式微

18、處理器，如AMD 2900系列位片式微處理器。系列位片式微處理器。 一般的中型可編程控制器多為雙微處一般的中型可編程控制器多為雙微處理器系統(tǒng)，一個(gè)是字處理器，另一個(gè)為位理器系統(tǒng)，一個(gè)是字處理器，另一個(gè)為位處理器，也稱(chēng)布爾處理器，處理器，也稱(chēng)布爾處理器， CPU處理速度處理速度是指是指PLC執(zhí)行執(zhí)行1000條基本指令所花費(fèi)的時(shí)條基本指令所花費(fèi)的時(shí)間。間。 CPU是是PLC的核心部分。與通用微機(jī)的核心部分。與通用微機(jī)CPU一樣，一樣，CPU在在PC系統(tǒng)中的作用類(lèi)似于系統(tǒng)中的作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)中樞。人體的神經(jīng)中樞。 2 2存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器主要存放系統(tǒng)程序，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器主要存放系統(tǒng)程序，用戶(hù)程

19、序及工作數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器及工作數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來(lái)和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放存放PLC的系統(tǒng)軟件，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用的系統(tǒng)軟件，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放來(lái)存放I/O狀態(tài)及用戶(hù)程序。狀態(tài)及用戶(hù)程序。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序） 、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)。 （系統(tǒng)程序存儲(chǔ) 器不能由用戶(hù)直接存?。?用戶(hù)程序存儲(chǔ)器存放用戶(hù)程序。即用戶(hù)通過(guò)編程器輸入的用戶(hù)程序。 功能存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）存放用戶(hù)數(shù)據(jù)。 用戶(hù)存儲(chǔ)器 PLC的用戶(hù)存儲(chǔ)器通常以字（的用戶(hù)存儲(chǔ)器通常以字（16位位/字）

20、字）為單位來(lái)表示存儲(chǔ)容量。為單位來(lái)表示存儲(chǔ)容量。 PLC所用的存儲(chǔ)器基本上由所用的存儲(chǔ)器基本上由PROM，EPROM，EEPROM、RAM等組成的。等組成的。（1）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM） （2）只讀存儲(chǔ)器（）只讀存儲(chǔ)器（ROM） （3）可電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器）可電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器（EEPROM） 用戶(hù)數(shù)據(jù)有以下類(lèi)型用戶(hù)數(shù)據(jù)有以下類(lèi)型（1）位數(shù)據(jù)（）位數(shù)據(jù)（bit）（2）字節(jié)數(shù)據(jù)（）字節(jié)數(shù)據(jù)（Byte）（3）字?jǐn)?shù)據(jù)（）字?jǐn)?shù)據(jù)（Word）（4）雙字?jǐn)?shù)據(jù)（）雙字?jǐn)?shù)據(jù)（Dword）（5）混合數(shù)據(jù)（位與字節(jié)或字）混合數(shù)據(jù)（位與字節(jié)或字） 3 3輸入輸入/ /輸出部件輸出部件

21、 輸入輸入/輸出部件又稱(chēng)輸出部件又稱(chēng)I/O模塊。輸入模模塊。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)。 數(shù)字量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選數(shù)字量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等處來(lái)的數(shù)開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等處來(lái)的數(shù)字量輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收字量輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流、電壓信號(hào)。連續(xù)變化的模擬量電流、電壓信號(hào)。 數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、

22、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置、磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置、報(bào)警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用報(bào)警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。 PLC通過(guò)通過(guò)I/O接口可以檢測(cè)被控對(duì)象或接口可以檢測(cè)被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的信息依對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的信息依據(jù)。同時(shí)據(jù)。同時(shí)PLC又通過(guò)又通過(guò)I/O接口將處理結(jié)果送接口將處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)控制。給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)控制。 （1）輸入模塊）輸入模塊 （2）

