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PLC 应用设计步骤和简介－初学者
PLC 的工作方式和通用微机不完全一样，因此用 PLC 设计自动控制系统与微机的控制系统 的开发过程也不完全一样。需要根据 PLC 的特点，以程序形式来体现其控制功能。设计可 按照下图中几个步骤进行。
1．确定控制对象及控制范围 详细了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，归纳出工作循环和状
态流程图。
2．PLC 型号的选定
根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行 I/O 点数和 I/O 点的类型（数字量、 模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源 的机型（小、中、大形机器）。并且结合市场情况，考察 PLC 生产厂家的产品及其售后服务、 技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的 PLC 机型。
3．硬件设计
根据所选用的 PLC 产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求，同时考 虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电器控制系统总装配图和接线图。
4．软件设计
（1）在进行硬件设计的同时可以同时着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据 控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是 PLC 应用的关键的问题，程序的编写是软件 设计的具体表现。在程序设计的时候建议将使用的软继电器（内部继电器、定时器、计数器 等）列表，标明用途以便于程序设计、调试和系统运行维护，检修时候查阅。
（2）程序初调也成为模拟调试。将设计好的程序通过程序编辑工具下载到 PLC 控制单元 中。由外接信号源加入测试信号，通过各种状态指示灯了解程序运行的情况，观察输入/输 出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，消除缺陷，直到 满足设计的要求为止。
5．现场调试
在初调合格的情况下，将 PLC 与现场设备连接。在正式调试前全面检查整个 PLC 控制系 统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O 连线等。在保证整个硬件连接的正确无误的情况 下即可送电。把 PLC 控制单元的工作方式布置为“RUN”开始运行。反复调试消除可能出现 的各种问题。在调试过程中也可以根据实际需求对硬件作适当修改老配合软件的调试。应保 持足够长的运行时间使问题充分暴露并加以纠正。试运行无问题后可将程序固化在具有长久 记忆功能的存储器中，并做备份（至少应该作 2 份）。
可编程控制器的维护和故障诊断
为了**系统的正常运行，定期对 PLC 系统进行检查和维护是必不可少的，而且还必须熟 悉一般故障诊断和排除方法。

结构整体式
整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成
plc结构
plc结构
在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一整的PLC。
控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。
组合式
组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成
plc组合
plc组合
若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。
叠装式
叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成独立的基本单元（由CPU和一定的I/O点组成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧

工作原理
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
输入采样
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
用户程序执行
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
输出刷新
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

西门子 PLC 的几种编程语言不同的商家的 PLC 有不同的编程语言，但就某个商家而言，PLC 的编程语言也就那么几 种。下面，以西门子 PLC 的编程语言为例，说明一下，各种编程语言的异同。 1、顺序功能图（SFC－Seauential Fuction Chart）这是位于其它编程语言之上的图形语言，用来编程顺序控制的程序（如：机械手控制程 序）。编写时，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，每步中包括控制输出的动作，从一 步到另一步的转换由转换条件来控制，特别适合于生产制造过程。西门子 STEP7 中的该编程语言是 S7 Graph。 2、梯形图（LAD－LAdder Diagram）这是使用使用多的 PLC 编程语言。因与继电器电路很相似，具有直观易懂的特点， 很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，特别适合于数字量逻辑控制。梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令构成。触点代表逻辑输入条件，线圈 代表逻 辑运算结果，常用来控制的指示灯，开关和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数 器或数算等附加指令。在程序中，左边是主信号流，信号流总是从左向右流动的。 不适合于编写大型控制程序。3、语句表（STL－STatement List） 是一种类似于微机汇编语言的一种文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语言表适合于经验丰富的程序员使用，可以实现某些梯形图不能实现的功能。4、功能块图（FBD－Function Block Diagram） 功能块图使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示，适合于有数字电路基础的编程人员使用。功能块图用类似于与门、或门的框图来表 示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小 圆圈表示“非”运算，方框用“导线”连在一起，信号自左向右。5、结构化文本（ST－Structured Text）结构化文本（ST）是为 IEC61131－3 标准创建的一种的编程语言。与梯形图 相比，它实现复杂的数算，编写的程序非常简洁和紧凑。STEP7 的 S7 SCL 结构化控制语言，编程结构和 C 语言和 Pascal 语言相似，特别适合于 习惯于使用语言编程的人使用。