300plc(plc)
1.plc基礎知識
在自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。
目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，應用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。為了使各位初學者更方便地了解PLC，本文對PLC的發(fā)展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介，以期對各位網友有所幫助。
一、PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller(PC)。個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC)，現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。
PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。
它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。
上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。
二、PLC的構成 從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 三、CPU的構成 CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。
進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規(guī)定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。
內存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。
CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。
運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 四、I/O模塊 PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。
I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。
常用的I/O分類如下： 開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。
五、電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。 六、底板或機架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的。
2.PLC的基礎知識
PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。
它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。
PLC的基本構成 概述 從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：電源 PLC的電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源，在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。
如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。
中央處理單元（CPU） 中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞，是PLC的核心起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。
當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。
CPU速度和內存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。輸入輸出接口電路（I/O模塊） PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。
I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 1.現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。
2.現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。 常用的I/O分類如下： 開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。底板或機架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。
功能模塊 如計數(shù)、定位等功能模塊 通信模塊 如以太網、RS485、Profibus-DP通訊模塊等 編程設備 編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。
人機界面 最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。編輯本段 PLC的特點 可靠性高，抗干擾能力強 PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。
從PLC的機外電路來說。
3.PLC的基本常識有哪些
PLC是自動控制技術的核心產品。
據(jù)PLC的全球市場的領導者AB公司（現(xiàn)被ROCKWELL收購）的定義，“PLC是一種固態(tài)控制系統(tǒng)，有一個用戶可編程的內存，其中的指令可以用來實現(xiàn)特定的功能，如I/O控制邏輯，延時，計數(shù)，算法和數(shù)據(jù)處理?！?可編程控制器最早是用來代替硬接線的繼電器板的，由于這些繼電器板體積龐大而且接線復雜，每次控制方案改變都要重新接線，早期的PLC用邏輯關系來代替這些接線。
后來，PLC的功能被大大擴充了。過去，PLC適用于離散過程控制，如開關、順序動作執(zhí)行等場所，但隨著PLC的功能越來越強大，現(xiàn)在的PLC也開始進入過程自動化領域，已經具有復雜數(shù)據(jù)運算、PID控制以及與企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)的通訊功能。
PLC的基本硬件配置通常由CPU模塊、電源模塊、I/O模塊和通訊模塊組成，這些模塊通常有一個外殼，并且都插在一塊底板上，也有采用模塊之間的接口，而不用底板，模塊的安裝都在一個標準的DIN導軌上。對于規(guī)模較小的微型和小型PLC來說，以上模塊沒有單獨的外殼，電源、CPU和I/O板以線路板的形式被裝在同一個外殼之內。
除了以上的基本硬件配置外，PLC還包括人機界面、監(jiān)控計算機、編程器（現(xiàn)在一般用普通的筆記本電腦代替），以及I/O擴展模塊和一些特殊模塊。 PLC通常根據(jù)CPU所帶的I/O點數(shù)的規(guī)模分為微型PLC、小型PLC、中型PLC、大型PLC、PC插卡式PLC以及PC兼容的PLC。
各種規(guī)模分類標準如下： 表1.1：典型PLC分類 PLC種類 外觀 典型I/O點數(shù)范圍 典型應用 微型PLC 固定I/O，磚塊式 513點 分布式系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng) PC插卡式PLC ISA或PCI總線卡式 >129點 機器控制，監(jiān)控系統(tǒng) PC兼容控制器 模塊式，大或小機架 >129點 機器控制，監(jiān)控系統(tǒng) 根據(jù)最新的IEC61131-3的PLC的標準，PLC的編程方式通常分為文本方式和圖形方式；文本方式有指令集和結構文本兩種方式，圖形方式為梯形圖和功能塊圖方式。 圖2.1 梯形圖的概念 PLC的最基本和常用的編程方式是梯形圖方式。
梯形圖是一種程序，對設備的動作指令邏輯以一種類似在一個梯形（相當于線圈的母線）上的線圈來表示。在一個梯子上的線圈數(shù)通常是有限的，而每個線圈的動作的數(shù)量也是有限的。
在圖2.1中，示出了一個梯形圖，有N個線圈，每個線圈有三個功能動作。PLC在由最上面的線圈1開始解釋和執(zhí)行該梯形圖，先執(zhí)行功能1，然后移到線圈2，執(zhí)行線圈2的功能1，然后移到線圈3、4、，。
直到線圈N，執(zhí)行完線圈N的功能1后，返回到線圈1，執(zhí)行功能2，這樣，當N個線圈上的三個動作執(zhí)行完畢后，這個梯形圖的任務就算完成了。
新的PLC還有結構功能圖（SFC）和流程圖組態(tài)功能（FLOW-CHART BLOCK），但通常使用較少。 PLC通常都具備安全關機功能，指在掉電或故障時，整個PLC的關機是按照一定的安全順序進行停機的，保證PLC不會發(fā)生損壞。
通常，PLC在操作時，內部的運行程序有五個步驟組成：1） 執(zhí)行自檢程序；2）寫I/O; 3）處理邏輯程序；4）讀I/O;5）處理通訊程序。見圖2.2。
圖2.2 PLC的程序操作步驟 每次PLC一上電，它就立即開始運行一系列的自檢程序，確認各部件可以正常工作，在自檢時，如果發(fā)現(xiàn)異常，它將自動關機，以防損壞。當所有的自檢程序通過后，就執(zhí)行步驟2，同時，啟動看門狗定時器以防系統(tǒng)失敗，看門狗定時器監(jiān)視CPU送出的信號，只要能夠收到該信號，表示系統(tǒng)正常，一旦收不到該信號，則PLC就知道有問題發(fā)生，PLC執(zhí)行什么動作取決于編程時對它的規(guī)定。
步驟2指將輸出緩沖器的I/O數(shù)據(jù)輸出到I/O模塊中去。這些數(shù)據(jù)是經過處理的，因此其會將I/O點設置在一個合適的狀態(tài)，PLC在試圖讀取I/O之前總是先執(zhí)行這個指令，以確保它開始于一個正確的狀態(tài)。
步驟3的邏輯解析指對梯形圖的解析。PLC從邏輯圖的最上端的線圈開始先執(zhí)行第一個功能，然后到第2個線圈的第一個功能，當所有的線圈的第一個功能解析完后，又回到第一個線圈開始解析第二個功能，這樣依次，直到梯形圖中所有的線圈的所有功能都解析完。
步驟4：一旦所有的梯形圖程序解析完畢，就開始執(zhí)行步驟4，即讀取I/O模塊的信號。這時，送到I/O模塊和來自I/O模塊的信息都會被檢驗兩次，以確認在這一時刻的解釋無誤。
