可编程控制器基础

可编程控制器基本原理及应用（一）1. 基本原理可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。

PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。

它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。

PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。

普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。

而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。

特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。

1.1实现控制要点输入输出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。

输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。

PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。

系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。

用户程序由用户按控制要求设计。

什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。

可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。

PLC的I/O电路，都是专门设计的。

输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。

而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。

输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。

输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。

I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。

PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。

但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。

输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。

每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。

输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。

输出锁存器与输出点也是一一对应的这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。

可编程控制器应用基础练习题一、填空题1.PLC的输入和输出量有开关量和两种。

2.按结构形式分类，PLC可分为整体式和。

3. 模块是可编程控制器系统的运算控制核心。

4. 是安装可编程控制器各类模板的机架，可根据实际需要选择。

5. 是在微处理器与I/O回路之间采用的防干扰措施。

6. 是程序的最小独立单位。

7.OUT指令不能用于继电器。

8.FX系列与主控触点下端相连的常闭触点应使用指令。

9.输出电平转换是用来将控制的低电平信号转换为控制设备所需的电压或电流信号。

10.PROFIBUS网络由、从站和网络部件等构成。

二、选择题1.PLC具有______功能，能够描述继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接。

A.逻辑运算B.定时控制C.计数控制D.A/D、D/A转换2.下面对PLC的特点描述正确的是______。

A.高可靠性是PLC最突出的特点之一B.PLC执行用户程序过程中与外界隔绝，因而实时性差C.设计、安装调试和维修工作量大D.PLC的价格非常低廉3.PLC的______模块是其运算控制核心。

A.电源B.导轨C.CPUD.输入模块4.PLC工作过程中，______是PLC将输出映像区中的内容送到寄存输出状态的输出锁存器中，再去驱动用户设备。

A.输入采样阶段B.程序执行阶段C.网络通信D.输出刷新阶段5.PLC的语句表指令中，______定义其执行的功能，即告诉CPU该做什么。

A.标识符B.参数C.操作码D.操作数6.输入继电器是PLC接受外部输入的开关信号的窗口，下面对其描述正确的是______。

A.输入继电器有线圈和触点B.输入继电器触点可以无限制使用C.输入继电器的状态仅取决于用户程序的控制D.输入继电器只有常开触点7.指出下列正确的指令______。

A.CTD C300B.LDN MO.OC.TOF T300,6D.NOT QO.08.S7-200的CPU22X系列的PLC有三种类型的定时器，其中______可用于累计许多时间间隔。

可编程控制器（PLC）基础知识概述3.1 PLC的产生和定义3.1.1 PLC的产生20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，为了适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司（GM）公开招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：⏹（1）编程方便，可现场修改程序；⏹（2）维修方便，采用插件式结构；⏹（3）可靠性高于继电器控制装置；⏹（4）体积小于继电器控制盘；⏹（5）数据可直接送入管理计算机；⏹（6）成本可与继电器控制盘竞争；⏹（7）输入可以是交流市电（115V）（美国电压标准）⏹（8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等；⏹（9）扩展时原系统改变小；⏹（10）用户程序存储器至少能扩展到4KB。

这就是著名的“GM十条”。

1969年美国数字设备公司（DEC）中标后，制造出世界上第一台可编程序控制器（Programmable Logic Controller, 简称PLC）。

3.1.2 PLC的定义PLC在飞速发展过程中，很长时间后才有了一个比较明确的定义，1987年，国际电工委员会（IEC）对PLC作出的定义如下：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。

它采用了可编程序的存储器，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指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种机械和生产过程。

