常用工业控制计算机简介课件

第04章常用工业控制计算机简介主要知识点4.1

总线式工控机4.2可编程控制器4.4可编程调节器4.3嵌入式计算机系统4.5其他控制装置20:55:49第04章常用工业控制计算机简介主要知识点4.1总线式14.1总线式工控机（IPC）

总线式工控机，是基于总线技术和模块化结构的一种专用于工业控制的通用性计算机，一般称为工业控制计算机，简称为工业控制机（IndustrialPersonalComputer─IPC

）或工控机（IPC）。20:55:494.1总线式工控机（IPC）总线式工控机，是基于24.1.1IPC结构组成主要知识点一、IPC的硬件组成二、IPC的软件组成

20:55:494.1.1IPC结构组成主要知识点08:56:323IPC概述随着计算机设计的日益科学化、合理化和标准化，计算机总线概念与模板化结构已经形成且完善起来。

IPC在硬件上，由计算机生产厂家按照某种标准总线，设计制造出符合工业标准的主机板及各种I/O模板；设计者只要选用相应的功能模板，象搭积木似的、灵活地构成各种用途的计算机控制装置；而在软件上，利用熟知的系统软件和工具软件，编制或组态出相应的应用软件，就可以非常便捷地完成对生产流程的集中控制与调度管理，并进一步向综合自动化网络化方向发展。20:55:49IPC概述随着计算机设计的日益科学化、合理化和标44.1.1IPC结构组成图4-1IPC的硬件组成结构20:55:494.1.1IPC结构组成图4-1IPC的硬件组成结构5一、IPC的硬件组成IPC的硬件主要由以下内容组成：（1）主机板:由中央处理器（CPU）、内存储器（RAM、ROM）等部件组成，它是IPC的核心

作用：进行数值计算、逻辑判断、数据处理。20:55:49一、IPC的硬件组成IPC的硬件主要由以下内容组成：08:56升技TH7Ⅱ-RAIDP4主板配置图CD音频输入I/O控制芯片CNR插槽AGP插槽北桥芯片i8505个PCI插槽DIP开关主板电池BIOSFlash芯片南桥芯片ICH2RAID功能芯片前置USB插座板载声卡芯片前置面板插座主板自检状态软驱插座音频插座鼠标键盘插座USB接口串口并口ATX12V电源CPUSocket478主板辅助电源RIMMA1RIMMB1RIMMA2RIMMB2ATX电源IDE4插座IDE3插座IDE2插座IDE1插座20:55:49升技TH7Ⅱ-RAIDP4主板配置图CD音频输入音频插座7（2）内部总线和外部总线所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。总线就是一组信号线的集合，用这个集合可以组成系统的标准信息通道，它定义了各引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。20:55:49（2）内部总线和外部总线所谓总线就是在模块和模块之间或设备与8内部总线

内部总线－－指IPC内部各个功能模板之间的信息通路，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，也称系统总线。分类－按功能分数据总线DB/地址总线AB/控制总线CB/电源总线PB每种型号的计算机都有自身的内部总线。

总线结构20:55:49内部总线内部总线－－指IPC内部各个功能模板之间的信息通路9结构形式－－一块置于机箱内的无源底板上的多组并列插槽，各插槽上的同号引脚是电气相连的，从而完成插入槽内的各功能模板之间的信息传送。常用总线－－工控领域应用最广的两种总线是STD总线和PC总线。20:55:49结构形式－－一块置于机箱内的无源底板上的多组并列插槽，各插槽10发展－－STD总线是美国PRO-LOG公司1978年推出的一种工业控制计算机的标准 系统总线，STD是Standard的缩写。

