300plc(plc)

1.plc基础知识

在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。

目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。

一、PLC的发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller(PC)。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)，现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程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。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，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设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

二、PLC的构成 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。

模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 三、CPU的构成 CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。

进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。

内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。

CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。

运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 四、I/O模块 PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。

I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。

I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。

常用的I/O分类如下： 开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

五、电源模块 PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。

电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。 六、底板或机架 大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的。

2.PLC的基础知识

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

PLC的基本构成 概述 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。

模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源 PLC的电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源，在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

中央处理单元（CPU） 中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，是PLC的核心起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。输入输出接口电路（I/O模块） PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。

I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。

I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 常用的I/O分类如下： 开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。底板或机架 大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

功能模块 如计数、定位等功能模块 通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等 编程设备 编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。

人机界面 最简单的人机界面是指示灯和按钮，液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。编辑本段 PLC的特点 可靠性高，抗干扰能力强 PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说。

3.PLC的基本常识有哪些

PLC是自动控制技术的核心产品。

据PLC的全球市场的领导者AB公司（现被ROCKWELL收购）的定义，“PLC是一种固态控制系统，有一个用户可编程的内存，其中的指令可以用来实现特定的功能，如I/O控制逻辑，延时，计数，算法和数据处理。” 可编程控制器最早是用来代替硬接线的继电器板的，由于这些继电器板体积庞大而且接线复杂，每次控制方案改变都要重新接线，早期的PLC用逻辑关系来代替这些接线。

后来，PLC的功能被大大扩充了。过去，PLC适用于离散过程控制，如开关、顺序动作执行等场所，但随着PLC的功能越来越强大，现在的PLC也开始进入过程自动化领域，已经具有复杂数据运算、PID控制以及与企业商业系统的通讯功能。

PLC的基本硬件配置通常由CPU模块、电源模块、I/O模块和通讯模块组成，这些模块通常有一个外壳，并且都插在一块底板上，也有采用模块之间的接口，而不用底板，模块的安装都在一个标准的DIN导轨上。对于规模较小的微型和小型PLC来说，以上模块没有单独的外壳，电源、CPU和I/O板以线路板的形式被装在同一个外壳之内。

除了以上的基本硬件配置外，PLC还包括人机界面、监控计算机、编程器（现在一般用普通的笔记本电脑代替），以及I/O扩展模块和一些特殊模块。 PLC通常根据CPU所带的I/O点数的规模分为微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。

各种规模分类标准如下： 表1.1：典型PLC分类 PLC种类 外观 典型I/O点数范围 典型应用 微型PLC 固定I/O，砖块式 513点 分布式系统，监控系统 PC插卡式PLC ISA或PCI总线卡式 >129点 机器控制，监控系统 PC兼容控制器 模块式，大或小机架 >129点 机器控制，监控系统 根据最新的IEC61131-3的PLC的标准，PLC的编程方式通常分为文本方式和图形方式；文本方式有指令集和结构文本两种方式，图形方式为梯形图和功能块图方式。 图2.1 梯形图的概念 PLC的最基本和常用的编程方式是梯形图方式。

梯形图是一种程序，对设备的动作指令逻辑以一种类似在一个梯形（相当于线圈的母线）上的线圈来表示。在一个梯子上的线圈数通常是有限的，而每个线圈的动作的数量也是有限的。

在图2.1中，示出了一个梯形图，有N个线圈，每个线圈有三个功能动作。PLC在由最上面的线圈1开始解释和执行该梯形图，先执行功能1，然后移到线圈2，执行线圈2的功能1，然后移到线圈3、4、，。

直到线圈N，执行完线圈N的功能1后，返回到线圈1，执行功能2，这样，当N个线圈上的三个动作执行完毕后，这个梯形图的任务就算完成了。

新的PLC还有结构功能图（SFC）和流程图组态功能（FLOW-CHART BLOCK），但通常使用较少。 PLC通常都具备安全关机功能，指在掉电或故障时，整个PLC的关机是按照一定的安全顺序进行停机的，保证PLC不会发生损坏。

通常，PLC在操作时，内部的运行程序有五个步骤组成：1） 执行自检程序；2）写I/O; 3）处理逻辑程序；4）读I/O;5）处理通讯程序。见图2.2。

图2.2 PLC的程序操作步骤 每次PLC一上电，它就立即开始运行一系列的自检程序，确认各部件可以正常工作，在自检时，如果发现异常，它将自动关机，以防损坏。当所有的自检程序通过后，就执行步骤2，同时，启动看门狗定时器以防系统失败，看门狗定时器监视CPU送出的信号，只要能够收到该信号，表示系统正常，一旦收不到该信号，则PLC就知道有问题发生，PLC执行什么动作取决于编程时对它的规定。

步骤2指将输出缓冲器的I/O数据输出到I/O模块中去。这些数据是经过处理的，因此其会将I/O点设置在一个合适的状态，PLC在试图读取I/O之前总是先执行这个指令，以确保它开始于一个正确的状态。

步骤3的逻辑解析指对梯形图的解析。PLC从逻辑图的最上端的线圈开始先执行第一个功能，然后到第2个线圈的第一个功能，当所有的线圈的第一个功能解析完后，又回到第一个线圈开始解析第二个功能，这样依次，直到梯形图中所有的线圈的所有功能都解析完。

步骤4：一旦所有的梯形图程序解析完毕，就开始执行步骤4，即读取I/O模块的信号。这时，送到I/O模块和来自I/O模块的信息都会被检验两次，以确认在这一时刻的解释无误。