23、輸出模塊）輸出模塊 4 4編程裝置和編程軟件編程裝置和編程軟件 編程裝置用來(lái)生成用戶(hù)程序，并對(duì)它編程裝置用來(lái)生成用戶(hù)程序，并對(duì)它進(jìn)行編輯、檢查和修改。手持式編程器不進(jìn)行編輯、檢查和修改。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。 它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給小型小型PLC編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修。編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修。編程器是編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的工具?？捎糜谟脩?hù)程序的維護(hù)不可缺

24、少的工具。可用于用戶(hù)程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視；通過(guò)鍵編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視；通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器去檢測(cè)盤(pán)和顯示器去檢測(cè)PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)；內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)；通過(guò)通信端口與通過(guò)通信端口與CPU聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)與聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)與PLC的的人機(jī)對(duì)話(huà)。人機(jī)對(duì)話(huà)。 編程器可分為簡(jiǎn)單型編程器可分為簡(jiǎn)單型只能聯(lián)機(jī)編只能聯(lián)機(jī)編程，只能用指令清單編程；智能型程，只能用指令清單編程；智能型既既可聯(lián)機(jī)編程，也可脫機(jī)編程，還可以采用可聯(lián)機(jī)編程，也可脫機(jī)編程，還可以采用指令清單（語(yǔ)句表）、梯形圖等語(yǔ)言編程。指令清單（語(yǔ)句表）、梯形圖等語(yǔ)言編程。一般可直接以計(jì)算機(jī)作為編程器，安裝相一般可直接以計(jì)算機(jī)作為編程器，安裝相關(guān)

25、的編程軟件編程。關(guān)的編程軟件編程。 5 5電源部件電源部件 PLC使用使用220V交流電源或交流電源或24V直流電直流電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供5V、12V、24V等直流電源。等直流電源。 小型小型PLC一般都可以為輸入電路和外一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器（如接近開(kāi)關(guān)）提供部的電子傳感器（如接近開(kāi)關(guān)）提供24V直流電源，驅(qū)動(dòng)直流電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般負(fù)載的直流電源一般由用戶(hù)提供。由用戶(hù)提供。 內(nèi)部電源。內(nèi)部電源。 外部電源。外部電源。 PLC產(chǎn)生初期，由于其價(jià)格高于繼電產(chǎn)生初期，由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。器控制裝

26、置，使得其應(yīng)用受到限制。 但最近幾年來(lái)，隨著但最近幾年來(lái)，隨著PLC性能價(jià)格比性能價(jià)格比的不斷提高，的不斷提高，PLC的應(yīng)用面越來(lái)越廣，其的應(yīng)用面越來(lái)越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片及主要原因是：一方面由于微處理器芯片及有關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得有關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得PLC的成的成本下降；另一方面本下降；另一方面PLC的功能大大增強(qiáng)，的功能大大增強(qiáng)，使它能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問(wèn)題。使它能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問(wèn)題。 目前，目前，PLC已廣泛用于包括從單機(jī)自已廣泛用于包括從單機(jī)自動(dòng)化到工廠自動(dòng)化，從機(jī)器人、柔性制造動(dòng)化到工廠自動(dòng)化，從機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)到工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)控制的

27、各個(gè)領(lǐng)系統(tǒng)到工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。域。 1.4.1 PLC1.4.1 PLC的主要功能的主要功能 1 1開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能 2 2定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)控制功能計(jì)數(shù)控制功能 3 3數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能 4 4監(jiān)控、故障診斷功能監(jiān)控、故障診斷功能 5 5步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能 6 6A/DA/D、D/AD/A轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)換功能 7 7停電記憶功能停電記憶功能 8 8遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程I/OI/O功能功能 9 9通信連網(wǎng)功能通信連網(wǎng)功能 10 10擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能 1.4.2 PLC 1.4.2 PLC的應(yīng)用的應(yīng)用 隨著隨著PLC的性能價(jià)格比的不斷提高，的性能價(jià)格比的不斷提高，

