2015年可编程控制器原理与应用复习资料

第1章可编程控制器概论1、PLC的定义和发展史【识记】定义：PLC是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

发展史：1968年，美国最大的汽车制造商----通用汽车（GM）公司，招标方式寻找一种新的工业控制器；1969年，美国数字设备公司（DEC）研制成功世界上第一台可编程控制器（PLC）。

2、PLC的典型结构组成【识记】中央处理单元（CPU模块）、输入模块、输出模块、电源模块3、中央处理器（CPU）主要完成的功能【领会】1）、接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；2）、用扫描方式接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器；3）、执行用户程序，进行数据处理，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，实行输出控制；4）、诊断电源和PLC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误。

4、存储器（RAM、ROM）的结构、工作过程【领会】RAM 随机存储器：掉电后数据丢失，可写可读，且读写速度非常快，存放用户数据；ROM 只读存储器：能读不能写，数据不会丢失，用于生产厂商存放系统程序；EEPROM 电可擦写只读存储器：可存可写，数据不会丢失，用于存储用户程序和需要长期保存的数据。

5、光耦合电路、输入接口电路的种类【识记】直流输入接口电路交流输入接口电路输入接口类型分为模拟量和开关量两大类，模拟量接收电位器和各种变送器传过来的模拟量信号，开关量接收按键、行程开关、转换开关、接近开关、继电器送来的开关量信号；光耦起到防止干扰和隔离的作用。

6、输出接口电路的种类【识记】输出模块类型有模拟量和开关量两大类，开关量输出输出模块有：继电器、晶体管、晶闸管三种输出接口类型。

7、PLC的功能【识记】1）、开关量的逻辑控制功能； 2）、运动控制功能； 3）、闭环过程控制功能；4）、数据处理功能； 5）、通信联网功能。

8、PLC的分类【识记】1）、按结构分为：整体式和模块式；2）、按模块大小分类：小型PLC：I/O点数小于等于256点；中型PLC：I/O点数在256到2048之间；大型PLC：I/O点数在2048以上。

9、PLC的特点和工作原理【识记与领会】PLC特点： 1)、可靠性高，维护方便； 2）、通用性强，使用灵活； 3）、功能完善，适应面广 4）、编程简单，容易掌握； 5）、体积小巧，结构紧凑；PLC工作原理：1）、初始化：确定自身的完好性，检查电源系统是否正确，消除各零件的随机状态，进行清零或复位处理；2）、扫描工作：每个扫描周期分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新阶段。

10、PLC与继电器控制系统的区别【识记】PLC有以下优点：1）、软件控制，速度提高（采用软继电器，开关速度快，没有磨损）；2）、使用灵活，适应性强； 3）、接线简单、调试快捷； 4）、串行工作，可靠性高（采用循环扫描方式）； 5）、体积小巧，能耗降低。

11、微机控制与PLC控制系统的区别【识记】微机控制特点：运算速度快、存储和处理数据与信息量大、有丰富的应用软件和实时操作系统；PLC控制系统特点：抗干扰能力强、各种功能模块齐全、设计安装维护方便、编程简单。

12、PLC的发展现状与趋势【识记】PLC的发展现状：功能起来超强，品种不断翻新，性价比不断提高，全世界销售量不断提升，已成为重要的产业之一；PLC的发展趋势：1）、产品规模向大、小两个方向发展； 2）、PLC在闭环过程控制中的应用日益广泛；3）、加强集中控制和网络连接能力； 4）、不断开发适应不同控制要求的特殊功能模块； 5）、编程工具丰富多样，功能不断提高，语言趋向标准化； 6）、发展容错技术 7）、追求软硬件标准化。

第2章 S7-200 PLC的结构与编程基础1、S7-200 PLC系统的构成【识记】1）、状态LED； 2）、外接卡插槽； 3）、通信口； 4）、电源及输出端子；5）、输入端子； 6）、传感器电源； 7）、I/O LED指示灯； 8）、RUN/STOP开关；9）、模拟量电位器； 10）、扩展模块连接电缆接口。

2、S7-200 PLC的五种CPU模块【识记】3、S7-200 PLC的三种数字量I/O扩展模块【识记】（1）、EM221数字量输入扩展模块：1）、8路DC 24V（直流输入）；2）、8路AC 24V（交流输入）；3）、16路DC 24V（直流输入）。

（2）、EM222数字量输出扩展模块：1）、8路DC 24V（晶体管输出）；2）、8路DC 24V /AC 120~230V（继电器输出）；3）、8路AC 120~230V（晶闸管输出）；4）、4路DC 24V（晶体管输出）；5）、4路DC 24V /AC 120~230V（继电器输出）。

（3）、EM223数字量输入/输出混合扩展模块：1）、4路DC 24V（直流输入）、4路DC 24V（晶体管输出）；2）、4路DC 24V（直流输入）、4路DC 24V /AC 120~230V（继电器输出）；3）、8路DC 24V（直流输入）、8路DC 24V（晶体管输出）；4）、8路DC 24V（直流输入）、8路DC 24V /AC 120~230V（继电器输出）；5）、16路DC 24V（直流输入）、16路DC 24V（晶体管输出）；6）、16路DC 24V（直流输入）、16路DC 24V /AC 120~230V（继电器输出）；4、S7-200 PLC的三种模拟量I/O扩展模块【识记】（1）、EM231 4路模拟量输入模块；（2）、EM231TC 4路热电偶温度输入模块；（3）、EM231RTC 2路热电阻温度输入模块；（4）、EM232 2路模拟量输出模块；（5）、EM235 4路模拟量输入/1路模拟量输出模块；5、S7-200 PLC的温度扩展模块【识记】同4的（2）（3）6、S7-200 PLC的四种通信扩展模块【识记】（1）、EM277 Profibus_DP从站模块，同时也支持MPI从站通信；（2）、EM241 调制解调器（Modem）通信模块；（3）、EM243-1 工业以太网通信模块；（4）、EM243-2 AS-Interface主站模块，可以连接62个Interface从站。

