下载文档原格式
无锡市梢品课程国礙示范皎校琏段项目机床电艺与如俸制项目四:PLC基础知识学习模块一：PLC基本组成及原理学习可编程序控制器(Programmable Controller )原本应简称PC,为了与个人计•算机专称PC 相区别，所以可编程序控制器简称定为PLC (Programmable Logic Controller),但并非说PLC 只能控制逻辑信号。
PLC是专门针对丄业环境应用设汁的，自带直观、简单并易于掌握编程语言环境的工业现场控制装置。
一* PLC基本组成PLC基本组成包括中央处理器(CPU)、存储器.输入/输出接口(缩写为I/O,包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成，见图4-1。
PLC内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成PLC控制系统。
计貝机*茨跟年4 rtT-rr£｝一电谡行拧只关-U-电谡aPLC系统程序决定了PLC的基本功能，该部分程序山PLC制造厂家编写并固化在系统程序存储器中，主要有系统管理程序、用户指令解释程序和功能程序与系统程序调用等部分。
系统管理程序主要控制PLC的运行，使PLC按正确的次序工作；用户指令解释程序将PLC的用户指令转换为机器语言指令，传输到CPU内执行；功能程序与系统程序调用则负责调用不同的功能子程序及其管理程序。
系统程序属于需长期保存的重要数据，所以其存储器采用ROM或EPROMo ROH是只读存储器，该存储器只能读出内容，不能写入内容，R0H具有非易失性，即电源断开后仍能保存已存储的内容。
EPER0M为可电擦除只读存储器，须用紫外线照射芯片上的透镜窗口才能擦除已写入内容，可电擦除可编程只读存储器还有E2PR0M、FLASH等。
2）用户程序存储器用户程序存储器用于存放用户载入的PLC应用程序，载入初期的用户程序因需修改与调试，所以称为用户调试程序，存放在可以随机读写操作的随机存取存储器RAM内以方便用户修改与调试。
用STC单片机制作板式PLC及其应用实例——MCU板制作陈洁（苏州竹园电科技有限公司,215211,江苏苏州）板式PLC即嵌入式可编程序控制器，它将PLC常用的梯形图语言嵌入到单片机开发中，实现PLC的单片机化。
目前，制作板式PLC有两种方式：第一种是直接将梯形图编译程序嵌入到单片机中，用户可以通过梯形图编辑程序直接与单片机系统通信，将保存的PMW文件直接下载到单片机系统中；第二种是把梯形图编译程序独立出来，通过转换软件的转换，将PMW文件转换成单片机的目标代码，再烧录到单片机中。
这两种方式所使用PLC的指令都受到梯形图编译程序或转换软件的限制。
前者就像常规方式使用PLC一样,可通过梯形图编辑软件进行监控等操作，但PLC硬件中所使用单片机的引脚分配一旦硬件系统设计定型便不能再改动。
而后者比较灵活，只要在所选定的单片机封装及其转换软件允许范围内，单片机的引脚功能分配可根据需要确定输入输出点的数量。
也就是说，可以按照应用要求定制不同的硬件电路的通道数量，根据实际系统需要配置合适的输入输出点数。
再将控制系统的应用程序PMW文件转换成目标代码，烧录到单片机芯片内。
这样，单片机产品开发从使用汇编或C51语言变为使用梯形图语言，使没有汇编语言或C51计算机语言编程基础的，懂得继电器-接触器控制原理的一线人员都有可能通过梯形图编程平台所提供的各种强大的应用功能学习和应用单片机控制技术。
目前，该方式的缺点是：受转换软件限制，支持的梯形图编程指令较少；受支持的单片机型号限制，输入输出点总数最多不超过46个。
即便如此，它还是能够满足一些常见控制系统的要求，特别是适用于老设备的改造。
1板式PLC结构这里采用第二种方式，以一款封装为PDIP-40的STC单片机STC12C5A60S2芯片为核心的板式PLC为例进行介绍。
该板式PLC主要由单片机基本系统电路板、开关量输入单元电路板、开关量输出单元电路板、模拟量输入单元电路板和模拟量输出单元电路板等组成，其框图如图1所示。
用51单片机做简易PLC