28、目前，目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保等各造、汽車(chē)、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保等各行各業(yè)。行各業(yè)。 其應(yīng)用范圍大致可歸納為以下幾種。其應(yīng)用范圍大致可歸納為以下幾種。（1）開(kāi)關(guān)量的邏輯控制）開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 （2）運(yùn)動(dòng)控制）運(yùn)動(dòng)控制 （3）閉環(huán)過(guò)程控制）閉環(huán)過(guò)程控制 （4）數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)處理 （5）通信連網(wǎng)）通信連網(wǎng) 1.4.3 PLC 1.4.3 PLC控制系統(tǒng)的分類(lèi)控制系統(tǒng)的分類(lèi) 1 1集中式控制系統(tǒng)集中式控制系統(tǒng)圖圖1-7 1-7 集中式控制系統(tǒng)集中式控制系統(tǒng)

29、 2 2遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng)圖圖1-81-8遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程式控制系統(tǒng) 3 3分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)圖圖1-9 1-9 分布式控制系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng) 1.5.1 PLC 1.5.1 PLC與微型計(jì)算機(jī)控與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別制系統(tǒng)的區(qū)別 可編程控制器與微型計(jì)算機(jī)的主要差可編程控制器與微型計(jì)算機(jī)的主要差異及各自的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。異及各自的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。 （1）應(yīng)用范圍）應(yīng)用范圍 （2）使用環(huán)境）使用環(huán)境 （3）輸入）輸入/輸出輸出（4）程序設(shè)計(jì)）程序設(shè)計(jì) （5）系統(tǒng)功能）系統(tǒng)功能 （6）運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量）運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量 （7）價(jià)格）價(jià)格 1.5

30、.2 PLC 1.5.2 PLC與繼電器接觸器與繼電器接觸器系統(tǒng)的區(qū)別系統(tǒng)的區(qū)別 可編程控制器是在傳統(tǒng)的繼電器控制可編程控制器是在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的，可編程控制器的編程系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的，可編程控制器的編程語(yǔ)言中的梯形圖與繼電器控制線(xiàn)路十分相語(yǔ)言中的梯形圖與繼電器控制線(xiàn)路十分相似。似。 但是可編程控制器與繼電器控制系統(tǒng)但是可編程控制器與繼電器控制系統(tǒng)還是有一些區(qū)別的，主要表現(xiàn)在以下幾方還是有一些區(qū)別的，主要表現(xiàn)在以下幾方面。面。（1）控制邏輯）控制邏輯（2）工作方式）工作方式 （3）控制速度）控制速度 （4）限時(shí)控制）限時(shí)控制 （5）計(jì)數(shù)限制）計(jì)數(shù)限制 （6）設(shè)計(jì)和施工）設(shè)計(jì)和施工

31、（7）可靠性和可維護(hù)性）可靠性和可維護(hù)性 （8）價(jià)格）價(jià)格 PLC的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了PLC的發(fā)展，而的發(fā)展，而PLC的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高、更的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高、更新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。 1 1PLCPLC的發(fā)展階段的發(fā)展階段 第一階段，從第一臺(tái)第一階段，從第一臺(tái)PLC問(wèn)世到問(wèn)世到20世世紀(jì)紀(jì)70年代中期，是年代中期，是P

32、LC的初創(chuàng)階段。的初創(chuàng)階段。 第二階段，從第二階段，從20世紀(jì)世紀(jì)70年代中期到末年代中期到末期，是期，是PLC的實(shí)用化發(fā)展階段。的實(shí)用化發(fā)展階段。 第三階段，從第三階段，從20世紀(jì)世紀(jì)70年代末期到年代末期到20世紀(jì)世紀(jì)80年代中期，是年代中期，是PLC通信功能的實(shí)現(xiàn)通信功能的實(shí)現(xiàn)階段。階段。 第四階段，從第四階段，從20世紀(jì)世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，年代中期開(kāi)始，是是PLC的開(kāi)放階段。的開(kāi)放階段。 2 2PLCPLC的發(fā)展趨勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)（1）小型化、專(zhuān)用化、低成本）小型化、專(zhuān)用化、低成本（2）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化（3）高速化、大容量化和高性能化）高速化、大容量化和高性

