PLC编程入门基础知识

第一章可编程操纵器简介可编程序操纵器漢文称ProgrammableController■简称PC。但由于PC容易和个人运算机KPersonalComputer）混淆，故人们仍适应地用PLC作为可编程序操纵器的缩写。它是一个以微处置器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采纳可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序操纵、按时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，操纵各类类型的机械或生产进程。PLC是微机技术与传统的继电接触操纵技术相结合的产物■它克服了继电接触操纵系统中的机械触点的接线复杂、靠得住性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处置器的优势，又照顾到现场电气操作维修人员的技术与适应，专门是PLC的程序编制，不需要专门的运算机编程语言知识，而是采纳了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，利用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，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作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。一、PLC的结构及各部份的作用PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理那么大同1瞬，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要紧部份组成。PLC的硬件系统结构如以下图所示：图1-1-1一、 主机主机部份包括中央处置器（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、作出逻辑判定和进行数据处置，即读取输入变量、完成用户指令规定的各类操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求和进行各类内部判定等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，要紧寄放系统治理和监控程序及对用户程序作编译处置的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，要紧寄放用户编制的应用程序及各类暂存数据和中间结果。二、 输入/输出（I/O）接口I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口同意输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的操纵信号。输出接口是将主机经处置后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）I/O接口一样采纳光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了靠得住性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项要紧技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过干点。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作所配置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的工作情形。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。五、 输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与大体单元（即主机）连接在一路。六、 外部设备接口此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。实验装■提供的主机型号有西门子S7-200系列的CPU224（AC/DC/RELAY）。输入点数为14，输出点数为10；CPU226（AC/DC/RELAY），输入点数为26，输出点数为14。二、PLC的工作原理PLC是采纳“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU依照用户按操纵要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，那么从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序终止。然后从头返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描进程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。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时期。入数PLC在输入采样时期：第一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据读入，并将其写入各对应的输入状态寄放器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行时期。入数PLC在程序执行时期：按用户程序指令寄放的前后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处置后，其结果再写入输出状态寄放器中，输出状态寄放器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新时期：当所有指令执行完毕，输出状态寄放器的通断状态在输出刷新时期送至输出锁存器中，并通过必然的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。三、PLC的程序编制1、编程元件PLC是采纳软件编制程序来实现操纵要求的。编程时要利用到各类编程元件”它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄放器、输出寄放器、位存储器、按时器、计数器、通用寄放器、数据寄放器及特殊功能存储器等。PLC内部这些存储器的作用和继电接触操纵系统中利用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点”但它们不是"硬”继电器，而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“L”时，那么表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。因此，内部的这些继电器称之为“软”继电器。S7-2O0系列CPU224、CPU226部份编程元件的编号范围与功能说明如下表所示表1-1-1元件名称符号编号范围功能说明输入寄存器I~共14点接受外部输入设备的信号输出寄存器Q~共10点输出程序执行结果并驱动外部设备位存储器M在程序内部使用，不能提供外部输出定时器256(TT0,T64保持型通电延时1ms0~T1~T4,T65~T68保持型通电延时10mst255)T5~T31,T69-T95保持型通电延时100msT32,T96ON/OFF延时,1ms

T33~T36,T97~T100ON/OFF延时,10msT37~T63,T101~T255ON/OFF延时,100ms计数器CC0-C255加法计数器，触点在程序内部使用高速计数器HCHC0~HC5用来累计比CPU扫描速率更快的事件顺控继电器S提供控制程序的逻辑分段变量存储器V数据处理用的数值存储元件局部存储器L使用临时的寄存器，作为暂时存储器特殊存储器SMCPU与用户之间交换信息特殊存储器SM（只读）接受外部信号累加寄存器ACAC0~AC3用来存放计算的中间值二、编程语言所谓程序编制，确实是用户依照操纵对象的要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言，将一个操纵要求描述出来的进程。PLC最常常利用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且二者常常联合利用。1）梯形图（语言）梯形图是一种从继电接触操纵电路图演变而来的图形语言它是借助类似于继电器的动合、动断触点.线圈和串、并联等术语和符号，依照操纵要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。梯形图中常常利用卄 图形符号别离表示PLC编程元件的动合和动断触点；用（）表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形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网络，用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号，许诺以网络为单位给梯形图加注释。梯形图的设计应注意到以下三点：