這一步完成后，PLC就進入步驟5，這一步檢查所有的外部通訊接口，比如計算機、人機界面、或任何形式的外部連接設備，此時，PLC也可以檢測到外部來的輸入信號。 到此，PLC執(zhí)行完了一次掃描，圖2.2的每個步驟都執(zhí)行一遍就稱為一次掃描。
從第二次掃描開始，只要不是剛開機，步驟1就可以不執(zhí)行。因此，只要看門狗給出系統(tǒng)正常的信號，后面的掃描只執(zhí)行步驟2到5。
有時，步驟5也可以不執(zhí)行或者多個周期才執(zhí)行一次，這樣，PLC的運行速度會快一些。 PLC比較擅長的領域是機器工具，機器人，自動裝配系統(tǒng)，物流系統(tǒng)，柔性制造單元和大量的其它的系統(tǒng)。
近年來，隨著PLC的CPU處理能力的提高，早已不局限于開關的的控制，也具備常規(guī)的PID控制的功能，PLC開始進入原來只有DCS才能進行的以模擬控制為主的連續(xù)流程領域。
4.plc基本知識簡介
可編程控制器，工控入門基礎。
以CPU為中心，綜合計算機技術，自動控制技術，通訊技術發(fā)展起來的新型工業(yè)自動裝置。··省去大量開關量，繼電器，I/O點數(shù)進出，模塊式，整體式。
PLC軟件編程基于Windows的編程語言標準，編程語言五種，指令表 梯形圖，順序功能圖，功能塊圖，結構化文本，梯形圖為常用編程語言。PLC的指令系統(tǒng)有：基本指令，定時器/計數(shù)器指令，移位指令，傳送指令，比較指令，轉換指令，BCD運算指令，二進制運算指令，增量/減量指令，邏輯運算指令，特殊運算指令等。
可以轉換編程語言。PLC可以與人機界面，觸摸頻，伺服運動系統(tǒng)，變頻器，軟啟動，DCS，數(shù)控設備等， 起到主控作用。
具體見學習加實習。
5.PLC新手入門知識
我先對現(xiàn)在好多網上宣傳花幾百塊買些資料自學就可以拿到上萬的月薪的事說明一下，第一：光看資料視頻你是學不會PLC的，除非你的智商達到250。第二：一般搞PLC的不可能拿到那么高工資，當然有部分高水平的除外。不過你也不必氣餒，如果要搞工控，PLC是必須要掌握的，至于工資嘛也看你的水準了，努力肯定會有回報的。
對于初學PLC入門最大的一個難點不是怎樣學習編寫程式，也不是怎樣讓一臺電機轉動起來（這些東西到處都找得到答案），而是怎樣將傳感器.開關.電機等接入系統(tǒng)，怎樣和PLC連接起來，怎樣下載程式，還包括怎樣認識元件如各種傳感器.開關.馬達等等，這些都是很細節(jié)的東西，然而這也是讓初學者很困惑的事，一不小心就會對初學者的信心造成致命的打擊，可惜這些書本上基本找不到或者說沒有總結起來。所有呢要學習PLC最主要的是實踐。我總結了以下幾種學習PLC的方式，共大家參考下，主要還是看各自的自身情況而定。
第一：找一家做非標的公司先做一下助理電控工程師（或者有相同崗位的其他公司），這樣的好處主要是不僅可以全面學習PLC各個方面的知識還可以拿工資養(yǎng)活自己。
第二：如果找不到公司要你，而你又是真想干這一行，那你就可以自己先掏一點錢去進一個培訓機構學習，當然要找一個好點的機構，不然學不到東西不說又賠錢浪費時間。
第三：要是你現(xiàn)在沒時間去培訓機構同時又找不到合適的工作怎么辦呢，那就只有自學了，不過還是那句話光看書是學不會的，我建議在淘寶上去買一套PLC學習機，當然了不是1百多塊那種玩具機了，那種買來也沒啥用，是帶有PLC的做好系統(tǒng)架構的機器，至于價格嘛看自身情況而定，覺得合適就好，當然了初學者也不用花很多錢去買，我覺得1000一下比較合適。
以上三點主要看自身情況，第一點當然是最好的，不過這種事是可遇而不可求的。次一點的當然是第二種了，有人當面指導肯定比自學快，缺點就是需要幾個月時間和不小的花費了。第三點是沒辦法才取的法子，比如在值的上班人員沒辦法抽時間去學，還有就是有時間但是沒地方去學，所以呢，要是自己自學的話最好買一套PLC學習機來能，比看書強很多。
大家選好了學習方式，接下來講一下入門的PLC品牌選擇。現(xiàn)在在大陸最流行的PLC主要是三菱，西門子，omron,ab。用得最多的還是三菱，入門的話就隨大眾吧。在這里我還是要強調一下學習PLC最重要的是實踐，做一次比看一百次書都頂用.我還是要俗一把，當然我的講法也是與眾不同的，學PLC之前呢最好先學習一下繼電器，大家不要小看繼電器，能用繼電器做控制電路的話你在學PLC不僅快而且理解深刻。長話短說，
1：學習繼電器 ，延時器，計數(shù)器
2：認識各種傳感器，開關，電磁閥，馬達及其相關。
3：買一臺PLC學習機
4：上傳程式，調試程式，自己動手寫程式。
5：將PLC學習機拆掉，自己動手組裝，并加上自己的創(chuàng)意。
6：以上5點搞定，你已經超越了PLC初學者了，應該可以自己搞一些小案子了。
希望我說的能幫助你。
6.PLC的一些基本常識
前段時間看PLC書總結出來的一些基礎知識 @：上升沿微分 %：下降沿微分 ?。毫⒓此⑿?！@：上升沿微分/立即刷新 ！%：下降沿微分/立即刷新 （不適用于追加任務） A200.15 任務初次啟動標志 A200.14 任務上升沿標志 A200.11 第一次循環(huán)標志 A295.12 任務出錯標志（當在一個循環(huán)周期內不存在一個可執(zhí)行狀態(tài)的周期執(zhí)行任務或追加任務時，或不存在分配給周期執(zhí)行任務的程序時，或不存在分配給啟動的中斷任務（包括追加任務）的程序時，任務出錯標志置1)。
A294 出錯的任務號通道 （1）數(shù)（4bit）傳送指/jslfb2008/archive/2009/01/04/3707174.aspx。