1987年，STD总线被国际标准化会议定名为IEEE961。随着32位微处理 器的出现，通过采用附加金手指或系统总统与局部总线转换等技术， 1989年美国的EAITECH公司又开发出对32位微处理器兼容的STD32总线。结构－－全部56根引脚线都有确切的定义。STD总线定义了一个8位微处理器总线 标准，其中有8根数据线、16根地址线、22根控制线和10根电源线，可 以兼容各种通用的8位微处理器，如8080、8085、6800、Z80、NSC800 等。通过采用周期窃取和总线复用技术，还可以定义16根数据线、24根 地址线，使STD总线升级为8位/16位微处理器兼容总线，可以容纳16位 微处理器，如8086、68000、80286、80386等。

*STD总线20:55:49发展－－STD总线是美国PRO-LOG公司1978年推出的一11数据总线数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息（数据和指令代码）。具有三态（高阻、“1”和“0”三种状态）控制功能，而且是双向传输的，即CPU通过数据总线可以接收来自其它部件的信息，也可以通过数据总线向其它部件发送信息。如ISA总线数据线是16位，PCI总线是32位或64位。数据线的宽度表示了总线数据传输的能力，反映了总线的性能。

20:55:49数据总线08:56:3212地址总线地址总线用来传送CPU要访问的存储单元或I/O接口地址信号。地址信号一般由CPU发往其它芯片，属于单向总线，但也具有三态控制功能。地址总线的数据位数决定了该总线构成的微机系统的寻址能力。例如，ISA总线有24位地址线，可寻址16MB，PCI总线有32位地址线，可寻址到4GB。地址总线的宽度视CPU所能直接访问的存储空间的容量而定。20:55:49地址总线08:56:3213控制总线根据不同的使用条件，控制总线有的为单向，有的为双向；有的为三态，有的为非三态。控制总线用于传送控制信息、时序信息和状态信息。比如，I/O读写信号、存储器读写信号和中断信号等等。控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能的强弱和适应性。20:55:49控制总线08:56:3214外部总线

外部总线是指计算机与计算机之间、计算机与远程终端之间、计算机与外部设备以及测量仪器仪表之间的信息通路，常称为通信总线。通信总线的数据传输方式可以是并行的，也可以是串行的，可分别称为并行通信总线和串行通信总线。20:55:49外部总线外部总线是指计算机与计算机之间、计算机15图4-15是某型号个人计算机的外设接口示意图

20:55:49图4-15是某型号个人计算机的外设接口示意图08:56:316电源线与地线电源线与地线为挂在总线上的模块或设备提供了电能以及电流通路。电源的区别在一定程度上也体现了总线标准的特色。例如，ISA采用+12V和+5V，PCI采用+5V和+3V。一般来说，越是先进的总线标准，采用的电压越低。20:55:49电源线与地线08:56:3217采用总线的优点：

简化了系统结构

简化了硬件与软件的设计

便于系统的扩充与更新

便于组织生产，提高产品质量，降低产品造价

可维护性好

20:55:49采用总线的优点：简化了系统结构08:56:3218

总线标准总线标准的含义

对于总线上的各个单元如芯片之间、扩展卡之间以及系统之间，如果要进行正确的连接与传输信息，就应遵守一些协议与规范，这些协议与规定就被称为总线标准。总线标准包括：各个信号线的功能定义、总线工作的时钟频率、总线系统的结构、总线仲裁机构与配置机构、信号的逻辑电平、时序要求、电路驱动能力、抗干扰能力、机械规范（包括接插件的几何形状与尺寸）和实施总线协议的驱动与管理程序。20:55:49总线标准总线标准的含义对于总线上的各个单元如芯片之间、19常用的总线标准

1）PC总线这里所说的PC总线是狭义的。1982年IBM公司在推出其IBMPC/XT个人计算机时，在其主板上设计有5~8个总线插槽（I/O通道），用于插入各种适配器以扩展系统的功能，这就是IBMPC/XT总线，简称PC总线。PC总线共有62条信号线，用双列插槽连接，分A面（元件面）和B面。PC总线实际上是8088CPU核心电路总线的扩充与重新驱动。