最近在51hei单片机论坛上下载了一个PMW-HEX的软件，这个软件可以将三菱PLC编程软件编写的梯形图转换成HEX文件，再将这个HEX文件烧录到51 单片机上，这样51单片机就有了梯形图所编程的功能了。
我觉得蛮有意思的，虽然该软件并不能兼容PLC的所有功能，甚至说很多功能不能兼容，但基本的一些指令和少量的软元件已经足够做一些简单控制功能了。
基于这个我就想着自己动手做一个4入4出的简易PLC来玩玩吧，PMW-HEX的下载地址是:51hei/bbs/dpj-19820-1.html 想了就动手吧，否则以前学的一些电子知识就要荒废了。
因为手上只有AT89S52的单片机，那么就拿这款单片机来设计电路吧。
第一步，先设计供电电路。
按三菱PLC的模式，输入端的公共（COM）是DC24V的地（GND），所以就把DC24V电源作为供电电源。
单片机需要5V 供电，手上的继电器是DC12V的供电，所以这个供电电路就是24V转成12V再转成5V。
因为只是测试的用途所以仅用最简单的转换方法（目前还算可以用吧）。
第二步，设计单片机的最小系统。
也就是用12M晶振配合谐振电容
（30P）电路和上电自动复位电路构成。
第三步，设计开关量输入电路。
这里将仿效三菱PLC的输入，用DC24V
的GND作公共端，经开关返回。
这样就需要使用光耦521-4将DC24V的信号与单片机输入端的5V信号进行隔离转换。
第四步，设计输出到继电器的电路。
由于我使用的是DC12V的继电器，所以也用了光耦521-4进行隔离转换，然后驱动三极管（9013），用三极管来驱动。
PLC的组成及工作原理PLC的组成PLC由三个基本部分组成：输入部分、逻辑处理部分、输出部分。
基本结构示意图参见图2-1所示。
输入部分是指各类按钮、行程开关、传感器等接口电路，它收集并保存来自被控对象的各种开关量、模拟量信息和来自操作台的命令信息等。
逻辑处理部分用于处理输入部分取得的信息，按一定的逻辑关系进行运算，并把运算结果以某种形式输出。
输出部分是指驱动各种电磁线圈、交 / 直流接触器、信号指示灯等执行元件的接口电路，它向被控对象提供动作信息。
为了使用方便，PLC还常配套有编程器等外部设备，它们可以通过总线或标准接口与PLC连接，图2-2为一般PLC组成系统的原理框图。
（由图2-2可看出，PLC 的组成结构和计算机差不多，故PLC可看成用于工业控制的专用计算机）PLC主要部件功能CPUCPU是PLC的核心部件之一，它的主要功能有：① 采集输入信号；②执行用户程序；③刷新系统输出；④执行管理和诊断程序；⑤与外界通信。
PLC常用的CPU芯片主要有：通用微处理器如INTEL（8080、8085、8086、8088，80386、80486、80586）、Zilog（Z80、Z8000）、Motorola（6800、6809、68000）等。
通用微处理器芯片的通用性强、价格便宜、货源充足。
单片微处理器如 INTEL（8031、8039、8049、8051、8089），单片微处理器又叫单片机，它将ROM、RAM、接口电路、时钟电路、串行口甚至A/D 都集成在一个很小的芯片上，自成一个小的微处理机系统；另外，单片机有大量的位寻址单元和丰富的位操作指令，它为PLC在位处理方面提供了最佳的功能和速度，所以特别适用于PLC；此外，单片机集成度高、体积小、通用性强、价格低、可扩充性好、货源足。
位片式微处理器如 AMD（2900、2901、2903、N8×300），位片式微处理器是独立于微型机的另一分支，因为它采用双极型工艺，所以比一般的MOS型微机处理器在速度上要快一个数量级。
9个经典的PLC编程案例，能看懂的就厉害了！一、小车往返运动用S7-200实现小车往返的自动控制，控制过程为按下启动按钮，小车从左边往右边（右边往左边运动）当运动到右边（左边）碰到右边（左边）的行程开关后小车自动做返回运动，当碰到另一边的行程开关后又做返回运动。
如此的往返运动，直到当按下停车按钮后小车停止运动。
▲电气接线图I/O分配表梯形图程序PLC接线图程序调试及结果分析▲控制平台操作面板当按下SB2即i0.0（鼠标点击i0.0f）接通后，Q0.0接通，小车右行（即指示灯Q0.0 亮）。
