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用和发展1.PLC的应用

近年来，随着PLC的成本下降和功能大大增强，同时，它也能解决复杂的计算和通信问中常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，用程序来代替继电器硬件逻辑连接。

梯形图由触点、线圈或指令框组成。触点代表逻辑输入条件，如外部的开关、按钮、传感器和内部条件等输入信号；线圈代表逻辑运算的结果，常用来控制外部的输出信号（如指示灯、交流接触器和电磁阀等）和内部的标志位等；指令框用来表示定时器、计数器和数学运算等功能指令。

梯形图左、右的竖直线称为左右母线。梯形图从左母线开始，经过触点和线圈，终止于右母线。可以把左母线看作是提供能量的母线。触点闭合可以使能量流到下一个元件；触点断开将阻止能量流过，这种能量流称为能流。实际上，梯形图是CPU效仿继电器控制电路图，使来自“电源”的“电流”通过一系列的逻辑控制元件，根据运算结果决定逻辑输出的模拟过程。

梯形图中，每个输出元素可以构成一个梯级，每个梯级由一个或多个支路组成，但右边的元件只能是输出元件，且只能有一个。每个梯形图由一个或多个梯级组成。

梯形图编程语言形象、直观、实用，逻辑关系明确，是使用多的PLC编程语言。

虽然PLC的梯形图与继电器控制电路图很相似，但是两种控制系统却有本质的区别，主要表现在以下几点。语言之间的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。PLC有3种工作状态，即运行（RUN）状态、停止（STOP）状态和终端（TERM）状态。运行状态是执行应用程序的状态，停止状态一般用于程序的编制和修改，不执行用户程序。显然两个不同的工作状态中要完成的扫

任务是不同的。

PLC处于RUN状态时执行用户程序，“RUN”LED亮。将CPU模块上的模式开关置于RUN位置时，PLC上电后自动进入RUN模式。

PC与PLC之间建立起通信连接后，若模式开关在RUN或TERM位置，可用编程软件中的命令改变CPU的工作模式。

PLC在RUN工作状态时，每扫描一次程序所需要的时间称为扫描周期，一般不超过100ms。指令执行所需要的时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行速度有很大关系。PLC厂家会给出执行每条基本逻辑指令所需要的时间。

PLC处于STOP状态时不执行用户程序，此时用户可将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。

终端（TERM）模式与PLC的通信有关。4.PLC的工作过程

为PLC的工作过程图。PLC上电或从STOP状态切换到RUN状态后，在系统程序的监控下，周而复始地按一定的顺序对系统内部的各种任务进行查询、判断和执行，这个过程

1.1.3 PLC的基本原理PLC控制系统的内部控制电路是由用户程序形成的，是按照程序规定的逻辑关系，对输入、输出信号的状态进行计算、处理和判断，然后得到相应的输出。PLC在执行用户程序时，根据程序从首地址开始自上而下、从左到右逐行扫描执行，并分别从输入映像寄存器、输出映像寄存器中读出有关元件的状态，根据指令执行相应的逻辑运算，把运算的结果写入对应的元件映像寄存器中保存，同时把输出状态写入对应的输出映像寄存器中保存。

用户程序用触点和线圈实现逻辑运算，基本逻辑逻辑运算关系表如表

PLC是一种工业控制计算机，其工作原理却与计算机有所不同。PLC初是用于替代传统的继电器控制装置，但与继电器控制系统的工作原理也有很大区别。1.PLC的工作原理

制系统从功能上都可以分为3部分：输入部分（按钮、开关、传感器等）、控制部分（继电器、接触器连接成的控制电路）以及输出部分（被控对象，如电动机、电磁阀、信号灯等）。这种系统是由导线硬连接起来实现控制程序的，称为硬程序。

PLC控制系统也分为3部分：输入部分、控制部分和输出部分，如图1-2所示。输入部分的作用是将现场输入信号送入PLC，再变成CPU能够接收的信号存入输入映像寄存器等待CPU输入采样，然后进入控制部分进行运算；输出部分的作用是将PLC的输出信号转存到输出映像寄存器等待输出刷新，才能驱动被控对象。PLC控制系统与继电器控制系统不同的地方主要是控制部分。诊断电源、电路的工作状态和用户程序中的语法错误；执行用户程序，从存储器逐条读取用户指令并完成其功能；根据数据处理的结果刷新系统的输出。PLC采用的CPU芯片随机型不同而异，芯片的性能决定了PLC处理信号的能力和速度。

存储器主要用来存储程序和数据，分为系统程序存储器、用户程序存储器和系统RAM存储区。系统程序存储器用来存放系统管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块与系统调用程序，是由生产厂家编写并固化在ROM内的，用户不能直接更改；用户程序存储器用来存放用户根据控制任务编写的控制程序，可以是RAM、EPROM或E2PROM存储器，其内容可以由用户任意修改或删减；系统RAM存储区包括I/O映像区和系统软设备存储区，如逻辑线圈、定时器、计数器、数据寄存器和累加器等。

（2）电源模块

电源模块将输入的交流电转换为CPU、存储器和I/O模块等需要的DC 5V工作电源，是整个PLC的能源供给中心，直接影响到PLC的功能和可靠性。电源模块还向外部提供DC 24V稳压电源，向传感器和其他模块供电。

（3）信号模块用。

自动控制技术和通信技术的发展，PLC大致经历了四次更新换代，已经渗透到工业控制的各个领域。

2.PLC的定义

1987年国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器定义如下：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”

1.1.2 PLC的结构组成

PLC由中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信单元、电源以及扩展单元有机结合而成，根据结构形式不同，PLC可以分为整体式和模块式两类