PC总线共有8条数据线、20条地址线（寻址空间为1MB）、总线时钟频率为4MHz、总线最大传输速率为4MB/s、最大负载能力为8个、采用半同步的工作方式。

20:55:49常用的总线标准1）PC总线08:56:32202）ISA总线ISA（IndustryStandardArchitecture）总线是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线，它是对XT总线的扩展，以适应8位或16位数据总线要求。它推出后得到广大计算机同行的认可，兼容这一标准的微型计算机纷纷问世，直到现在，许多以Pentium芯片为CPU的计算机上仍然有ISA插槽。20:55:492）ISA总线08:56:3221ISA总线的主要特点（1）它有比XT总线更强的支持能力，它支持：1KI/O地址空间（0000H~03FFH）；24位存储器地址；8位或16位数据存取；15级硬件中断，7级DMA通道；产生I/O等待状态等。（2）它是一种多主控（MultiMaster）总线，除主CPU外，DMA控制器、DRAM刷新控制器和带处理器的智能接口控制卡都可以成为ISA总线的主控设备（但它只支持一个智能接口控制卡）。（3）可支持8种类型的总线周期：8位或16位的存储器读周期；8位或16位的存储器写周期；8位或16位的I/O读周期，8位或16位的I/O写周期；中断请求和中断响应周期；DMA周期；存储器刷新周期；总线仲裁周期。20:55:49ISA总线的主要特点08:56:32223）PCI总线

PCI（PeripheralComponentInterconnect）是计算机外围设备互连的意思。1992年由Intel发布，很快就成为了商用计算机的总线标准。发展至今，PCI实际上已经不是一个简单的总线标准，而是一类标准。例如，从使用的电源电压来分，就有5V和3.3V两个版本；从总线时钟频率来分可以有33.3MHz和66MHz两种；从总线的宽度来分可以有32位和64位两种。20:55:493）PCI总线08:56:3223归纳起来，PCI总线具有以下特点：

（1）总线传输速率高最大允许64位并行数据传送，采用地址/数据总线复用方式，若总线时钟频率为33.3MHz，总线宽度为32位，则传输速率为133MB/s；若总线时钟频率为66MHz，总线宽度为64位，则传输速率为528MB/s。如此之高的传输速率是其它总线难以比拟的，它大大地缓解了数据I/O瓶颈，使高性能CPU得以充分发挥作用，并满足了高速设备数据传输的需要。（2）不受处理器限制PCI总线通过CPU局部总线到PCI总线之间的桥接器形成了一种独特的中间缓冲器设计方式，它将中央处理器子系统与外围设备分开，使PCI总线具有独立于处理器的结构特点。一般来说，在中央处理总线上增加更多的设备或部件会降低系统的性能和可靠程度。而有了缓冲器的设计方式，用户可随意增添外围设备，以扩展电脑系统而不必担心在不同时钟频率下会导致系统性能的降低。20:55:49归纳起来，PCI总线具有以下特点：08:56:3224（3）兼容性强微机系统内均通过PCI/ISA总线桥实现PCI总线与ISA、VESA及MCA总线的完全兼容，保证了通用的ISA总线技术到高性能PCI总线的平稳过渡，这正是PCI总线的生命力所在。并实现不同总线之间的隔离。如当CPU通过局部总线从Cache中存取数据进行处理时，PCI总线可同时对DRAM进行读写操作，而ISA总线则可进行I/O操作。（4）自动配置功能PCI总线标准为PCI接口提供了一套完整的自动配置功能，使PCI接口所需要的各种硬件资源如中断、内存、I/O地址等通过即插即用的BIOS在系统启动时进行自动配置，达到对计算机资源的优化使用和合理配置，从而使PCI接口达到真正的即插即用（(PnP)目的，使接口的设计和应用更加简单容易。PCI插槽ISA插槽20:55:49（3）兼容性强PCI插槽ISA插槽08:56:3225PCI总线I/O卡-常用的数据采集卡1．)模拟量输入卡（A/D卡）