33、能化（4）網(wǎng)絡(luò)化）網(wǎng)絡(luò)化 不同廠家的可編程控制器產(chǎn)品技術(shù)性不同廠家的可編程控制器產(chǎn)品技術(shù)性能不同，性能指標(biāo)也有所不同，一般選取能不同，性能指標(biāo)也有所不同，一般選取常用的主要性能指標(biāo)如下。常用的主要性能指標(biāo)如下。（1）輸入）輸入/輸出點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù) （2）掃描速度）掃描速度 （3）存儲(chǔ)器容量）存儲(chǔ)器容量 （4）編程語(yǔ)言）編程語(yǔ)言 （5）指令功能）指令功能 前幾節(jié)，介紹了前幾節(jié)，介紹了PLC的工作過(guò)程、硬的工作過(guò)程、硬件框圖及各種硬件的功能。件框圖及各種硬件的功能。PLC的工作過(guò)的工作過(guò)程及硬件功能的實(shí)現(xiàn)，則要靠軟件的支持。程及硬件功能的實(shí)現(xiàn)，則要靠軟件的支持。首先，首先，PLC的軟件提供了各種邏輯

34、部件的軟件提供了各種邏輯部件（軟器件），通過(guò)編程來(lái)完成邏輯控制功（軟器件），通過(guò)編程來(lái)完成邏輯控制功能。能。 1.8.1 邏輯部件 1 1繼電器邏輯繼電器邏輯觸點(diǎn)、線(xiàn)圈觸點(diǎn)、線(xiàn)圈 用邏輯與、或、非等運(yùn)算處理各種繼用邏輯與、或、非等運(yùn)算處理各種繼電器邏輯的連接。電器邏輯的連接。 “1”O(jiān)N（得電） “0”O(jiān)FF（失電） 狀態(tài) 與通常的物理（實(shí)際）繼電器相比，與通常的物理（實(shí)際）繼電器相比，“軟軟”繼電器有如下特點(diǎn)：繼電器有如下特點(diǎn)：（1）體積小，功耗低；）體積小，功耗低；（2）無(wú)觸點(diǎn)，速度快，壽命長(zhǎng)；）無(wú)觸點(diǎn)，速度快，壽命長(zhǎng)；（3）有無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)）有無(wú)數(shù)個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)供程序使用

35、，且不必考慮觸點(diǎn)的容量。供程序使用，且不必考慮觸點(diǎn)的容量。 PLC一般為用戶(hù)提供以下三類(lèi)繼電器。一般為用戶(hù)提供以下三類(lèi)繼電器。（1）輸入繼電器。）輸入繼電器。（2）輸出繼電器）輸出繼電器（3）內(nèi)部繼電器）內(nèi)部繼電器 掉電保護(hù)內(nèi)部繼電器掉電保護(hù)內(nèi)部繼電器 掉電不保護(hù)內(nèi)部繼電器掉電不保護(hù)內(nèi)部繼電器 2 2定時(shí)器邏輯定時(shí)器邏輯 一般來(lái)說(shuō)，定時(shí)器應(yīng)包含如下內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)，定時(shí)器應(yīng)包含如下內(nèi)容。（1）定時(shí)語(yǔ)句（指令）定時(shí)語(yǔ)句（指令）選定所需選定所需的定時(shí)器，定時(shí)時(shí)基；的定時(shí)器，定時(shí)時(shí)基；（2）定時(shí)條件）定時(shí)條件控制定時(shí)器操作控制定時(shí)器操作（使能（使能Bool）；）；（3）定時(shí)器當(dāng)前值）定時(shí)器當(dāng)前值存放的

