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PLC(可编程逻辑控制器)
一本通



一 PLC 的定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
二 PLC 的组成结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1
三 PLC 的分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2
四 PLC 的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
五 PLC 编程——从菜鸟到高手⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
六 PLC 应用中需要注意的问题——工作环境和抗干扰⋯⋯22
七西门子 SIMATIC S7-300/400 问答集锦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23
八经典 PDF 推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 38
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一 PLC 的定义
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关
系进行连锁保护动作的控制及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气
控制系统来实现的。1968 年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美
国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电
气控制,这就是第一代可编程序控制器,称 Programmable Controller(PC)。
1987 年国际电工委员会(International mittee)颁布的 PLC 标准草案中对 PLC
做了如下定义:

“PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程
序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指
令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关
的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程
序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
上世纪 80 年代至 90 年代中期是 PLC 发展最快的时期,年增长率一直保持为 30~40%。在这时
期,PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC
逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。
二 PLC 的组成结构
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面
板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模
块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU 的构成
CPU 是 PLC 的核心,起神经中枢的作用,每套 PLC 至少有一个 CPU,它按 PLC 的系统程序赋予
的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,
并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错
误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生
相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
在使用者看来,不必要详细分析 CPU 的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理
解。CPU 的控制器控制 CPU 工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信
号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储
运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数,它们决定着 PLC 的工作速度,IO 数量及软件容量等,
因此限制着控制规模。
I/O 模块
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PLC 与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O 模块集成了 PLC 的 I/O 电路,
其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数
字信号进入 PLC 系统,输出模块相反。I/O 分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输
入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
常用的 I/O 分类如下:
开关量:按电压水平分,有 220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管
隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,
按精度分,有 12bit,14bit,16bit 等。
除了上述通用 IO 外,还有特殊 IO 模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按 I/O