在工业测控系统中，输入信号往往是模拟量，这就需要一个装置把模拟量转换成数字量，各种A/D芯片就是用来完成此类转换的。在实际的计算机测控系统中，不是以A/D芯片为基本单元，而是制成商品化的A/D板卡。模拟量输入板卡根据使用的A/D转换芯片和总线结构不同，性能有很大的区别。板卡通常有单端输入、差分输入以及两种方式组合输入三种。板卡内部通常设置一定的采样缓冲器，对采样数据进行缓冲处理，缓冲器的大小也是板卡的性能指标之一。在抗干扰方面，A/D板卡通常采取光电隔离技术，实现信号的隔离。板卡模拟信号采集的精度和速度指标通常由板卡所采用的A/D转换芯片决定。

20:55:49PCI总线I/O卡-常用的数据采集卡1．)模拟量输入卡（A/26例如，下图所示为研华PCI-1713模拟量输入卡。该板卡具有32路单端或16路差分模拟量输入，或组合输入方式，12位A/D转换分辨率，A/D转换器的采样速率可达100kHz，每个输入通道的增益可编程，卡上有4K采样FIFO缓冲器，2500VDC隔离保护，支持软件、内部定时器触发或外部触发。

20:55:49例如，下图所示为研华PCI-1713模拟量输入卡。该板卡具有272．）模拟量输出卡（D/A卡）

计算机内部处理采用的是数字量，而执行机构采用的是模拟量。计算机通过D/A板卡将数字量转化为模拟量，从而通过控制执行机构的动作去控制生产工艺过程。

D/A转换板卡同样依据其采用的D/A转换芯片的不同，转换性能指标有很大的差别。

20:55:492．）模拟量输出卡（D/A卡）计算机内部处理采用的是数字量28例如，下图所示为研华PCI-1720U模拟量输出卡。该板卡具有四路12位D/A输出通道，多种输出范围。由于能够在输出和PCI总线之间提供2500VDC的隔离保护，PCI-1720非常适合需要高电压保护的工业场合。

20:55:49例如，下图所示为研华PCI-1720U模拟量输出卡。该板卡具293．）数字量输入/输出卡（I/O卡）

计算机测控系统通过数字量输入板卡采集工业生产过程的离散输入信号，并通过数字量输出板卡对生产过程或控制设备进行开关式控制（二位式控制）。将数字量输入和数字量输出功能集成在一块板卡上，就称为数字量输入/输出板卡，简称I/O板卡。

20:55:493．）数字量输入/输出卡（I/O卡）计算机测控系统通过数字30例如，下图所示为研华PCI-1730数字量输入/输出卡，它提供了16路数字量输入和16路数字量输出，高输出驱动能力和中断能力，具有2500VDC高电压隔离I/O通道。20:55:49例如，下图所示为研华PCI-1730数字量输入/输出卡，它提314．）脉冲量输入/输出板卡

工业控制现场有许多高速的脉冲信号，如旋转编码器、流量检测信号等，这些都要用脉冲量输入板卡或一些专用测量模块进行测量。脉冲量输入/输出板卡可以实现脉冲数字量的输出和采集，并可以通过跳线器选择计数、定时、测频等不同工作方式，计算机可以通过该板卡方便地读取脉冲计数值，也可测量脉冲的频率或产生一定频率的脉冲。考虑到现场强电的干扰，该类型板卡多采用光电隔离技术，使计算机与现场信号之间全部隔离，来提高板卡测量的抗干扰能力。20:55:494．）脉冲量输入/输出板卡工业控制现场有许多高速的脉冲信号32例如，下图所示的研华PCI-1780U计数器/定时器卡，是基于PCI总线设计的接口卡。该卡使用了AM9513芯片，能够通过CPLD实现计数器/定时器功能。此外，该卡还提供8个16位计数器通道，并具有8通道可编程时钟资源，8路TTL数字量输出/8路TTL数字量输入，最高输入频率达20MHz，有多种时钟可以选择，可编程计数器输出，同时有计数器门选通功能。

