6.2.1 PLC的软件与编程语言
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.1 PLC的软件与编程语言
3顺序功能图（Sequential Function Chart）。 简称SFC，它提供一种组织程序的图形方法，用于编制 流水生产线或顺序控制类程序。它包含动步、作和转换 三个要素。如图6-6，它体现了一种卓越的编程思想，
I/O单元是PLC与外部设备的连接桥梁。 １）输入单元
接受工业设备向ＰＬＣ提供的输入信号， 按信号类型分为数字量（如按钮、开关、继电器触点等）
和模拟量（过程检测变送器）输入。 输入单元对输入信号进行滤波、光电隔离、电平转换
等处理变为ＣＰＵ能接收与处理的信号。 开关量输入又分为三种类型：直流12～24V输入， 交流110V或220V输入，交直流12～24V输入。
也分为模拟量输出和开关量输出两种。 开关量输出通/断信号驱动执行元件，PLC有三种输出： （1）晶体管输出型 开关为晶体管，负载用直流电源。 （2）继电器输出型。输出开关器件为小型直流继电器，
负载可用交、直流。 （3）双向晶闸管输出型。输出开关器件为双向晶闸管。
负载可用交、直流。
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6.2.3 PLC的工作原理
1公共处理扫描阶段 包括PLC自检、执行外设命令和通信服务、
警戒时钟清零等。 2．输入采样扫描阶段 第一个集中批处理，PLC按顺序逐个采集所有输入端子 上的信号（不论是否接线），CPU顺序读取全部输入端， 并将所有采集的一批输入信号写入输入映像寄存器中。 3．执行用户程序扫描阶段 第二个集中批处理，CPU对用户程序按顺序进行扫描， 输入信号从输入映像寄存器中读取，其它信号从PLC的 元件映像寄存器中读取。在执行用户程序过程中，
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.4 PLC的分类与主要性能指标
2 PLC的主要技术指标 （1）用户存储器容量。 通常用K字（KW）、K字节（KB）或K位表示， （2）输入输出点数。 （3）扫描速度。指PLC扫描1KB用户程序所需时间， 4）编程指令的种类和功能。 PLC指令的种类和功能越多，用户编程就越方便简单。 （5）内部寄存器的配置和容量。 （6）PLC的扩展能力。
3）按功能上强弱分类，可分为以下三种： ①低档机：具有逻辑运算、计时、计数等功能，
可实现逻辑、顺序、计时计数等控制功能。 ②中档机：除低档机功能外，还有较强的模拟量
输入输出、算术运算、数据传送等功能， ③高档机：除中档机功能外，还有带符号运算、 矩阵运算等功能，还具有模拟量调节、联网通信 等功能，能进行智能控制、远程控制、大规模控制， 可构成分布式控制系统，实现工厂自动化管理。
第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.1 PLC的组成
如图6-3所示
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.2 PLC的软件与编程语言
6.2.2 PLC的软件与编程语言 PLC软件程序分为系统程序和用户程序两大类。系统程 序在用户使用PLC之前就已经装入机内，并永久保存。 用户程序是提供给用户进行二次编程使用的。是用户 为达到某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言 编写的程序，是一定控制功能的表述。同一台PLC用
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.1 PLC的组成
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.1 PLC的组成
2）．输出单元 输出单元将ＣＰＵ处理的弱电信号通过光电隔离、 功率放大等转换成外部设备所需的强电信号，以驱动 执行元件，如接触器、电磁阀、调速装置、信号灯等。
处理单元（CPU）、存储单元、输入/输出单元等构成。
1 ， 中央处理单元
中央处理单元（CPU）是PLC的核心。功能是接收并
存、取用户程序和数据。
常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机
（单片微处理器）和双极型位片式微处理器三种。
2，存储器
（1）系统程序存储区。用于存放系统程序。
（2）系统RAM存储区。包括I/O映像区以及
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.4 PLC的分类与主要性能指标
6.2.4 PLC的分类与主要性能指标
1．PLC的分类
1）按照硬件的结构形式分：
①整体式PLC：小型的PLC通常使用这种结构，
适用于简单的控制场合。
②模块式PLC：积木式结构，PLC组装灵活、
装配方便、便于扩展。适用于比较复杂的控制场合。
③叠装式PLC：配置灵活。
2）按容量（输入输出点数）分类：
①小型PLC：I/O点数一般在256点以下；
②中型PLC：I/O点数在256~1024点之间；
③大型PLC：I/O点数在1024点以上。
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6.2.4 PLC的分类与主要性能指标
逻辑线圈、数据寄存器、计数器、定时器等存储区。
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6.2.1 PLC的组成
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6.2.1 PLC的组成
（3）用户程序存储区。存放用户自行编制的用户程序。 3， 输入/输出（I/O）单元
在程序的编制中有重要意义。
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.2 PLC的软件与编程语言
4功能块图（Function blockdiagram） 是一种类似于数字逻辑电路的编程语言， 图6-7所示的就是用此语言编制的一段PLC程序。
5结构文本（Structu red text）
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.3 PLC的工作原理
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.3 PLC的工作原理
每次运算的结果都会立即写入元件映像寄存器， 元件状态立即可被将扫描到的指令所利用。
对输出继电器的扫描，写入输出映像寄存器中， 待输出刷新阶段集中进行批处理。 4．输出刷新扫描阶段
1梯形图（Ladder Diagram）
2指令表（Instraction List）。
功能与梯形图相同，但用助记符来表示指令功能，并按
程序结构逐句编写。二者有严格的一一对应关系。
图6-4（c）是三菱公司（b）梯形图程序的指令表。
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
有两个很大的优点，其一是能实现复杂的数学运算，
其二程序非常简洁和紧凑，用结构文本编制极其复杂
的数学运算程序非常方便。常用于大中型PLC实现
程序的自动编译。
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.3 PLC的工作原理
6.2.3 PLC的工作原理 PLC在运行状态，PLC通过用户程序来实现控制功能。 其工作过程有两个显著特点：一个是对运行全过程实施 周期性顺序扫描；周期性顺序扫描指用户程序不是只
§6.2 PLC的组成及工作原理
6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4
PLC的组成 PLC的软件与编程语言 PLC的工作原理 PLC的分类与主要性能指标
第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.1 PLC的组成
6.2.1 PLC的组成
如图6-1所示， PLC硬件配置与微机类似，主要由中央
于不同的控制目的时可以编制不同的用户程序。 用户程序存入PLC后，如需改变，还可以多次改写。
PLC是通过程序对系统进行控制的，各种厂家、 各种机型的PLC都用自己的编程语言来编制程序。
IEC规范PLC编程语言为以下五种形式：
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电
6.2.1 PLC的软件与编程语言
第三个集中批处理，在输出刷新阶段，CPU将输出映 像寄存器的“0”/“1”状态传送到输出锁存器中。
输出锁存器经输出端子驱动各输出所带的负载。 输出刷新阶段后，CPU进入下个扫描周期。如图6-9。
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6.2.3 PLC的工作原理
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执行一次，而是反复不断地重复执行，直到停机或 STOP状态。
一个是对过程中输入采样、执行用户程序、 输出刷新实施集中批处理。
当PLC启动后，先进行初始化操作，初始化后， PLC进入周期扫描过程。由图6-8可见，PLC的
工作过程可以分为4个扫描阶段：
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第4章 电工测量与工厂输配电和安全用电