而有关的外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

”⏹定义强调了PLC直接应用于工业环境。

⏹定义强调了PLC是“数字运算操作的电子系统”，即计算机。

⏹定义强调了PLC是用软件方式来实现“可编程”的。

3.2 PLC的基本工作原理PLC工作过程可用图3.1所示的运行框图来表示。

整个过程可分为三部分。

图3.1 PLC工作过程PLC的工作方式：第一部分是上电处理。

机器上电后对PLC系统进行一次初始化，包括硬件初始化，I/O模块配置检查，停电保持范围设定，系统通信参数配置及其他初始化处理等。

第一章 可编程控制器简介可编程序控制器,英文称Programmable Controller,简称PC.但由于PC 容易和个人计算机Personal Computer 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,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 的结构及各部分的作用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.PLC 的硬件系统结构如下图所示：接触器电磁阀指示灯电源电源 限位开关选择开关按钮图1-1-11、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、作出逻辑判断和进行数据处理,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,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,主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果.2、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动输出设备如接触器、电磁阀、指示灯等.I/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰,从而提高了可靠性.I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标,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的工作情况.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.5、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基本单元即主机连接在一起.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.实验装置提供的主机型号有西门子S7-200系列的CPU224AC/DC/RELAY.输入点数为14,输出点数为10；CPU226AC/DC/RELAY,输入点数为26,输出点数为14.二、PLC的工作原理PLC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,CPU根据用户按控制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,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,开始下一轮新的扫描.在每次扫描过程中,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,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读AC AC0～AC3用来存放计算的中间值累加寄存器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,它类似于计算机的语言,但比语言易懂易学,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：步序 指令语 器件号SS ST 0 LD KM 1 2 AN1继电接触控制线路图 2梯形图 3 =4END图1-1-2第二章基本指令简介其他指令见附表一、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：IIII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 =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.五、置位与复位指令S、RS为置位指令,使动作保持；R为复位指令,使操作保持复位.从指定的位置开始的N个点的寄存器都被置位或复位,N=1～255如果被指定复位的是定时器位或计数器位,将清除定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,他们没有操作数,触点符号中间的”P”和”N”分别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,可以改变电路.在程序中加入NOP指令,在改动或追加程序时可以减少步序号的改变.八、程序结束指令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END指令时,也刷新监视时钟.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.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.。

简述可编程控制器的基本组成可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备，它的基本组成包括中央处理器、输入/输出模块、存储器、通信模块和电源模块等。

1. 中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是PLC的核心部件，它负责控制整个系统的运行。

CPU通常由微处理器、存储器和时钟电路等组成，它可以执行各种控制算法，如逻辑运算、计数、定时、比较等。

CPU还可以通过通信模块与其他设备进行数据交换和通信。

2. 输入/输出模块输入/输出模块（Input/Output Module，I/O Module）是PLC与外部设备进行数据交换的接口，它可以将外部信号转换为数字信号，然后传输给CPU进行处理。

I/O模块通常包括数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块和模拟输出模块等。

数字输入模块可以接收开关量信号，如按钮、开关、传感器等；数字输出模块可以控制开关量输出，如继电器、电磁阀等；模拟输入模块可以接收模拟量信号，如温度、压力、流量等；模拟输出模块可以输出模拟量信号，如电压、电流等。

3. 存储器存储器（Memory）是PLC用于存储程序和数据的设备，它通常包括随机存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）等。

RAM用于存储程序和数据，可以随时读写；ROM用于存储固化程序和数据，只能读取不能写入。

存储器的容量和速度是影响PLC性能的重要因素。

4. 通信模块通信模块（Communication Module）是PLC用于与其他设备进行数据交换和通信的设备，它可以通过各种通信协议与其他设备进行数据交换，如以太网、串口、CAN总线等。

通信模块可以实现PLC之间的数据共享和远程监控等功能，提高了PLC的应用范围和灵活性。

5. 电源模块电源模块（Power Module）是PLC用于提供电源的设备，它可以将外部电源转换为PLC所需的电源，如24V直流电源等。

可编程控制器原理及应用第一章可编程控制器基础一、PLC的基本原理PLC的基本原理是通过输入模块接收来自外部的输入信号，如按钮、传感器等，通过内部的逻辑运算和控制算法进行处理，再通过输出模块控制外部的执行机构，如电动机、气缸等。