20:55:49例如，下图所示的研华PCI-1780U计数器/定时器卡，是基33板卡安装关闭计算机电源，打开机箱，将PCI板卡正确地插到一空闲的PCI插槽中，如图所示，检查无误后合上机箱。

图6-8PCI-1710HG板卡安装板卡安装图6-8PCI-1710HG板卡安装34用PCI-1710HG板卡构成的控制系统框图如图6-6所示。

用PCI-1710HG板卡构成的控制系统框图如图6-6所示。35测控系统设计步骤测控系统设计步骤36二、IPC的软件组成

1．系统软件－用来管理IPC的资源，并以简便的形式向用户提供服务，包括 实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序等，其中操作 系统是系统软件最基本的部分，如MS-DOS和Windows系统软件。2.工具软件－技术人员从事软件开发工作的辅助软件，包括汇编语言、高级 语言、编译程序、编辑程序、调试程序、诊断程序等，借以提 高软件生产效率，改善软件产品质量。3．应用软件－系统设计人员针对某个生产过程现时编制的控制和管理程序， 往往涉及应用领域的专业知识。它包括过程输入程序、过程控 制程序、过程输出程序、人一机接口程序、打印显示程序和控 制程序等。20:55:49二、IPC的软件组成1．系统软件－用来管理IPC的资源，并37总结：IPC功能特点1.可靠性和可维修性好2．通用性和扩展性好3．软件丰富编程趋向组态

4．控制实时性强5．精度和速度适当20:55:49总结：IPC功能特点1.可靠性和可维修性好08:56:32384.2

可编程控制器(PLC)

可编程逻辑控制器，简称可编程控制器PLC，是计算机技术与继电逻辑控制概念相结合的产物，其低端为常规继电逻辑控制的替代装置，而高端为一种高性能的工业控制计算机。链接动画20:55:494.2可编程控制器(PLC)可编程逻辑控制器，简394.2.1概述4.2.2PLC的硬件组成4.2.3PLC的软件系统4.2.4PLC的工作过程4.2.5建立PLC与计算机的连接

4.2.1概述404.2.1概述

PLC在早期是一种开关逻辑控制装置，被称为可编程序逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC。随着计算机技术和通信技术的发展，PLC采用微处理器作为其控制核心，它的功能已不再局限于逻辑控制的范畴。因此，1980年美国电气制造协会(NEMA)将其命名为ProgrammableController(PC)，但为避免与个人计算机(PersonalComputer)的简称PC混淆，习惯上仍将其称为PLC。4.2.1概述PLC在早期是一种开关逻辑控制装411.PLC的定义

国际电工委员会（IEC）于1982年11月1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“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、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式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设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。1.PLC的定义国际电工委员会（IEC）42PLC的定义

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计的工业控制装置。PLC的定义PLC是一种数字运算操作的电子系43PLC的基本组成PLC主要由CPU模块、输入/输出模块、电源模块和外部设备组成PLC的基本组成PLC主要由CPU模块、输入/输出模块、电源整体式组合式

PLC的基本分类小型机常采用整体式中、大型机常采用组合式4.2.2认知PLC的硬件组成整体式组合式PLC的基本分类小型机常采用整体45输出设备输入设备

I/O扩展单元

特殊功能单元主机输出单元输入单元

电源外设接口I/O扩展口存储器

系统程序存储器

CPU

用户程序存储器盒式磁带机打印机EPROM写入器

上位计算机

PLC编程器可编程终端PT…

整体式PLC的基本组成框图输出设备输入设备I/O扩展特殊功能单元主机输出单46

组合式PLC的基本组成框图系统总线通信单元控制系统现场过程CPU单元输出单元编程器PLC或上位计算机……智能I/O单元输入单元组合式PLC的基本组成框图系统总线通信单元47★输入并存储用户程序、显示输入内容和地址；

