PLC编程入门基础知识.docx
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PLC编程入门基础知识
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可编程控制器简介第一章，简称PC。
但由于PC容易和个人可编程序控制器，英文称ProgrammableController计算机（PersonalComputer
）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。
它是一个以微处理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/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，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、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需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形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、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，
PLC
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，就可灵活方便地将应用于生产实践。
一、PLC的结构及各部分的作用的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由PLC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。
PLC的硬件/主机、输入系统结构如下图所示：
可编程序控制器钮接触器按输输
CPU出入电磁阀选择开关模模块模
指示灯限位开关块块电源电源编程装置
图1-1-1
1、主机CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储CPU是主机部分包括中央处理器器。
（PLC的核心，它用以运行用户程序、监控/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处输入理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。
PLC的内部存储器有两类，一类是
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系统程序系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用已由厂家固定，程序及各种暂存数据和中间结果。
输出（/I/O）接口2、输入
输出设备连接的部件。
输入接口接受输入设备（如按钮、与输入/I/O接口是PLC
输出接口是将主机经处理后的结果通过功放行程开关等）的控制信号。
传感器、触点、
电路去驱
接口一般采用光电耦合电路，以减少电动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。
I/O
的一项主要技术指标，通磁干扰，从而提高了可靠性。
I/O点数即输入/输出端子数是PLC
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。
、电源3
接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳、存储器、I/O图中电源是指为CPU压电源，通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程
的工作情调试程序或监示PLC用户用来输入、检查、修改、编程是PLC利用外部设备，
并利用专用的软件进行电脑编程和监控。
PLC况。
通过专用的PC/PPI电缆线将与电脑联接，输出扩展单元5、输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接/扩展接口用于将扩充外部输I/入O在一起。
6、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。
。
输入点数为S7-200系列的CPU224（AC/DC/RELAY）实验装置提供的主机型号有西门子26；14，输出点数为10CPU226（AC/DC/RELAY），输入点数为，输出点数为。
14PLC二、的工作原理根据用CPUPLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时，作周期性循环（或地址号）按指令步序号户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，如无跳转指令，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。
然后重扫描，
还要完成对输入信号的采新返回第一条指令，在每次扫描过程中，开始下一轮新的扫描。
样和对输出状态的刷新等工作。
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。
PLCPLC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，随即关闭并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。
输入端口，进入程序执行阶段。
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-
PLC在程序执行阶段：
按用户程序指令存放经相应的运的先后顺序扫描执行每条指令，
-
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算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段：
当所有指令执行完毕，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是采用软件编制程序来实现控制要求的。
编程时要使用到各种编程元件，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、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存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控制系统中使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“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“软”继电器。
S7-200系列CPU224、CPU226部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示表1-1-1
明能编号范围符号说功元件名称II0.0～I1.5共14点输入寄存器接受外部输入设备的信号
QQ0.0～Q1.1共10点输出寄存器输出程序执行结果并驱动外部设备在程序内部使用，不能提供外部输M
M31.7
～M0.0出位存储器保持型通电延1msT0,T64
时保持型通电延10ms～T68T1～T4,T65时256（T保持型通电延100ms
T95～～T5T31,T69时0～定时器T32,T96ON/OFF延时,1ms
t255）
10ms延时ON/OFFT36,T97T33～～T100
100ms
～ON/OFF延时T63,T101T37～T255
CC255C0～计数器加法计数器，触点在程序内部使用用来累计比CPU扫描速率更快的事HC件HC5～HC0高速计数器SS31.7
S0.0～提供控制程序的逻辑分段顺控继电器
VVB5119.7～VB0.0变量存储器数据处理用的数值存储元件使用临时的寄存器，作为暂时存储LLB63.7
～LB0.0局部存储器器SM
SM549.7SM0.0CPU与用户之间交换信息～特殊存储器SM0.0～SM29.7
特殊存储器接受外部信号只SM（）读-
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累加寄存器ACAC0～AC3用来存放计算的中间值