1.输入模块：输入模块负责接收来自外部的输入信号，并将其转换为PLC可识别的电信号。

通常使用的输入信号包括开关、传感器、编码器等。

输入模块通过检测输入信号的状态，向PLC发送相应的输入状态信号。

2.中央处理器：中央处理器是PLC的核心部件，负责接收输入信号并根据预设的程序进行逻辑运算和控制算法。

它包括控制器、存储器和输入输出接口。

控制器是PLC的控制中心，采用微处理器技术进行计算和处理。

存储器用于存储程序和数据，包括只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。

3.输出模块：输出模块用于控制外部执行机构的状态，如电动机、气缸等。

它将PLC的输出信号转换为外部执行机构可识别的电信号，并向其发送相应的控制信号。

二、PLC的应用PLC具有广泛的应用领域，其中包括以下几个方面：1.自动化生产线：PLC在自动化生产线中起到关键的作用。

它可以通过控制输入输出设备，实现自动装配、运输、包装和检测等工作。

在汽车制造和电子工业等领域，PLC被广泛应用于生产线的控制和管理。

2.自动控制系统：PLC在自动控制系统中常用于控制温度、压力、流量等工艺参数。

它可以根据预设的逻辑运算和控制算法，实现对工艺参数的精确控制和调节，提高生产效率和产品质量。

3.机器人：PLC可以与机器人控制系统集成，实现对机器人的控制和协调。

它可以通过输入输出模块，接收机器人传感器的信号，根据预设的程序实现机器人的动作和操作。

4.电力系统：在电力系统中，PLC被广泛应用于电能负荷控制、配电管理和故障检测等方面。

通过控制输入输出设备，PLC可以实现对电力设备的精确控制和监测。

5.智能楼宇：在智能楼宇系统中，PLC用于控制和管理楼宇中的照明、空调、安防等设备。

第一讲：PLC的基本概念可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。

一. PLC的由来在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。

当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。

随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。

为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：1.编程方便，现场可修改程序；2.维修方便，采用模块化结构；3.可靠性高于继电器控制装置；4.体积小于继电器控制装置；5.数据可直接送入管理计算机；6.成本可与继电器控制装置竞争；7.输入可以是交流115V；8.输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9.在扩展时，原系统只要很小变更；10.用户程序存储器容量至少能扩展到4K。

1969年，美国数字设备公司(DEC) 研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。

这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。

这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。

1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。

可编程控制器的基本组成单元1. 引言可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种专门用于工业自动化控制的电子设备。

它由一系列的基本组成单元构成，这些单元共同实现了PLC的功能。

本文将详细介绍可编程控制器的基本组成单元，包括中央处理器（CPU）、输入输出模块（I/O模块）、存储器和通信接口等。

2. 中央处理器（CPU）中央处理器是PLC的核心部件，负责执行用户程序并控制整个系统的运行。

它通常由微处理器、时钟电路和存储器组成。

2.1 微处理器微处理器是中央处理器的主要计算部件，它负责执行指令、进行数据运算和逻辑判断等操作。

常见的微处理器有Intel、AMD等品牌。

2.2 时钟电路时钟电路为CPU提供了稳定的时序信号，使其能够按照固定频率进行工作。

时钟信号驱动着CPU内部各个部件的协调运行。

2.3 存储器存储器用于存储用户程序、数据和临时变量等信息。

它分为RAM（Random Access Memory）和ROM（Read Only Memory）两种类型。

•RAM：用于存储用户程序和数据，具有读写功能。

当PLC断电时，RAM中的数据会丢失。

•ROM：用于存储固化的系统程序和常量，只能读取不能写入。

即使PLC断电，ROM中的数据也能保持不变。

3. 输入输出模块（I/O模块）输入输出模块是PLC与外部设备进行数据交换的接口，它负责将外部信号转换为数字信号输入给CPU，并将CPU处理后的数字信号输出给外部设备。

3.1 输入模块输入模块用于接收外部设备的信号，并将其转换为数字信号输入给CPU。

常见的输入信号包括开关、传感器、编码器等。

3.2 输出模块输出模块用于将CPU处理后的数字信号输出给外部设备，控制其运行状态。

常见的输出设备包括继电器、电磁阀、伺服驱动器等。

4. 存储器存储器主要用于存储用户程序、数据和临时变量等信息。

除了CPU中的存储器之外，PLC还可以通过扩展存储器来增加存储容量。

可编程控制器教程课程设计课程概述可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种专门用于工业自动化控制的数字计算机，是工业控制领域的重要组成部分。