CPU指挥PLC完成各种预定的功能★检查、校验用户程序，发现错误即报警；★执行用户程序、驱动外部输出设备动作；★诊断故障、记忆故障信息并报警。1.2.1CPU单元★输入并存储用户程序、显示输入内容和地址；CPU48CPU的种类PLC中所采用的CPU通常有三种：（1）通用处理器：8086、80286、80386（2）单片机芯片：8031、8096（3）位片式微处理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU大型PLC多采用高速位片式微处理器CPU的种类PLC中所采用的CPU通常有三种：49系统程序存储器——存储系统系统程序用户程序存储器——存储系统用户程序工作数据存储器——存储工作数据

2.存储器系统程序存储器——存储系统系统程序用户程序存储器——存储50RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。

存储器RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调存储器51

PLC与外部设备联系的桥梁开关量输入单元开关量输出单元直流输入单元交流输入单元晶体管输出单元晶闸管输出单元继电器输出单元1.2.2.I/O单元PLC与外部设备联系的桥梁开关量输52

输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。输出三种形式：继电器--低速大功率 可控硅--高速大功率 晶体管--高速小功率输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部53直流输入电路M+5VLEDSR3R1AR2C→→T

内部电路滤波→→→→光电耦合

外部开关输入点的状态显示

输入点公共端直流输入电路M+5VLEDSR3R1AR2C→T内54交流输入电路LED+5VA→→R2～MSCR1内部电路R3滤波→→→→光电耦合

输入点的状态显示

外部开关输入点交流输入电路LED+5VA→R2～MSCR1内部电55继电器输出（2）输出接口电路：以继电器形式为例：PLC内部电路内部电路K+交流电源或直流电源QL+-继电器输出（2）输出接口电路：以继电器形式为例：PLC内内K56晶体管输出电路T2LED→→DFU+5V内部电路T1R1R2R3负载→→光电耦合

输出点的状态显示

公共端输出点晶体管输出电路T2LED→DFU+5V内部电路T1R57晶闸管输出电路LEDR2

C→→

TFU～内部电路R1负载→→光电耦合

输出点的状态显示

公共端输出点晶闸管输出电路LEDR2C→TFU～内部电路R158继电器输出电路LED

K～

R内部电路→→负载输出点的状态显示

继电器

机械触点

公共端输出点继电器输出电路LEDK～R内部电路→负载输出点59

PLC由开关式稳压电源为内部电路供电抗干扰性能好有的PLC能向外部提供24V的直流电源可作为输入单元连接的外部设备的电源开关电源输入电压范围宽体积小重量轻效率高

3.

电源单元PLC由开关式稳压电源为内部电路供电抗干扰性能好有的PL60电源单元把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。

电源单元把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。61PLC的供电PLC的供电62

各种接口、高功能模块：便于扩展

小型机：一体机。有接口可扩展。

各种接口、高功能模块：便于扩展63PowerinaSmallPackage!!电源模块CPU模块IO模块底板中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。PowerinaSmallPackage!!电源模块64PLC的外部设备主要有：编程设备触摸屏操作面板文本显示器打印机等

4.外部设备PLC的外部设备主要有：4.外部设备65

编程设备PCFPPROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREAD

OTL

WLORR

WRANY

WYSTX

WXSRC

(-)OP(BIN)K/HSCCTC

EVTMT

SVACLRENTBAFEDC

98

3

2

1

0

7

6

5

4(DELT)CLR编程设备PC(HELP)WRTFN/PSTKNOTREAD66编程器是对PLC进行操作的工具专用编程器在装有专用编程软件的计算机上编程简易编程器直插式、便携式计算机辅助编程图形编程器

