第一章
可编程序控制器，英文称
可编程控制器简介
，简称
PC
。½由于
PC容易和个人
PLC½为可编程序控制器的缩写。
Programmable Controller
计算机（
Personal Computer
）混淆，故人们仍习惯地用
它是一个以微处理器为核心的数字运算操½的电子系统装½，专为在工业现场应用而设计，
它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时
运算等操½指令， 并通过数字式或模拟式的输入、
/
计数和算术
输出接口， 控制各种类型的机械或生产过
程。
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统
中的机械触点的接线复杂、可靠性½、功耗高、
通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处
特别是
PLC的程序编制，
不需
½
PLC后，
PLC
理器的优点， 又照顾到现场电气操½维修人员的技½与习惯，
要专门的计算机编程语言知识，
而是采用了一套以继电器梯½图为基础的简单指令½式，
用户程序编制½象、直观、方便易学；调试与查错也½很方便。用户在购到所需的
只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工½，就可灵活方便地将
应用于生产实践。
一、
PLC的结构及各部分的½用
PLC
的类型繁多，功½和指令系统也不½相同，½结构与工½原理则大同小异，通常由
主机、输入
/
输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。
系统结构如下图所示：
PLC
的硬件
可编程序控制器
按
钮
输
选择开关
限½开关
电
源
入
模
块
CPU
模块
输
出
模
块
电
源
电磁阀
指示灯
接触器
编程装½
图
1-1-1
1、主机
主机部分包括中央处理器（
CPU
、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。
）
CPU
是
PLC
的核心，它用以运行用户程序、监控输入
/
输出接口状态、½出逻辑判断和进行数据处
并响应外部设备
理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操½，将结果送到输出端，
（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。
PLC的内部存储器有两类，一类是
系统程序存储器， 主要存放系统管理和监控程序及对用户程序½编译处理的程序，
已由厂家固定， 用户不½更改； 另一类是用户程序及数据存储器，
程序及各种暂存数据和中间结果。
2、输入 /
输出（
I/O
）接口
系统程序
主要存放用户编制的应用
I/O
接口是
PLC
与输入
/
输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感
器、触点、 行程开关等）的控制信号。
输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱
。
I/O
接口一般采用光电耦合电路，以减少电
PLC
的一项主要技术指标，通
动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）
磁干扰，从而提高了可靠性。
I/O
点数即输入
/
输出端子数是
常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。
3、电源
图中电源是指为
CPU
、存储器、
I/O
接口等内部电子电路工½所配½的直流开关稳压电
源，通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程
编程是
PLC利用外部设备，
用户用来输入、检查、修改、
调试程序或监示
PLC的工½情
况。通过专用的
PC/PPI
电缆线将
PLC与电脑联接，
并利用专用的½件进行电脑编程和监控。
5、输入 /
输出扩展单元
I/O
扩展接口用于将扩充外部输入
在一起。
6、外部设备接口
此接口可将打印机、条码扫描仪
实验装½提供的主机型号有西门子
14，输出点数为
,
变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操½。
S7-200
系列的
CPU224(AC/DC/RELAY)
。输入点数为
14。
/
输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接
10；CPU226(AC/DC/RELAY)
输入点数为
26，输出点数为
，
二、
PLC的工½原理
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工½的。即在
户按控制要求编制½并存于用户存储器中的程序，
PLC运行时， CPU根据用
按指令步序号 （或地址号） ½周期性循环
扫描， 如无跳½指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重
新返回第一条指令， 开始下一½新的扫描。
和对输出状态的刷新等工½。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：
首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的
通断状态或输入数据读入，
并将其写入各对应的输入状态寄存器中，
即刷新输入。 随即关闭
在每次扫描过程中， 还要完成对输入信号的采样
输入端口，进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段：
按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，
经相应的运
算和处理后， 其结果再写入输出状态寄存器中，
行而改变。
输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执
输出刷新阶段：½所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送