本课程旨在让学生掌握PLC的基本原理、编程思路和实际应用，培养学生工业控制的实际操作能力。

课程目标1.掌握PLC的基本原理和工作方式。

2.熟悉常用PLC编程软件的使用。

3.学习PLC的各种命令和函数，并能够熟练编写简单程序。

4.能够使用PLC控制常用的工业设备，如电机、气缸等。

5.能够进行简单的PLC系统的故障排除和维护。

教学内容本课程涵盖PLC的基本原理、编程思路和实际应用。

第一部分：PLC基础知识1.1 PLC的定义和发展历史 1.2 PLC的基本组成和工作原理 1.3 PLC的输入输出模块 1.4 PLC的通信接口和网络第二部分：常用PLC编程软件2.1 Siemens STEP7编程软件 2.2 Mitsubishi GX Works2编程软件 2.3 Omron CX-One编程软件第三部分：PLC编程语言3.1 梯形图指令 3.2 逻辑指令 3.3 计时器指令 3.4 计数器指令 3.5 数字指令 3.6 移位指令 3.7 循环指令第四部分：PLC应用实例4.1 电机控制实例 4.2 气缸控制实例 4.3 温度控制实例 4.4 液位控制实例教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法，包括课堂讲授、实验操作、课程设计等环节。

课堂讲授由教师在台上进行知识传授，让学生掌握PLC的基本原理和编程思路。

实验操作通过实验操作让学生了解PLC的实际应用，培养其实际操作能力。

课程设计通过课程设计让学生掌握PLC的实际应用能力，提高学生的工程实践能力。

教学评估本课程采用综合评价的方法进行评估，包括考试、实验报告和课程设计等环节。

每个环节占比如下：1.考试占50%；2.实验报告占30%；3.课程设计占20%。

参考资料1.《PLC原理与应用》2.《Siemens STEP7编程指南》3.《Mitsubishi GX Works2编程指南》4.《Omron CX-One编程指南》总结本课程旨在让学生掌握PLC的基本原理、编程思路和实际应用，培养学生工业控制的实际操作能力。

可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）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。

以下是一些关于可编程控制器的基本知识：
结构：可编程控制器由微处理器、存储器、输入/输出接口、电源等部分组成。

其中，微处理器是控制器的核心部件，实现各种逻辑运算、算术运算，并对整个控制系统的各个部分的工作进行协调与控制。

存储器用于存放系统程序、用户程序、逻辑变量、输入/输出状态的映像等数据信息。

输入/输出接口是与被控对象设备或周边其他控制器相互联系、交换信息与指令的通道。

电源为整个控制器的电力供给中心，包括内部电源和外部电源，分别用于控制器内部元件的工作用电和传送设备上各传感器信号、驱动设备的各种执行元件。

工作原理：以可编程控制器为核心加入各种辅助器件（传感器、驱动器件等）构成控制系统，以顺序+反馈的方式实现设备的自动化运转。

主要特点：抗干扰能力强，可靠性高；程序简单易学，系统的设计调试周期短；安装简单，维修方便；采用模块化结构，体积小，重量轻；丰富的I/O接口模块，扩展能力强。

应用范围：可编程控制器在工业控制领域应用广泛，包括顺序控制、计数和定时控制、位置控制、模拟量控制、数据处理、通信联网等方面。

总之，可编程控制器是一种功能强大的工业自动化控制器，其基本知识包括结构、工作原理、主要特点和应用范围等方面。

了解和掌握这些基本知识有助于更好地应用可编程控制器进行工业控制系统的设计和应用。

可编程控制器基础知识第一节概述一、什么是PLC可编程控制器（Programmble Controller）简称PC或PLC。

它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。

目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。

国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。

在草案中对可编程控制器定义如下：“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指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。

定义强调了PLC应直接应用于工业环境，必须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和广阔的应用范围，这是区别于一般微机控制系统的重要特征。

同时，也强调了PLC用软件方式实现的“可编程”与传统控制装置中通过硬件或硬接线的变更来改变程序的本质区别。

近年来，可编程控制器发展很快，几乎每年都推出不少新系列产品，其功能已远远超出了上述定义的范围。

二、PLC的产生与发展在可编程控制器出现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位，应用广泛。

但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，特别是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。