编程工具编程器是对PLC进行操作的工具专用编程器6720:55:49S7200：（STEP-7MICRO/WIN入门）S7300：（STEP7）08:56:32S7200：（STEP-7MICRO/WI684.2.3PLC的软件系统1.系统程序

系统程序是由PLC的制造者采用汇编语言编写的，固化于ROM型系统程序存储器中，用于控制PLC本身的运行，用户不能更改。系统程序分为：系统管理程序用户指令解释程序标准程序模块和系统调用程序

4.2.3PLC的软件系统1.系统程序69PLC的软件系统2.用户程序用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是线性地存储在系统程序制定的存储区内。1．用户环境用户环境是由系统程序生成的，它包括用户数据结构、用户元件区、用户程序存储区、用户参数、文件存储区等。2．用户程序结构用户程序结构大致可以分为三种：（1）线性程序（2）分块程序（3）结构化程序3．用户程序语言PLC的编程语言有多种，其中梯形图、语句表、功能块图是三种基本语言。

PLC的软件系统2.用户程序701.4PLC的工作过程PLC的循环扫描工作过程

接线程序控制与存储程序控制

1.4PLC的工作过程PLC的循环扫描工作过程接线程714.接线程序控制与存储程序控制

继电接触器控制系统，又称为接线程序控制系统，是通过电器元器件的固定接线来实现控制逻辑，完成控制任务的。4.接线程序控制与存储程序控制继电接触器控制系统，又称为接72接线程序控制与存储程序控制在PLC控制系统中，用户根据控制要求编制出相应的控制程序，并写入PLC的程序存储器中。系统运行时，PLC将程序执行结果输出给相应的输出设备，控制被控对象工作。这种控制称为存储程序控制。接线程序控制与存储程序控制在PLC控制系统中，731.4.2

PLC的循环扫描工作过程扫描工作分为5个阶段公共处理阶段程序执行阶段扫描周期计算阶段

I/O刷新阶段外设端口处理阶段1.4.2PLC的循环扫描工作过程扫描工74

PLC的循环扫描工作过程

扫描工作一般分为：读输入、执行程序、处理通信请求、自诊断检查和写输出等过程，CPU反复不停地分阶段处理上述各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为循环扫描。执行用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时，PLC也在扫描，只不过在一个周期中去除了执行用户程序和读输入、写输出的内容。

PLC最主要的工作方式是循环扫描（周期扫描）

PLC在运行工作状态，执行如上所述的一次扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1～100ms。扫描周期与用户程序的长短、指令的种类和CPU的运算速度有很大的关系。用户程序较长时，指令执行的时间在扫描周期中占相当大的比例。PLC的循环扫描工作过程扫描工作一般分为：75设置各异常继电器异常：(ERR/ALM)LED灯亮警告：(ERR/ALM)LED闪烁异常或警告？无有异常检查结果正常？扫描周期监视时间预置执行用户程序程序结束？(END命令？)NoYes扫描周期固定值设定检查有固定值设置？等待设定扫描周期到计算扫描周期

I/O

刷新正常异常警告接通电源初始化I/O外设端口服务初始化I/O、内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电器区域清零定时器预置识别扩展单元公共处理执行用户程序扫描周期计算处理刷新硬件、用户程序内存检查外设端口服务循环扫描工作流程PLC接通电源

初始化硬件检查正常？异常报警异常处理扫描周期监视执行用户程序程序结束？扫描周期检查有固定设置？等待扫描周期计算

I/O刷新外设端口服务异常

公共处理

执行用户程序扫描周期计算刷新端口服务设置各异常继电器异常：(ERR/ALM)LED灯亮警告：(E76

(1)PLC扫描工作各环节的功能①PLC上电后，首先检查硬件是否正常。②按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。对输入的数据进行处理，将结果存入元件映象寄存器。③计算扫描周期。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。母线④I/O刷新阶段。⑤外设端口服务。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。访问外设端口连接的外部设备。(1)PLC扫描工作各环节的功能①PLC上77读读读写写执行用户程序