第二章 电子电路驱动器概要
可编流程驱动器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混为一谈，故人们仍生活习惯他用PLC作为可编流程驱动器的简写。它是一个以微处理器为核心理念的数字演算操作方式的电子掌控系统装置，专门针对在工业当晚应用而设计，它选用可编流程的内存，借以在其外部储存执行逻辑演算、顺序掌控、间歇/算数和微积分演算等操作方式命令，并通过会量或F83E43Se的输入、输出USB，掌控各式各样类型的机械设备或生产过程。PLC是自动掌控控制技术与传统的阿提斯鲁夫尔谷碰触掌控崇天的产物，它克服了阿提斯鲁夫尔谷碰触掌控掌控系统中的机械设备接触点的连接线复杂、安全性低、功耗高、适用性和灵活性差的缺点，充分运用了微处理器的优点，又照顾到当晚电气操作方式维修人员的专业技能与生活习惯，特别是PLC的流程基本建设，不需要专门的计算机C语言科学知识，而是选用了一套以阿提斯鲁夫尔谷器梯形图为依据的简单命令形式，使描述符基本建设形象、简单、方便快捷初学；增容与查错也都很方便快捷。使用者在迪涅所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的连接线和固定式的描述符基本建设工作，就可灵活方便快捷地将PLC应用于水旁。
一、PLC的内部结构及各部份的作用
PLC的类型繁多，功能和命令掌控系统也各不相同，但内部结构与工作原理则略有不同，通常由PS3、输入/输出USB、电源EP41USB和输入输出USB等几个主要就部份组成。PLC的硬体掌控普莱邦如下图右图：
图1-1-1
1、PS3
PS3部份包括微处理器（CPU）、掌控系统流程内存和描述符及统算数据内存。CPU是PLC的核心理念，它借以运行描述符、监控输入/输出USB状态、作出逻辑推论和进行统计信息处理，即加载输入变量、完成使用者命令规定的各式各样操作方式，将结论送到输出端，并响应输入输出（如电脑、印表机等）的请求以及进行各式各样外部推论等。PLC的外部内存有两类，一类是掌控系统流程内存，主要就放置掌控网络管理和监控流程及对描述符作校对处理的流程，掌控系统流程已由厂家固定，使用者不能更动；第二类是描述符及统算数据内存，主要就放置使用者基本建设的应用流程及各式各样存贮统算数据和中间结论。
2、输入/输出（I/O）USB
I/OUSB是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入USB接受输入设备（如按钮、传感器、接触点、行程开关等）的掌控信号。输出USB是将PS3经处理后的结论通过功放电路去驱动输出设备（如碰触器、电磁阀、指示灯等）。I/OUSB一般选用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要就控制技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。
3、电源
图中电源是指为CPU、内存、I/OUSB等外部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。
4、程式设计
程式设计是PLC利用输入输出，使用者用来输入、检查、修改、增容流程或监示PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接，并利用专用的软件进行电脑程式设计和监控。
5、输入/输出扩展单元
I/O扩展USB用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即PS3）连接在一起。
6、输入输出USB
此USB可将印表机、条码扫描仪,变频器等输入输出与PS3相联，以完成相应的操作方式。
实验装置提供的PS3型号有西门子S7-200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。输入点数为14，输出点数为10；CPU226(AC/DC/RELAY)，输入点数为26，输出点数为14。
二、PLC的工作原理
PLC是选用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据使用者按掌控要求基本建设好并存于使用者内存中的流程，按命令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转命令，则从第一条命令开始逐条顺序执行描述符，直至流程结束。然后重新返回第一条命令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、流程执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有存贮在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入统算数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入流程执行阶段。
PLC在流程执行阶段：按描述符命令放置的先后顺序扫描执行每条命令，经相应的演算和处理后，其结论再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着流程的执行而改变。
输出刷新阶段：当所有命令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（阿提斯鲁夫尔谷器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。
三、PLC的流程基本建设
程式设计元件