梯形图按从左到右、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。梯形图中每一个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两头没有电源。那个“概念电流”只是用来形象地描述用户程序执行中应知足线圈接通的条件。输入寄放器用于接收外部输入信号，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只显现输入寄放器的触点，而不显现其线圈。输出寄放器那么输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出寄放器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出寄放器的触点也可供内部编程利用。2）指令语句表指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言，它类似于运算机的汇编语言，但比汇编语言易懂易学，假设干条指令组成的程序确实是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部份组成。KM下例为PLC实现三相鼠笼电动机起停操纵的两种编程语言的表示方式：KM步序指令语器件号LDOSS/STLDOKM<^2AN（1）继电接触操纵线路图 （1）继电接触操纵线路图 （2）梯形图3=4END图1-1-2第二章大体指令简介S7-20O的SIMATIC大体指令简表：助记符节点命令功能说明LDN装载（开始的常开触点）LDNN取反后装载（开始的常闭触点）

AN与（串联的常开触点）ANN取反后与（串联的常闭触点）ON或（并联的常开触点）ONN取反后或（并联的常闭触点）EU上升沿检测ED下降沿检测=N赋值SS_BIT,N置位一个区域RS_BIT,N复位一个区域SHRBDATA.SBU.N移位寄存器SRBOUT,N字节右移N位SLBOUT,N字节左移N位RRBOUT,N字节循环右移N位RLBOUT,N字节循环左移N位TONTxxx,TP通电延时定时器TOFTxxx,TP断电延时定时器CTUCxxx,PV加计数器CTDCxxx,PV减计数器END程序的条件结束STOP切换到STOP模式JMPN跳到指定的标号ALD电路块串联OLD电路块并联（其他指令见附表）一、标准触点指令LD动合触点指令，表示一个与输入母线相连的动合触点指令，即动合触点逻辑运算起始。LDN动断触点指令，表示一个与输入母线相连的动断触点指令，即动断触点逻辑运算起始。A与动合触点指令，用于单个动合触点的串联。AX与非动断触点指令，用于单个动断触点的串联。O或动合触点指令，用于单个动合触点的并联。ON或非动断触点指令，用于单个动断触点的并联。LD、LDN、A、AN、0、ON触点指令中变量的数据类型为布尔(BOOC)型。LD、LDN两条指令用于将接点接到母线上，A、AN、0、ON指令都可多次重复利用，但当需要对两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的OLD指令。例子：两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDN指令，分支终止用OLD指令。OLD指令与后述的ALD指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。OLD有时也简称或块指令。三、并联电路的串联连接指令ALD两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，利用ALD指令。分支的起点用LD、LDN指令，并联电路终止后，利用ALD指令与前面电路串联。ALD指令也简称与块指令，ALD也是无操作目标元件，是一个程序步指令。四、输出指令=一、=输出指令是将继电器、按时器、计数器等的线圈与梯形图右边的母线直接连接，线圈的右边不许诺有触点，在编程中，触点以重复利用，且类型和数量不受限制。五、 置位与复位指令s、RS为置位指令，使动作维持；R为复位指令，使操作维持复位。从指定的位置开始的N个点的寄放器都被置位或S位,N=1-255假设是被指定复位的是按时器位或计数器位将清除按时器或计数器的当前值。六、 跳变触点EU,ED正跳变触点检测到一次正跳变（触点的入信号由0到1）时,或负跳变触点检测到一次负跳变（触点的入信号由1到0）时，触点接通到一个扫描周期•正/负跳变的符号为EU和ED,他们没有操作效触点符号中间的"P"和”N”别离表示正跳变和负跳变七、空操作指令NOPNOP指令是一条无动作、无目标元件的一个序步指令。空操作指令使该步序为空操作。用NOP指令可替代已写入指令，能够改变电路。在程序中加入NOP指令，在改动或追加程序时能够减少步序号的改变。八、程序终止指令ENDEND是一条无目标元件的一序步指令。PLC反复进行输入处置、程序运算、输出处置，在程序的最后写入END指令，表示程序终止，直接进行输出处置。在程序调试进程中，能够按段插入END指令，能够按顺序扩大对各程序段动作的检查。采纳END指令将程序划分为假设干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误以后，依次删去END指令。要注意的是在执行END指令时，也刷新监视时钟。第三章可编程操纵器梯形图编程规那么一、编程的几个步骤（一）决定系统所需的动作及顺序。当利用可编程操纵器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出。输入及输出要求：（1） 第一步是设定系统输入及输出数量。（2） 第二步是决定操纵前后、各器件相应关系和作出何种反映。（二）对输入及输出器件编号每一输入和输出，包括按时器、计数器、内置寄放器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。（三）画出梯形图。依照操纵系统的动作要求，画出梯形图。梯形图设计规那么（1）触点应画在水平线上，而且依照自左至右、自上而下的原那么和对输出线圈的操纵途径来画。（2）不包括触点的分支应放在垂直方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的操纵途径。（3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图