至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶½管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备
工½。
三、
PLC的程序编制
1、
编程元件
PLC
是采用½件编制程序来实现控制要求的。编程时要½用到各种编程元件，它们可提
供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、½存储器、定时器、计
数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功½存储器等。
PLC
内部这些存储器的½用和继电接触控制系统中½用的继电器十分相似，
与“触点”，½它们不是“硬”继电器，而是
也有“线圈”
PLC存储器的存储单元。½写入该单元的逻辑
状态为“
1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内
部的这些继电器称之为“½”继电器。
S7-200
系列
CPU224 CPU226部分编程元件的编号范围与功½说明如下表所示
、
表
1-1-1
元件名称
符号
I
编号范围
功
½
说
明
输入寄存器
输出寄存器
½存储器
I0.0
½I1.5 共
14
点
Q0.0½Q1.1
共
10
点
M0.0½M31.7
T0,T64
T1½ T4,T65
½
T68
接受外部输入设备的信号
输出程序执行结果并驱动外部设备
在程序内部½用，不½提供外部输出
保持型通电延时
保持型通电延时
保持型通电延时
ON/OFF延时 ,1ms
1ms
10ms
100ms
Q
M
256(T
定时器
0
½
T5½ T31,T69
½
T95
T32,T96
T33
½
T36,T97
T100
T37½ T63,T101
½
T255
½
t255)
ON/OFF延时 ,10ms
ON/OFF延时 ,100ms
计数器
高速计数器
顺控继电器
变量存储器
局部存储器
特殊存储器
特殊存储器
C
HC
S
V
L
SM
SM(
只
读
)
C0½ C255
HC0 HC5
½
S0.0
½S31.7
VB0.0
½VB5119.7
LB0.0
½LB63.7
SM0.0½SM549.7
SM0.0½SM29.7
加法计数器，触点在程序内部½用
用来累计比
CPU扫描速率更快的事件
提供控制程序的逻辑分段
数据处理用的数值存储元件
½用临时的寄存器，½为暂时存储器
CPU与用户之间交换信息
接受外部信号
累加寄存器
AC
AC0 AC3
½
用来存放计算的中间值
2、编程语言
所谓程序编制， 就是用户根据控制对象的要求，
一个控制要求描述出来的过程。
两者常常联合½用。
1）
梯½图（语言）
梯½图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图½语言。
合、动断触点、 线圈以及串、并联等术语和符号，
输出之间逻辑关系的图½，直观易懂。
梯½图中常用
图½符号分别表示
PLC编程元件的动合和动断触点；
它是借助类似于继电器的动
PLC输入和
利用
PLC厂家提供的程序编制语言，
将
PLC最常用的编程语言是梯½图语言和指令语句表语言，且
根据控制要求联接而成的表示
用 （ ） 表示它们的线圈。梯½图中编程元件的种类用图½符号及标注的字母或数加以区
别。触点和线圈等组成的独立电路称为½络，
络编号，允许以½络为单½给梯½图加注释。
梯½图的设计应注意到以下三点：
①梯½图按从左到右、自上而下地顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）起始于左母线，
然后是触点的串、并联接，最后是线圈。
②梯½图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”
，从左流向右，其两端没
用编程½件生成的梯½图和语句表程序中有½
有电源。这个“概念电流”只是用来½象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。
③输入寄存器用于接收外部输入信号，
此，梯½图中只出现输入寄存器的触点，
而不½由
PLC内部其它继电器的触点来驱动。
而不出现其线圈。 输出寄存器则输出程序执行结果
就有信号输出， ½不是直接驱动输
输出寄存器的触点也可供
因
给外部输出设备， ½梯½图中的输出寄存器线圈得电时，
出设备， 而要通过输出接口的继电器、
内部编程½用。
2）指令语句表
指令语句表是一种用指令助记符来编制
晶½管或晶闸管才½实现。
PLC程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，
½比汇编语言易懂易学，若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、
指令语和½用器件编号三部分组成。
下例为
PLC实现三相鼠笼电动机起
/
停控制的两种编程语言的表示方法：
KM
I0.0
I0.1 Q0.0
步序
指令语
器件号
SS
KM
ST
Q0.0
I0.0
1
2
AN
(2)
O
Q0.0
I0.1
梯½图
3
0
LD
I0.0
(1)
继电接触控制线路图
=
4
Q0.0
END
图
1-1-2
第二章
基本指令简介
S7-200
的
SIMATIC
基本指令简表：
助记符
LD
LDN
A
AN
O
ON
EU
ED
=
S
R
SHRB
SRB
SLB
RRB
RLB
N
S_BIT,N
S_BIT,N
DATA,S_BIT,N
OUT,N
OUT,N
OUT,N
OUT,N
节点½令
N
N
N
N
N
N
功½说明
装½½
(
开始的常开触点
)
取反后装½½
(
开始的常闭触点
)
与
(
串联的常开触点
)
取反后与
(
串联的常闭触点
)
或
(
并联的常开触点
)
取反后或
(
并联的常闭触点
)
上升沿检测
下降沿检测
赋值
½½一个区域
复½一个区域
移½寄存器
字节右移
N½
字节左移
N½
字节循环右移
字节循环左移
N½
N½
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