新编PLC编辑入门（图文教程）

PLC ，(ProgrammableLogic Controller) ，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller”，是用于自动控制的控制器。与当时作为控制领域的主流的利用继电器的自动控制方式相比，具有：易于编写、修改程序；高度的控制性能；无触点、长寿命；高可靠性等多项良好特性，因此迅速得到推广普及。

最近，随着半导体技术的飞速发展，可编程控制器更加小型化、高性能化、低价格化。

现在，PLC的应用领域早已不仅限于生产设备，在楼宇自动化、列车、汽车、自动售货机、停车场管理、水库控制等各种领域，PLC也都得到越来越广泛的应用。

可编程控制器是顺序控制专用的控制器，正式英文名称是ProgrammableController(简称PC)。

在中国为了与个人计算机相区别，简称为PLC(沿用旧称Programmable Logic Controller)。

可编程控制器(以下简称PLC)将来自输入设备的信号，按照给定的条件进行处理、运算、判断并将该结果输出到外部设备。

在PLC诞生之前，自动控制是利用继电器、定时器等组合实现的。

因此，伴随着控制内容的改变，必须花费很多时间进行配线施工，在实际应用中存在很多缺点。与计算机控制相比，PLC最大的不同点是：

1.配备有丰富的顺序控制专用指令

2.通过专用指令能够方便地编制程序

3.高速度重复循环执行程序(扫描)

4.充分考虑到恶劣的使用环境，抗干扰能力强

由于上述原因，PLC作为自动控制用控制器当前最为普及。

顺序控制器的种类及变迁

PLC 的机型选择

PC在引入PLC时，应根据控制对象选择PLC的型号，但是在选择时请注意以下几点：【PLC机型选择要点】

1.控制规模(I/O点数)

2.指令处理速度：近年的PLC已经被高速化，用于通常用途时基本不存在处理速度的问题。

3.程序容量：至少需要输入输出点数100倍左右的程序容量。

可编程控制器的构成

编程的基础知识

1PLC的回路图

在PLC中使用的回路图被称为梯形图。

梯形图是使用触点符号、把自动控制动作用电气回路来表示的“高级编程语言”。回路图举例：同时按下按钮SW（PB1、PB2），则灯（L1）亮。

2梯形图的阅读方法

3什么是梯形图

梯形图为二次世界大战期间所发展出来的自动控制图形语言，是历史最久、使用最广的自动控制语言，最初只有A（常开）接点、B（常闭）接点、输出线圈、定时器、计数器等基本机构装置（今日仍在使用的配电盘即是），直到可程控器PLC出现后，梯形图之中可表示的装置，除上述外，另增加了诸如微分接点、保持线圈等装置以及传统配电盘无法达成的应用指令，如加、减、乘及除等数值运算功能。

无论传统梯形图或PLC梯形图其工作原理均相同，只是在符号表示上传统梯形图比较接近实体的符号表示，而PLC则采用较简明且易于计算机或报表上表示的符号表示。在梯形图逻辑方面可分为组合逻辑和顺序逻辑两种，分述如下：

1.组合逻辑：

分别以传统梯形图及PLC梯形图表示组合逻辑的范例。

行1：使用一常开开关X0（NO：Normally Open）亦即一般所谓的〝A〞开关或接点。其特性是在平常（未按下）时，其接点为开路（Off）状态，故Y0不导通，而在开关动作（按下按钮）时，其接点变为导通（On），故Y0导通。

行2：使用一常闭开关X1（NC：Normally Close）亦即一般所称的〝B〞开关或接点，其特性是在平常时，其接点为导通，故Y1导通，而在开关动作时，其接点反而变成开路，故Y1不导通。

行3：为一个以上输入装置的组合逻辑输出的应用，其输出Y2只有在X2不动作或X3动作且X4为动作时才会导通。

2.顺序逻辑：

顺序逻辑为具有反馈结构的回路，亦即将回路输出结果送回当输入条件，如此在相同输入条件下，会因前次状态或动作顺序的不同，而得到不同的输出结果。

分别以传统梯形图及PLC梯形图表示顺序逻辑的范例。

在此回路刚接上电源时，虽X6开关为On，但X5开关为Off，故Y3不动作。在启动开关X5按下后，Y3动作，一旦Y3动作后，即使放开启动开关（X5变成Off）Y3因为自身的接点反馈而仍可继续保持动作（此即为自我保持回路），其动作可以下表表示：

装置状态动作顺序X5开关X6开关Y3状态1不动作不动作Off2动作不动作On3不动作不动作On4不动作动作Off5不动作不动作Off

由上表可知在不同顺序下，虽然输入状态完全一致，其输出结果也可能不一样，如表中的动作顺序1和3其X5和X6开关均为不动作，在状态1的条件下Y3为Off，但状态3时Y3却为On，此种Y3输出状态送回当输入（即所谓的反馈）而使回路具有顺序控制效果是梯形图回路的主要特性。