这一步完成后，PLC就进入步骤5，这一步检查所有的外部通讯接口，比如计算机、人机界面、或任何形式的外部连接设备，此时，PLC也可以检测到外部来的输入信号。 到此，PLC执行完了一次扫描，图2.2的每个步骤都执行一遍就称为一次扫描。

从第二次扫描开始，只要不是刚开机，步骤1就可以不执行。因此，只要看门狗给出系统正常的信号，后面的扫描只执行步骤2到5。

有时，步骤5也可以不执行或者多个周期才执行一次，这样，PLC的运行速度会快一些。 PLC比较擅长的领域是机器工具，机器人，自动装配系统，物流系统，柔性制造单元和大量的其它的系统。

近年来，随着PLC的CPU处理能力的提高，早已不局限于开关的的控制，也具备常规的PID控制的功能，PLC开始进入原来只有DCS才能进行的以模拟控制为主的连续流程领域。

4.plc基本知识简介

可编程控制器，工控入门基础。

以CPU为中心，综合计算机技术，自动控制技术，通讯技术发展起来的新型工业自动装置。··省去大量开关量，继电器，I/O点数进出，模块式，整体式。

PLC软件编程基于Windows的编程语言标准，编程语言五种，指令表 梯形图，顺序功能图，功能块图，结构化文本，梯形图为常用编程语言。PLC的指令系统有：基本指令，定时器/计数器指令，移位指令，传送指令，比较指令，转换指令，BCD运算指令，二进制运算指令，增量/减量指令，逻辑运算指令，特殊运算指令等。

可以转换编程语言。PLC可以与人机界面，触摸频，伺服运动系统，变频器，软启动，DCS，数控设备等， 起到主控作用。

具体见学习加实习。

5.PLC新手入门知识

我先对现在好多网上宣传花几百块买些资料自学就可以拿到上万的月薪的事说明一下，第一：光看资料视频你是学不会PLC的，除非你的智商达到250。第二：一般搞PLC的不可能拿到那么高工资，当然有部分高水平的除外。不过你也不必气馁，如果要搞工控，PLC是必须要掌握的，至于工资嘛也看你的水准了，努力肯定会有回报的。

对于初学PLC入门最大的一个难点不是怎样学习编写程式，也不是怎样让一台电机转动起来（这些东西到处都找得到答案），而是怎样将传感器.开关.电机等接入系统，怎样和PLC连接起来，怎样下载程式，还包括怎样认识元件如各种传感器.开关.马达等等，这些都是很细节的东西，然而这也是让初学者很困惑的事，一不小心就会对初学者的信心造成致命的打击，可惜这些书本上基本找不到或者说没有总结起来。所有呢要学习PLC最主要的是实践。我总结了以下几种学习PLC的方式，共大家参考下，主要还是看各自的自身情况而定。

第一：找一家做非标的公司先做一下助理电控工程师（或者有相同岗位的其他公司），这样的好处主要是不仅可以全面学习PLC各个方面的知识还可以拿工资养活自己。

第二：如果找不到公司要你，而你又是真想干这一行，那你就可以自己先掏一点钱去进一个培训机构学习，当然要找一个好点的机构，不然学不到东西不说又赔钱浪费时间。

第三：要是你现在没时间去培训机构同时又找不到合适的工作怎么办呢，那就只有自学了，不过还是那句话光看书是学不会的，我建议在淘宝上去买一套PLC学习机，当然了不是1百多块那种玩具机了，那种买来也没啥用，是带有PLC的做好系统架构的机器，至于价格嘛看自身情况而定，觉得合适就好，当然了初学者也不用花很多钱去买，我觉得1000一下比较合适。

以上三点主要看自身情况，第一点当然是最好的，不过这种事是可遇而不可求的。次一点的当然是第二种了，有人当面指导肯定比自学快，缺点就是需要几个月时间和不小的花费了。第三点是没办法才取的法子，比如在值的上班人员没办法抽时间去学，还有就是有时间但是没地方去学，所以呢，要是自己自学的话最好买一套PLC学习机来能，比看书强很多。

大家选好了学习方式，接下来讲一下入门的PLC品牌选择。现在在大陆最流行的PLC主要是三菱，西门子，omron,ab。用得最多的还是三菱，入门的话就随大众吧。在这里我还是要强调一下学习PLC最重要的是实践，做一次比看一百次书都顶用.我还是要俗一把，当然我的讲法也是与众不同的，学PLC之前呢最好先学习一下继电器，大家不要小看继电器，能用继电器做控制电路的话你在学PLC不仅快而且理解深刻。长话短说，

1：学习继电器 ，延时器，计数器

2：认识各种传感器，开关，电磁阀，马达及其相关。

3：买一台PLC学习机

4：上传程式，调试程式，自己动手写程式。

5：将PLC学习机拆掉，自己动手组装，并加上自己的创意。

6：以上5点搞定，你已经超越了PLC初学者了，应该可以自己搞一些小案子了。

希望我说的能帮助你。

6.PLC的一些基本常识

前段时间看PLC书总结出来的一些基础知识 @：上升沿微分 %：下降沿微分 ！：立即刷新 ！@：上升沿微分/立即刷新 ！%：下降沿微分/立即刷新 （不适用于追加任务） A200.15 任务初次启动标志 A200.14 任务上升沿标志 A200.11 第一次循环标志 A295.12 任务出错标志（当在一个循环周期内不存在一个可执行状态的周期执行任务或追加任务时，或不存在分配给周期执行任务的程序时，或不存在分配给启动的中断任务（包括追加任务）的程序时，任务出错标志置1)。

A294 出错的任务号通道 （1）数（4bit）传送指/jslfb2008/archive/2009/01/04/3707174.aspx。