PLC是选用软件编制流程来实现掌控要求的。程式设计时要使用到各式各样程式设计元件，它们可提供无数个动合和动断接触点。程式设计元件是指输入寄存器、输出寄存器、位内存、间歇器、算数器、通用寄存器、统算数据寄存器及特殊功能内存等。
PLC外部这些内存的作用和阿提斯鲁夫尔谷碰触掌控掌控系统中使用的阿提斯鲁夫尔谷器十分相似，也有“线圈”与“接触点”，但它们不是“硬”阿提斯鲁夫尔谷器，而是PLC内存的储存单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应阿提斯鲁夫尔谷器线圈得电，其动合触点闭合，动断接触点断开。所以，外部的这些阿提斯鲁夫尔谷器称之为“软”阿提斯鲁夫尔谷器。
S7-200系列CPU224、CPU226部份程式设计元件的编号范围与功能说明如下表右图
表1-1-1
元件名称
符号
编号范围
功 能 说 明
输入寄存器
I
I0.0～I1.5共14点
接受外部输入设备的信号
输出寄存器
Q
Q0.0～Q1.1共10点
输出流程执行结论并驱动输入输出
位内存
M
M0.0～M31.7
在流程外部使用，不能提供外部输出
间歇器
256(T0～t255)
T0,T64
保持型通电延时1ms
T1～T4,T65～T68
保持型通电延时10ms
T5～T31,T69～T95
保持型通电延时100ms
T32,T96
ON/OFF延时,1ms
T33～T36,T97～T100
ON/OFF延时,10ms
T37～T63,T101～T255
ON/OFF延时,100ms
算数器
C
C0～C255
加法算数器，接触点在流程外部使用
高速算数器
HC
HC0～HC5
用来累计比CPU扫描速率更快的事件
顺控阿提斯鲁夫尔谷器
S
S0.0～S31.7
提供掌控流程的逻辑分段
变量内存
V
VB0.0～VB5119.7
统计信息处理用的数值储存元件
局部内存
L
LB0.0～LB63.7
使用临时的寄存器，作为暂时内存
特殊内存
SM
SM0.0～SM549.7
CPU与使用者之间交换信息
特殊内存
SM(只读)
SM0.0～SM29.7
接受外部信号
累加寄存器
AC
AC0～AC3
用来放置计算的中间值
2、C语言
所谓流程基本建设，就是使用者根据掌控对象的要求，利用PLC厂家提供的流程基本建设语言，将一个掌控要求描述出来的过程。PLC最常用的C语言是梯形图语言和命令语句表语言，且两者常常联合使用。
梯形图（语言）
梯形图是一种从继电碰触掌控电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于阿提斯鲁夫尔谷器的动合、动断接触点、线圈以及串、并联等术语和符号，根据掌控要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，简单易懂。
梯形图中常用 图形符号分别表示PLC程式设计元件的动合和动断接触点；
用 （ ） 表示它们的线圈。梯形图中程式设计元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。接触点和线圈等组成的独立电路称为网络，用程式设计软件生成的梯形图和语句表流程中有网络编号，允许以网络为单位给梯形图加注释。
梯形图的设计应注意到以下三点：
①梯形图按从左到右、自上而下地顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）起始于左母线，然后是接触点的串、并联接，最后是线圈。
②梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是用来形象地描述描述符执行中应满足线圈接通的条件。
③输入寄存器用于接收外部输入信号，而不能由PLC外部其它阿提斯鲁夫尔谷器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入寄存器的接触点，而不出现其线圈。输出寄存器则输出流程执行结论给外部输出设备，当梯形图中的输出寄存器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出USB的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出寄存器的接触点也可供外部程式设计使用。
2）命令语句表
命令语句表是一种用命令助记符来基本建设PLC流程的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言易懂初学，若干条命令组成的流程就是命令语句表。一条命令语句是由步序、命令语和作用器件编号三部份组成。
下例为PLC实现三相鼠笼电动机起/停掌控的两种C语言的表示方法：
KM I0.0 I0.1 Q0.0 步序 命令语 器件号
第二章 基本命令概要
S7-200的SIMATIC基本命令简表：
助记符
节点命令
功能说明
LD
LDN
N
N
装载(开始的常开接触点)
取反后装载(开始的常闭接触点)
A
AN
N
N
与(串联的常开接触点)
取反后与(串联的常闭接触点)
O
ON
N
N
或(并联的常开接触点)
取反后或(并联的常闭接触点)
EU
ED
上升沿检测
下降沿检测
=
N
赋值
S
R
S_BIT,N
S_BIT,N
置位一个区域
复位一个区域
SHRB
DATA,S_BIT,N
移位寄存器
SRB
SLB
OUT,N
OUT,N
字节右移N位
字节左移N位
RRB
RLB
OUT,N
OUT,N
字节循环右移N位
字节循环左移N位
TON
TOF
Txxx,TP
Txxx,TP
通电延时间歇器
断电延时间歇器
CTU
CTD
Cxxx,PV