1968年美国通用汽车公司（G.M）为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。

可编程控制器可编程控制器，英文简称PLC(Programmable Logic Controller)，是一种数字化的工业控制电子设备。

它可以接收各种输入信号进行逻辑运算和算法处理，并控制执行机构实现自动化控制。

PLC具有功能强大、稳定可靠、应用广泛等特点，在工业领域发挥着重要的作用。

本文将深入探讨可编程控制器的原理、结构、工作方式及其应用。

一、可编程控制器的原理可编程控制器的原理就是模拟人类的逻辑思维和动作行为，将其转化为机器能够识别的信号和指令，实现对工业生产的各个环节进行自动化控制。

通俗的说，PLC就是一个工业控制计算机，它能够运行预设的程序，根据输入信号的变化进行逻辑判断和计算，输出执行信号控制执行机构实现自动化控制。

二、可编程控制器的结构可编程控制器的结构一般包括中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块等组成部分。

1.中央处理器(CPU)中央处理器是可编程控制器的核心部件，它负责接收输入信号，进行运算处理，并输出控制信号。

不同品牌的PLC中央处理器的运算速度和处理能力各异，但都具有高度的稳定性和可靠性。

2.输入模块输入模块负责将现场信号转化为数字信号，输入到PLC的CPU中进行处理。

输入信号一般包括开关信号、模拟量信号、计数信号等各种类型的信号。

3.输出模块输出模块则负责将PLC的控制信号转化为现场所需的物理信号，控制执行机构进行动作。

输出信号一般包括电压、电流、电机驱动信号等。

4.通信模块通信模块则是连接PLC和其他通讯设备的接口，一般包括以太网、串口、Profibus等不同类型的通讯方式，能够实现PLC与PC、HMI、变频器等的数据交换和互联。

三、可编程控制器的工作方式PLC的工作方式可以大致分为以下三个步骤：1.输入信号采集PLC会定期对输入模块采集的信号进行扫描，并将采集到的信号传递给CPU进行处理。

输入信号的变化会触发CPU执行相应的程序。

2.程序运算CPU收到输入信号后，将对程序进行运算，它会根据预设的逻辑算法进行处理，并输出相应的控制信号，控制输出模块向执行机构发出相应的指令。

可编程控制器的基本组成及特点1.前言可编程控制器（P rog r am ma bl eL og ic Con t ro ll er，简称P LC）是一种专门用于工业控制的电子设备，具有高可靠性、可编程性和灵活性等特点。

本文将介绍可编程控制器的基本组成和其特点。

2.可编程控制器的基本组成2.1中央处理单元（C P U）可编程控制器的中央处理单元是其核心部件，负责进行数据处理、逻辑判断和控制指令的执行。

C PU通常由微处理器和存储器组成，其运行速度和处理能力直接影响着可编程控制器的性能。

2.2输入/输出模块（I/O模块）输入/输出模块是可编程控制器与外部设备进行通信的接口。

它能够接收来自传感器的信号并将其转换为数字信号，同时也能将数字信号转换为控制信号发送给执行器。

I/O模块可以分为数字型和模拟型两种类型，广泛应用于工业自动化领域。

2.3编程设备编程设备是用于编写和调试可编程控制器程序的工具。

通常包括编程软件和编程电缆。

编程软件提供了一个图形化界面，使用户能够使用类似逻辑图的方式进行程序设计。

编程电缆则用于将编写好的程序下载到可编程控制器中进行运行。

2.4电源模块电源模块提供可编程控制器所需的电源供应。

它能够将交流电转换为可控制器所需的直流电，并对电源进行稳压、过流保护等处理，确保可编程控制器的正常运行。

2.5总线模块总线模块用于实现可编程控制器内部各模块之间的通信。

它可以传输数据、控制信号和时钟信号，实现各模块之间的数据交换和协同工作。

3.可编程控制器的特点3.1可靠性高可编程控制器采用了工业级的设计和材料，具有良好的抗干扰能力和耐热、耐寒的特点。

它可以在恶劣的工作环境下稳定运行，能够长时间保持系统的稳定性和可靠性。

3.2可编程性强可编程控制器具有良好的可编程性，用户可以通过编程软件进行程序设计和修改，实现对控制系统的灵活调整。

其图形化编程界面简单易用，使得普通用户也能够快速上手。

3.3扩展性好可编程控制器具有良好的扩展性，可以根据实际需要添加或替换各种功能模块，实现对控制系统的功能扩展和定制化。