36、存儲(chǔ)單存放的存儲(chǔ)單元（元（Word）；）；（4）定時(shí)器的復(fù)位）定時(shí)器的復(fù)位當(dāng)前值復(fù)零、當(dāng)前值復(fù)零、狀態(tài)位復(fù)位（狀態(tài)位復(fù)位（Bool）；）；（5）定時(shí)設(shè)定值（預(yù)置值）及存放）定時(shí)設(shè)定值（預(yù)置值）及存放單元（單元（Word）；）；（6）定時(shí)器狀態(tài)（位）定時(shí)器狀態(tài)（位）定時(shí)器達(dá)定時(shí)器達(dá)到設(shè)定值時(shí)到設(shè)定值時(shí)“ON”（bit）。）。 3 3計(jì)數(shù)器邏輯計(jì)數(shù)器邏輯 通常，計(jì)數(shù)器應(yīng)包含如下內(nèi)容。通常，計(jì)數(shù)器應(yīng)包含如下內(nèi)容。（1）計(jì)數(shù)語(yǔ)句（指令）計(jì)數(shù)語(yǔ)句（指令）選定所需選定所需的計(jì)數(shù)器（編號(hào)）；的計(jì)數(shù)器（編號(hào)）；（2）計(jì)數(shù)信號(hào)）計(jì)數(shù)信號(hào)控制計(jì)數(shù)器操作控制計(jì)數(shù)器操作（使能（使能Bool）；）；（3）計(jì)數(shù)器當(dāng)前值）

37、計(jì)數(shù)器當(dāng)前值存放的單元存放的單元（Word）；）；（4）計(jì)數(shù)器的復(fù)位）計(jì)數(shù)器的復(fù)位恢復(fù)設(shè)定值、恢復(fù)設(shè)定值、狀態(tài)位復(fù)位（狀態(tài)位復(fù)位（Bool）；）；（5）計(jì)數(shù)設(shè)定值及存放單元）計(jì)數(shù)設(shè)定值及存放單元（Word）；）；（6）計(jì)數(shù)器狀態(tài)（位）計(jì)數(shù)器狀態(tài)（位）計(jì)數(shù)達(dá)到計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)設(shè)定值時(shí)“ON”；復(fù)位或未達(dá)到計(jì)數(shù)；復(fù)位或未達(dá)到計(jì)數(shù)設(shè)定值時(shí)設(shè)定值時(shí)“OFF”。 4 4觸發(fā)器邏輯觸發(fā)器邏輯 觸發(fā)器包括：置位輸入觸發(fā)器包括：置位輸入S和復(fù)位輸入和復(fù)位輸入R，此外觸發(fā)器還有復(fù)位優(yōu)先或置位優(yōu)先之分。此外觸發(fā)器還有復(fù)位優(yōu)先或置位優(yōu)先之分。 5 5移位寄存器移位寄存器 移位寄存器長(zhǎng)度可變，以適應(yīng)步進(jìn)控移位寄存器長(zhǎng)

38、度可變，以適應(yīng)步進(jìn)控制的需要。制的需要。 移位脈沖輸入移位脈沖輸入 cp 移位寄存器移位寄存器 填充輸入填充輸入 IN 復(fù)位輸入復(fù)位輸入 R 6 6數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器 用于存放數(shù)據(jù)。用于存放數(shù)據(jù)。 1.8.2 1.8.2 編程語(yǔ)言編程語(yǔ)言 PLC的邏輯控制功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)編的邏輯控制功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著可編程控制器的發(fā)程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著可編程控制器的發(fā)展，其編程軟件呈現(xiàn)多樣化和高級(jí)化的發(fā)展，其編程軟件呈現(xiàn)多樣化和高級(jí)化的發(fā)展趨勢(shì)。展趨勢(shì)。 由于可編程控制器類(lèi)型較多，各個(gè)不由于可編程控制器類(lèi)型較多，各個(gè)不同機(jī)型對(duì)應(yīng)編程軟件也有一定的差別，特同機(jī)型對(duì)應(yīng)編程軟件也有一定的差別，