梯形图组成图形及说明：

4ST·ST／·OT指令

ST（初始加载）· ST／（初始加载非）· OT（输出）

ST ＝　把A型触点连接到母线上的指令。

ST／＝把B型触点连接到母线上的指令。

OT＝向输出继电器线圈的输出指令。

ED＝表示程序结束。

5AN（逻辑与）指令

AN（AND 逻辑与）

AN＝把Ａ型触点串联连接

6AN/（逻辑与非）指令

AN／（AND NOT逻辑与非）

AN／＝把B型接点串联连接

7OR·OR/指令

OR（逻辑或）·OR／（逻辑或非）

OR＝把A触点并联连接

OR／＝　把B触点并联连接

这是非常重要的基本回路之一

8编程时的注意事项

线圈的位置·双重输出：

1.在OT指令的线圈与右侧母线之间不能写有触点。

2.不能把输出指令直接连接到母线上。

3.相同序号的OT指令或定时器指令、计数器命令是错误的。

9程序错误一览表

CPU的「ERROR／ALARM」灯闪烁时，说明PLC上有某种错误发生，需要确认错误内容并加以处理：

PLC的基本回路

编程实践

实践步进跟踪编程法，绘制时序图

如果使用步进跟踪法，不论是谁都能简单地、机械地编制程序。

利用步进跟踪编程法，按照以下步骤编写程序。

把机械动作的动作过程用时序图表示。

请务必绘制时序图。如果能够绘制出时序图，则可以认为任务已经完成一半。

按照上述时序图，编写梯形图程序。

时序图绘制方法

① 根据用户的要求，将机械动作的输入和输出表述为时序图的形式。(到此步骤为止，请与用户一边商讨一边绘制)

② 通过表达机械动作機械的时序图，绘制出利用自保持回路、按步分解的时序图(此为设计工作)将输出发生变化的时刻点作为每一步的开始点，这样可以使每一步的分解方法易于理解。

步进跟踪编程法实践，编写梯形图

按照绘制好的时序图编写梯形图程序。

【编程方法】利用步进跟踪编程法的编程要点：

①利用自保持回路记忆各步序。

②利用微分指令使自保持回路ON/OFF。

③务必在自保持回路的ON的部分中加入限制条件。

④自保持回路在最后之前不应置OFF，而应该在最后一齐置OFF。

⑤对于结束信号，应利用微分信号在限制条件中加入前一个的自保持输出。

⑥结束信号采用。

⑦输出控制部分集中放置到整个程序的最后。将步序记忆回路程序块与输出回路程序块分开编写，可以使程序检查变得非常轻松。

便利命令介绍

PLC指令及各项图形结构的整合转换

本文部分节选自《松下PLC入门绝佳教程》

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PLC编程到底是啥？看电气大神讲PLC，膜拜！真是一针见血

PLC常见的用途是替代电气控制中的继电器逻辑控制电路。例如电机控制、变电站市电进线互投和自备发电机起停控制、过程控制DCS操控系统和楼宇消防系统控制等等。一般的城市居民小区高层建筑的水压控制，就是采取PLC配套变频器执行水泵操控的。

PLC更重要的用途是构建数据交换系统，它把现场总线变换为工业以太网，实现现场设备与后台的数据交换，以及接收和执行遥控命令等等。

在工业、民居、国防、交通（地铁、港口、民航）、银行和移动的数据中心中都大量使用PLC，由此可见PLC的用途之广。

PLC的硬件系统简介

图1：ABB的AC500系列PLC

图1的左侧是通信接口模块，它能实现PLC的通信数据和网络数据交换。向右显示了"AC 500"的是PLC的主体，即CPU模块。再往右是开关量输入/输出模块以及模拟量输入输出模块。

由此我们看到，PLC类似于一个单片机系统。事实上，PLC就是单片机智能化系统，但它的可靠性和稳定性非常高，远远超过了一般的单片机。

在工业环境下的电磁骚扰强烈，所以PLC必须要满足国家标准对电磁骚扰的要求。有关电磁骚扰的国家标准如下：

图2：国家标准中对工业条件下电磁骚扰的测量方法和要求

PLC抵御电磁骚扰的硬件措施包括电源隔离、开关量输入接口采取光电隔离、模拟量也采取光电隔离等措施。输出接口的电磁骚扰会弱一些，但也需要采取一定的措施，包括OC门和继电器接口等等。

为了提高PLC的可靠性，在重要场合还采取主PLC与从PLC冗余配套工作的措施，见下图：

图3：PLC的冗余措施

我们原来在变电站电力监控系统中用工业控制计算机作为中间层面的数据处理中心，但工业控制计算机存在电源故障、硬盘故障，抗电磁骚扰能力弱，后来就淘汰了，转而使用PLC作为数据处理中心。下图是《低压成套开关设备的原理及其控制技术》中的插图：

图4：图中的CCU就是PLC构建的通信管理中心

在图4中，既有利用PLC执行低压进线、母联和自备发电机间的备自投系统，也有执行数据交换的PLC系统。

PLC的软件系统

学过初级编程知识的人都知道循环语句。一旦程序进入死循环，程序事实上就是死机了。对于PLC来说也是如此。一旦PLC进入死循环，它的接口会复位，被控制量会发生严重问题。因此，PLC的程序语句是一条条顺序执行的，一直运行到最后一条再返回，不会出现死循环。即便是转移指令，只要转移条件满足就转移，否则跳过转移程序段继续执行。

这就是PLC软件系统的可靠性很高的原因之一。

我们看下图：

图5：PLC的模块化编程语言

图5摘自北京地铁工程的PLC程序局部。

PLC程序格式有两种，其一是梯形图格式，其二是模块化编程语言格式。对于较复杂的PLC程序，一般都采用模块化编程语言来编写。不管是梯形图也好，是模块化编程语言也好，它们都必须符合国际电工委员会IEC61131-3标准的要求。

下图是用于控制电机实现星三角转换的程序：

图6：电动机星三角转换的PLC程序局部

图6中的STEP2和STEP3就是转移程序端。如果不符合条件，程序会跳过转移程序段执行。

最有意思的是PLC的PID程序模块，很有使用价值。

给大家的建议

学习PLC技术，刚开始大都以梯形图为主。实际上，PLC刚开始学习时无非就是控制十字路口红绿灯等等，真正的PLC技术绝不仅仅在于此，只要做过一个工程，对PLC的认知就会大幅提升。

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