当小车运行碰到右限位开关SQ2即i0.4（用鼠标点击i0.4f，模拟SQ2被压下）接通，此时小车左行（指示灯Q0.0灭，指示灯Q0.1亮）。
当运行到左边碰到左限位SQ1即i0.3（鼠标点击i0.3f）接通，此时小车又往右运行（指示灯Q0.1灭，指示灯Q0.0 亮）。
如此往返运动下去直到按下SB1即i0.2（鼠标点i0.2f）接通，小车停止运行。
附：二、闪光电路当按下启动按钮后，要求在两秒钟内有一秒亮有一秒灭，如此反复，灯一闪一闪发光。
I/O分配表梯形图程序PLC接线图程序调试及结果分析把编写好的程序下载到西门子s7-200PLC中进行调试。
观察运行结果和实验要求是否相同。
通过在线控制面板进行调试，当按下在线控制面板上的I0.0f（即 I0.0 接通）此时Q0.0有输出，Q0.0所接负载灯就亮，同时启动定时器T37开始计时，。
当计时一秒后因T37动作，其常闭触点断开，所以Q0.0无输出，所接负载灯灭。
灯灭的同时启动定时器T38，T38 计时一秒后，把串联在定时器T37的常闭触点断开，所以T37复位，T37常闭触点恢复常闭。
此时Q0.0 又有输出，所接负载灯又亮。
这样，输出Q0.0上所接的负载灯以接通一秒，断开一秒频率不停的闪烁，直到按下在线控制面板上的I0.1f(即I0.1接通)，闪光电路不在继续工作。
若想改变灯闪烁的频率只要改变定时器的时间就能够达到改变要求。
PLC编程实例讲解与电路图接线图对照分析学习三相异步电动机的降压启动控制1、三相异步电动机的Y-△降压启动控制将三相异步电动机的Y-△降压启动的继电接触器控制改造为PLC 控制（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图（a）主电路（b）PLC的I/O接线图电动机的Y-△降压启动的接线图（2）设计三相异步电动机的Y-△降压启动梯形图电动机的Y-△降压启动控制的梯形图2.三相异步电动机的串自耦变压器降压启动控制将串自耦变压器降压启动的继电接触器控制改造为PLC控制系统：（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。
PLC的输出信号：运行接触器KM2、串接自耦变压器接触器KM1。
（a）主电路（b）PLC的I/O接线图电动机的自耦变压器降压启动的接线图（2）设计三相异步电动机的串自耦变压器降压启动梯形图三相异步电动机的串自耦变压器降压启动控制梯形图2三相绕线式异步电动机的控制1.三相绕线式异步电动机串电阻启动控制将绕线式异步电动机串电阻启动的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统：（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。
PLC的输出信号：电源接触器KM、短接R1接触器KM1、短接R2接触器KM（a）主电路（b） PLC的I/O接线图电动机的自耦变压器降压启动的接线图2.三相绕线式异步电动机串频敏变阻器启动电路将绕线式异步电动机串频敏变阻器启动的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统：（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图PLC的输入信号：启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器常开触点FR。
PLC的输出信号：运行接触器KM1、短接频敏变阻器接触器KM2、接入热继电器的中间继电器KA。
（a）主电路（b） PLC的I/O接线图（2）设计三相绕线式异步电动机串频敏变阻器启动梯形图三相绕线式异步电动机串频敏变阻器启动梯形图3自动往返控制将自动往返控制的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统：（1）确定I/O信号、画PLC的外部接线图PLC的输入信号：正转启动按钮SB1，反转启动按钮SB2，停止按钮SB3，热继电器常开触点FR、正向前进限位开关SQ1、反向后退限位开关SQ2、前进极限限位开关SQ3、后退极限限位开关SQ4。