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2、编程语言
所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。
PLC最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且
两者常常联合使用。
1）梯形图（语言）梯形图是一种从继电接触控制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、线圈以及串、并联等术语和符号，根据控制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。
梯形图中常用图形符号分别表示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，允许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：
①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。
②梯形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，其两端没有电源。
这个“概念电流”只是用来形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，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。
因此，梯形图中只出现输入寄存器的触点，而不出现其线圈。
输出寄存器则输出程序执行结果
给外部输出设备，当梯形图中的输出寄存器线圈得电时，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。
输出寄存器的触点也可供内部编程使用。
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，它类似于计算机的汇编语言，但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、
指令语和作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：
器件KM
号指令语步序
I0.0
I0.1Q0.0
-
-
SSST
I0.0
0LDI0.0
1OQ0.0KMQ0.0
2ANI0.1
（2）
3=
Q0.0
（1）继电接触控制线路图梯形图4END
1-1-2图-
-
第二章基本指令简介
S7-200的SIMATIC基本指令简表：
功能说明助记符节点命令
NLD装载（开始的常开触点）取反后装载（开始的常闭触NLDN点）
NA与（串联的常开触点）
NAN取反后与（串联的常闭触点）
NO或（并联的常开触点）
N
ON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,S_BIT,N移位寄存器SRBOUT,NN字节右移位OUT,NSLBN位字节左移OUT,NRRBN位字节循环右移OUT,NRLBN位字节循环左移通电延时定时TONTxxx,TP器断电延时定时Txxx,TPTOF器
CTUCxxx,PV加计数器CTDCxxx,PV减计数器程序的条件结END束
STOP切换到STOP模式跳到指定的标NJMP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、O、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、O、ON指令均可多次重复使用，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：
I0.3I0.0I0.1
Q0.3
（）I0.2
Q0.4
（）
I0.4I0.5
Q0.6
（）器件号指令器件号步序步序指令
=I0.0LD05Q0.3
=I0.11Q0.4AN6
ANO72I0.5I0.2
=
8
3
Q0.5AI0.3
I0.4
ON
4
二、串联电路块的并联连接指令OLD
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，分支结束用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，使用ALD指令。
分支的起点用LD、LDN指令，并联电路结束后，使用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=
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1、=输出指令是将继电器、定时器、计数器等的线圈与梯形图右边的母线直接连接，线圈的右边不允许有触点，在编程中，触点以重复使用，且类型和数量不受限制。
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S、R五、置位与复位指令为复位指令，使操作保持复位。
从指定的位置开始R为置位指令，使动作保持；SN
的,N=1～,将清除如果被指定复位的是定时器位或计数个点的寄存器都被置位或复255器位位定时器或计数器的当前值。
六、跳变触EU,ED点1）（触点的入信号0到时,或负跳变触点检测到一次负正跳变触点检测到一次正跳由变他和ED,/.正负跳变的符号为EU到跳变（触点的入信号由10）时,触点接通到一个扫描周期N”分别表示正跳变和负跳变们没有操作数,触点符号中间的”P”和”
NOP
七、空操作指令NOP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。
在改动或追加在程序中加入NOP指令，NOP用指令可替代已写入指令，可以改变电路。
程序时可以减少步序号的改变。
八、程序结束指令END
END是一条无目标元件的一序步指令。
PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理，在程序的最后写入END指令，表示程序结束，直接进行输出处理。
在程序调试过程中，可以
按段插入END指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。
采用END指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END指令。
要注意的是在执行指令时，也刷新监视时钟。
END
第三章可编程控制器梯形图编程规则一、编程的几个步骤
（一）决定系统所需的动作及次序。
当使用可编程控制器时，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目。
（2）第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。
（二）对输入及输出器件编号每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。
（三）画出梯形图。
根据控制系统的动作要求，画出梯形图。
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梯形图设计规则
（1）触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。
（2）不包含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控制路径。
（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的最上面。
在有
几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。
这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。
（4）不能将触点画在线圈的右边。
（四）将梯形图转化为程序
把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。
这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。
地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。
（五）在编程方式下用键盘输入程序。
（六）编程及设计控制程序。
（七）测试控制程序的错误并修改。
（八）保存完整的控制程序。
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