39、特別是各個(gè)生產(chǎn)廠家的可編程控制器之間，別是各個(gè)生產(chǎn)廠家的可編程控制器之間，它們的編程軟件不能通用，但是同一生產(chǎn)它們的編程軟件不能通用，但是同一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的可編程控制器一般都可以使用。廠家生產(chǎn)的可編程控制器一般都可以使用。 下面簡(jiǎn)單介紹一下常用的編程語(yǔ)言。下面簡(jiǎn)單介紹一下常用的編程語(yǔ)言。目前還沒(méi)有一種能適合各種可編程控制器目前還沒(méi)有一種能適合各種可編程控制器的通用的編程語(yǔ)言，但是各個(gè)可編程控制的通用的編程語(yǔ)言，但是各個(gè)可編程控制器發(fā)展過(guò)程有類(lèi)似之處，可編程控制器的器發(fā)展過(guò)程有類(lèi)似之處，可編程控制器的編程語(yǔ)言即編程工具都大體差不多，一般編程語(yǔ)言即編程工具都大體差不多，一般有以下有以下5種。種。

40、1 1梯形圖（梯形圖（Ladder DiagramLadder Diagram） 梯形圖是一種以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)梯形圖是一種以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語(yǔ)言，它是從繼電器控制電路圖演變過(guò)來(lái)的。言，它是從繼電器控制電路圖演變過(guò)來(lái)的。 梯形圖將繼電器控制電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化，梯形圖將繼電器控制電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化，同時(shí)加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指同時(shí)加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指令，將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使編程更加令，將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使編程更加容易，而實(shí)現(xiàn)的功能卻大大超過(guò)傳統(tǒng)繼電容易，而實(shí)現(xiàn)的功能卻大大超過(guò)傳統(tǒng)繼電器控制電路圖，是目前

41、最普通的一種可編器控制電路圖，是目前最普通的一種可編程控制器編程語(yǔ)言。程控制器編程語(yǔ)言。 符號(hào)的畫(huà)法應(yīng)按一定規(guī)則，各廠家的符號(hào)的畫(huà)法應(yīng)按一定規(guī)則，各廠家的符號(hào)和規(guī)則雖不盡相同，但基本上大同小符號(hào)和規(guī)則雖不盡相同，但基本上大同小異，如圖異，如圖1-10所示。所示。圖圖1-101-10三種不同的梯形圖三種不同的梯形圖 梯形圖繪制特點(diǎn)如下。梯形圖繪制特點(diǎn)如下。（1）在梯形圖中只有動(dòng)合和動(dòng)斷兩）在梯形圖中只有動(dòng)合和動(dòng)斷兩種觸點(diǎn)，輸入觸點(diǎn)用以表示用戶(hù)輸入種觸點(diǎn)，輸入觸點(diǎn)用以表示用戶(hù)輸入設(shè)備的輸入信號(hào)。設(shè)備的輸入信號(hào)。 （2）梯形圖中輸出繼電器（輸出變）梯形圖中輸出繼電器（輸出變量）的表示方法也不同，用圓