7、S7-200 PLC的控制系统的配置结构与原则【领会】（1）、系统的完整性；（2）、系统的可靠性；（3）、系统的可扩展性；（4）、经济性；8、PLC的编程语言【识记】（1）、梯形图（LAD）：1）、有独立回路的网络标号； 2）、左右各一条垂直母线，每一行由左开始； 3）、梯形图由触点、线圈和功能块组成。

（2）、语句表（STL）：用指令助记符进行编程的语言，类似于汇编语言，直观性差；（3）、功能块图（FBD）：类似于数字逻辑图，将与、或、非等各种逻辑关系的功能块按一定的控制逻辑组合起来，具有逻辑直观，使用方便等优点；（4）、顺序功能图（SFC）：称为流程图或状态转移图，对于具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，特别适用于工业顺序控制系统；（5）、结构文本（ST ）：较高的PLC 高级编程语言，可以实现复杂的数据处理和控制运算。

9、数制的表示与转换方法【领会】（1）、二进制：在数据前加2#表示二进制，如2#1010，10202120210123=⨯+⨯+⨯+⨯； （2）、十六进制：在数据前加16#表示二进制，如16#AF ，1751615161001=⨯+⨯； （3）、BCD 码：都采用8421BCD 编码，每四位表示一位10进制数； （4）、有符号整数：负数的最高位为1； （5）、实数：也称浮点数，由数符、尾数、阶符和阶码组成； （6）、字符串：均以字节形式存储，最大长度为255个字节。

10、S7-200 PLC 的程序结构【识记】（1）、主程序：每一个项目只能有一个，主程序中可以调用中断程序与子程序； （2）、子程序：可选，被其它程序调用； （3）、中断服务程序：用来处理不能预测的突发事件，由操作系统调用，S7-200PLC 最多128个。

11、S7-200 PLC 的数据存储区及每个区的作用【识记】（1）、输入映像寄存器I （输入继电器）：I0~I15,128个输入点，只能由外部信号驱动； （2）、输出映像寄存器Q （输出继电器）：Q0~Q15,128个输出点，只能由指令驱动； （3）、变量寄存器V （变量存储器）：存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果； （4）、位寄存器M （辅助继电器）：不能驱动负载，M0.0~M31.7； （5）、特殊寄存器SM （特殊继电器）：用来存储系统的变量及有关的控制参数，SM0.0~SM299.7； （6）、定时器T ：T0~T255； （7）、计数器C ：对输入脉冲个数进行累计，实现计数操作，C0~C255； （8）、高速计数器HC ：用来累计比PUC 扫描频率更快的事件，其值为32位有符号整数； （9）、模拟输入寄存器AIW ：将输入模拟量通过A/D 转换为1个字长数字量，存放到AIW 中； （10）、模拟输出寄存器AQW ：将数字量通过D/A 转换为模拟量，存放于AQW 中，位址为偶； （11）、累加器AC ：用来暂存数据的寄存器,4个累加器，为32位数据； （12）、局部变量寄存器L （局部变量存储器）：64个，60个可以暂时用作存储器或给子程序传送参数； （13）、顺序控制继电器S ：用于在顺序控制中组织设备的顺序操作。

12、S7-200 PLC 的寻址方式【领会】（1）、立即寻址：操作数本身便是操作码所需要的数据，如：MOVW 16#2A06 VW30 ，把16进制数2A06传送到VW30寄存器中；（2）、直接寻址：操作数是以其地址编号形式出现，如：MOVB VB30 VB40 ，把VB30寄存器的数据传送到VB40寄存器中；（3）、间接寻址：操作数是以其所在的地址的地址形式出现的，如MOVW 2000 *VD40 ，VD40中存放的是一个地址，该地址是源操作数2000要存放的地址。

b取反指令b 开串联指令b 闭串联指令b 开并联指令b 闭并联指令（ ）b输出指令串联指令并联指令（ S ）b 置位指令N （ R ）b复位指令N NOT 取反指令b常开触点I b 常闭触点I P正向脉冲跳变N负向脉冲跳变第3章 S7-200 PLC 的指令系统 1、位逻辑指令（1）、取指令： LD b --用于网络开始的常开触点，b 为位址；取反指令：LDN b --用于网络开始的常闭触点，b 为位址；（2）、常开触点串联指令： A b --常开触点‘与’功能，b 为位址；常闭触点串联指令： AN b --常闭触点‘与’功能，b 为位址；（3）、常开触点并联指令： O b --常开触点‘或’功能，b 为位址； 常闭触点并联指令： ON b --常闭触点‘或’功能，b 为位址； （4）、输出指令：= b --b 为驱动线圈的位址； （5）、电路块并联指令：OLD --将多个触点串联后形成的电路并联； 电路块串联指令：ALD --将多个触点并联后形成的电路串联；（6）、 逻辑入栈指令：LPS --复制栈顶的值压住堆栈，原栈底值丢失； 逻辑出栈指令：LPP -- 栈顶数据被弹出，原堆栈数据依次上弹， 栈底填入随机数值。