Cxxx,PV
加算数器
减算数器
END
流程的条件结束
STOP
切换到STOP模式
JMP
N
跳到指定的标号
ALD
OLD
电路块串联
电路块并联
(其他命令见附表)
一、标准接触点命令
LD动合接触点命令，表示一个与输入母线相连的动合接触点命令，即动合接触点逻辑演算起始。
LDN动断接触点命令，表示一个与输入母线相连的动断接触点命令，即动断接触点逻辑演算起始。
A 与动合接触点命令，用于单个动合接触点的串联。
AX 与非动断接触点命令，用于单个动断接触点的串联。
O 或动合接触点命令，用于单个动合接触点的并联。
ON 或非动断接触点命令，用于单个动断接触点的并联。
LD、LDN、A、AN、O、ON接触点命令中变量的统算数据类型为布尔(BOOC)型。LD、LDN两条命令用于将接点接到母线上，A、AN、O、ON命令均可多次重复使用，但当需要对两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的OLD命令。
例子：
步序
命令
器件号
步序
命令
器件号
0
LD
I0.0
5
=
Q0.3
1
AN
I0.1
6
=
Q0.4
2
O
I0.2
7
AN
I0.5
3
A
I0.3
8
=
Q0.5
4
ON
I0.4
二、串联电路块的并联连接命令OLD
两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDN命令，分支结束用OLD命令。OLD命令与后述的ALD命令均为无目标元件命令，而两条无目标元件命令的步长都为一个流程步。OLD有时也简称或块命令。
三、并联电路的串联连接命令ALD
两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ALD命令。分支的起点用LD、LDN命令，并联电路结束后，使用ALD命令与前面电路串联。ALD命令也简称与块命令，ALD也是无操作方式目标元件，是一个流程步命令。
四、输出命令 =
1、= 输出命令是将阿提斯鲁夫尔谷器、间歇器、算数器等的线圈与梯形图右边的母线直接连接，线圈的右边不允许有接触点，在程式设计中，接触点以重复使用，且类型和数量不受限制。
五、置位与复位命令S、R
S为置位命令，使动作保持；R为复位命令，使操作方式保持复位。从指定的位置开始的N个点的寄存器都被置位或复位,N=1～255如果被指定复位的是间歇器位或算数器位,将清除间歇器或算数器的当前值。
六、跳变接触点EU,ED
正跳变接触点检测到一次正跳变(接触点的入信号由0到1)时,或负跳变接触点检测到一次负跳变(接触点的入信号由1到0)时,接触点接通到一个扫描周期.正/负跳变的符号为EU和ED,他们没有操作方式数,接触点符号中间的”P”和”N”分别表示正跳变和负跳变
七、空操作方式命令NOP
NOP命令是一条无动作、无目标元件的一个序步命令。空操作方式命令使该步序为空操作方式。用NOP命令可替代已写入命令，可以改变电路。在流程中加入NOP命令，在改动或追加流程时可以减少步序号的改变。
八、流程结束命令END
END是一条无目标元件的一序步命令。PLC反复进行输入处理、流程演算、输出处理，在流程的最后写入END命令，表示流程结束，直接进行输出处理。在流程增容过程中，可以按段插入END命令，可以按顺序扩大对各流程段动作的检查。选用END命令将流程划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END命令。要注意的是在执行END命令时，也刷新监视时钟。
第三章 电子电路驱动器梯形图程式设计规则
一、程式设计的几个步骤
（一）决定掌控系统所需的动作及次序。
当使用电子电路驱动器时，最重要的一环是决定掌控系统所需的输入及输出。输入及输出要求：
第一步是设定掌控系统输入及输出数目。
第二步是决定掌控先后、各器件相应关系以及作出何种反应。
（二）对输入及输出器件编号
每一输入和输出，包括间歇器、算数器、内置寄存器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。
（三）画出梯形图。
根据掌控掌控系统的动作要求，画出梯形图。
梯形图设计规则
（1）接触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的掌控路径来画。
（2）不包含接触点的分支应放在垂直方向，以便于识别接触点的组合和对输出线圈的掌控路径。
（3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路相串联时，应将接触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排，所基本建设的流程简洁明了，语句较少。
（4）不能将接触点画在线圈的右边。
（四）将梯形图转化为流程
把阿提斯鲁夫尔谷器梯形图转变为电子电路驱动器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码校对成电子电路驱动器能识别的流程。
这种流程语言是由序号（即地址）、命令（掌控语句）、器件号（即统算数据）组成。地址是掌控语句及统算数据所储存或摆放的位置，命令告诉电子电路驱动器怎样利用器件作出相应的动作。
（五）在程式设计方式下用键盘输入流程。
（六）程式设计及设计掌控流程。
（七）测试掌控流程的错误并修改。
（八）保存完整的掌控流程。
小白已开通了QQ群和微信群（电工控制技术科学知识学习）群号(565016399）群里会不间歇
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