42、圈、括量）的表示方法也不同，用圓圈、括弧或橢圓表示，而且它們的編程元件弧或橢圓表示，而且它們的編程元件編號(hào)不同，不論哪種產(chǎn)品，輸出繼電編號(hào)不同，不論哪種產(chǎn)品，輸出繼電器在程序中只能使用一次。器在程序中只能使用一次。（3）對(duì)電路各元件要分配編號(hào)。）對(duì)電路各元件要分配編號(hào)。 （4）梯形圖最左邊是起始母線(xiàn)，每）梯形圖最左邊是起始母線(xiàn)，每一邏輯行必須從起始母線(xiàn)開(kāi)始畫(huà)。一邏輯行必須從起始母線(xiàn)開(kāi)始畫(huà)。 （5）梯形圖中觸點(diǎn)可以任意地串聯(lián)）梯形圖中觸點(diǎn)可以任意地串聯(lián)或并聯(lián)而輸出繼電器線(xiàn)圈可以并聯(lián)但或并聯(lián)而輸出繼電器線(xiàn)圈可以并聯(lián)但不可以串聯(lián)。不可以串聯(lián)。 （6）程序結(jié)束后應(yīng)有結(jié)束符。）程序結(jié)束后應(yīng)有結(jié)束符。（7

43、）輸出繼電器只對(duì)應(yīng)輸出映像區(qū)）輸出繼電器只對(duì)應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不能直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。的相應(yīng)位，不能直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 2 2指令表（指令表（Instruction ListInstruction List） 梯形圖編程語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，梯形圖編程語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡(jiǎn)便，但要求用帶但要求用帶 CRT 屏幕顯示的圖形編程器才屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)。能輸入圖形符號(hào)。 小型的編程器一般無(wú)法滿(mǎn)足，將程序小型的編程器一般無(wú)法滿(mǎn)足，將程序輸入到可編程控制器中需使用指令語(yǔ)句輸入到可編程控制器中需使用指令語(yǔ)句（助記符語(yǔ)言），它類(lèi)似于微機(jī)中的匯編（助記符語(yǔ)言），它類(lèi)似于微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。語(yǔ)

44、句是指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言的基本語(yǔ)言。語(yǔ)句是指令語(yǔ)句表編程語(yǔ)言的基本單元，每個(gè)控制功能由一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句組單元，每個(gè)控制功能由一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句組成的程序來(lái)執(zhí)行。成的程序來(lái)執(zhí)行。 PLC語(yǔ)句是由操作碼和操作數(shù)組成的。語(yǔ)句是由操作碼和操作數(shù)組成的。 操作碼用助記符表示要執(zhí)行的功能，操作碼用助記符表示要執(zhí)行的功能，告訴告訴CPU該進(jìn)行什么操作；操作數(shù)（參數(shù)）該進(jìn)行什么操作；操作數(shù)（參數(shù)）內(nèi)包含執(zhí)行該操作所必需的信息，告訴內(nèi)包含執(zhí)行該操作所必需的信息，告訴CPU用什么地方的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行此操作。用什么地方的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行此操作。 操作數(shù)的分配原則如下。操作數(shù)的分配原則如下。 為了讓為了讓CPU區(qū)別不同的編程元素，區(qū)別

45、不同的編程元素，每個(gè)獨(dú)立的元素應(yīng)指定一個(gè)互不重復(fù)的地每個(gè)獨(dú)立的元素應(yīng)指定一個(gè)互不重復(fù)的地址。址。 所指定的地址必須在該型機(jī)器允許所指定的地址必須在該型機(jī)器允許的范圍之內(nèi)。的范圍之內(nèi)。 3 3順序功能圖（順序功能圖（Sequential ChartSequential Chart） 順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類(lèi)程順序功能圖常用來(lái)編制順序控制類(lèi)程序。它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。序。它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。 順序功能編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制順序功能編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)程分解為一些小的順序控制過(guò)程，再連過(guò)程分解為一些小的順序控制過(guò)程，再連接組合成整體的控制程序。接組合成整體的控制程序。

46、 順序功能圖法體現(xiàn)了一種編程思想，順序功能圖法體現(xiàn)了一種編程思想，在程序的編制中具有很重要的意義。在介在程序的編制中具有很重要的意義。在介紹步進(jìn)梯形指令時(shí)將詳細(xì)介紹順序功能圖紹步進(jìn)梯形指令時(shí)將詳細(xì)介紹順序功能圖編程法。圖編程法。圖1-11所示為順序功能圖。所示為順序功能圖。 圖圖1-111-11順序功能圖順序功能圖 4 4功能塊圖（功能塊圖（Function Block DiagramFunction Block Diagram） 功能圖編程語(yǔ)言實(shí)際上是用邏輯功能功能圖編程語(yǔ)言實(shí)際上是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，符號(hào)組成的功能塊來(lái)表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣

47、，它易于表現(xiàn)與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，它易于表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。條件與結(jié)果之間的邏輯功能。 圖圖1-12所示為先所示為先“或或”后后“與與”再執(zhí)再執(zhí)行輸出操作的功能塊圖。行輸出操作的功能塊圖。 圖圖1-121-12功能塊圖編程語(yǔ)言圖功能塊圖編程語(yǔ)言圖 5 5結(jié)構(gòu)文本（結(jié)構(gòu)文本（Structure TextStructure Text） 隨著可編程控制器的飛速發(fā)展，如果隨著可編程控制器的飛速發(fā)展，如果許多高級(jí)功能還是用梯形圖來(lái)表示，會(huì)很許多高級(jí)功能還是用梯形圖來(lái)表示，會(huì)很不方便。不方便。 為了增強(qiáng)可編程控制器的數(shù)字運(yùn)算、為了增強(qiáng)可編程控制器的數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報(bào)表打印等功能

48、，數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報(bào)表打印等功能，方便用戶(hù)的使用，許多大中型可編程控制方便用戶(hù)的使用，許多大中型可編程控制器都配備了器都配備了PASCAL、BASIC、C等高級(jí)等高級(jí)編程語(yǔ)言。編程語(yǔ)言。 這種編程方式叫做結(jié)構(gòu)文本。與梯形這種編程方式叫做結(jié)構(gòu)文本。與梯形圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，一圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，一是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，二是非常簡(jiǎn)潔是能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，二是非常簡(jiǎn)潔和緊湊。用結(jié)構(gòu)文本編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)和緊湊。用結(jié)構(gòu)文本編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算程序只占一頁(yè)紙。結(jié)構(gòu)文本用來(lái)編制運(yùn)算程序只占一頁(yè)紙。結(jié)構(gòu)文本用來(lái)編制邏輯運(yùn)算程序也很容易。邏輯運(yùn)算程序也很容易。 以上以上5

49、種編程語(yǔ)言是由國(guó)際電工委員會(huì)種編程語(yǔ)言是由國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于）于1994年年5月在可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)月在可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)中推薦的。中推薦的。 對(duì)于一款具體的可編程控制器，生產(chǎn)對(duì)于一款具體的可編程控制器，生產(chǎn)廠家可提供這廠家可提供這5種表達(dá)方式的幾種編程語(yǔ)言種表達(dá)方式的幾種編程語(yǔ)言供用戶(hù)選擇，但并不是所有的可編程控制供用戶(hù)選擇，但并不是所有的可編程控制器都支持全部的器都支持全部的5種編程語(yǔ)言。種編程語(yǔ)言。 可編程控制器的編程語(yǔ)言是可編程控可編程控制器的編程語(yǔ)言是可編程控制器應(yīng)用軟件的工具。它以可編程控制器制器應(yīng)用軟件的工具。它以可編程控制器輸入口、輸出口、機(jī)內(nèi)元件之間的邏輯及輸入口、輸出口、機(jī)內(nèi)元件之間的邏輯及數(shù)量關(guān)系表達(dá)系統(tǒng)的控制要求，并存儲(chǔ)在數(shù)量關(guān)系表達(dá)系統(tǒng)的控制要求，并存儲(chǔ)在機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器中，這就是所謂的機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器中，這就是所謂的“存儲(chǔ)邏存儲(chǔ)邏輯輯”。 1.8.3 1.8.3 梯形圖編程梯形圖編程 梯形圖編程目前依然是應(yīng)用最廣泛的梯形圖編程目