PLC编程入门基础技术知识
第一章可编程控制器的介绍
可编程控制器，英语中为可编程控制器，简称PC。 但是，由于PC容易与个人计算机(Personal Computer )混淆，所以习惯将PLC用作可编程控制器的缩写。 是以微处理器为中心的数字运算操作的电子类装置，专为工业现场应用而设计。 采用内部存储逻辑运算、顺序控制、定时器/计数、算术运算等操作指令的可编程存储器，通过数字式或模拟式输入输出接口控制各种机械和生产过程。 PLC是微机技术和传统继电器接触控制技术的结合，充分利用微处理器的优点，照顾现场电气操作服务员的技能和习惯，特别是PLC的编程，不需要特殊的计算机编程语言知识，继电器的底座调试和检查错误也很方便。
一、PLC的结构和各部分的作用
PLC的类型多种多样，功能和命令系统也不同，但结构和工作原理相似。 通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。
1 .主机
部分主机包括CPU、系统程序存储器、用户程序和数据存储器。 CPU是PLC的核心，运行用户程序，监视输入输出接口的状态，做出逻辑判断，进行数据处理。 即，读取输入变量，完成用户指示所规定的各种操作，并将结果发送到输出目的地，响应电脑、打印机等外部设备的请求和各种内部判断等。 PLC的内部存储器有两种，一种是系统程序存储器，主要存储系统管理和监视程序以及编译处理用户程序的程序。 系统程序由制造商固定，用户不能更改。
2、输入输出(I/O )接口
I/O接口是连接PLC和输入输出设备的部件。 输入接口接收按钮、传感器、触点、行程开关等输入设备的控制信号。 输出接口是指将主机处理后的结果通过放大器电路驱动输出设备(接触器、电磁阀、指示灯等)。 I/O接口一般采用光电耦合电路，降低电磁干扰，提高了可靠性。
3、电源
图中的电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路的动作而配置的直流开关稳压器电源，通常也向输入设备提供直流电源。
4、编程
编程是指PLC利用外部设备，用户用于输入、检查、修改、调试、监视PLC的动作状况。 用专用的PC/PPI电缆连接PLC和电脑，用专用的软件对电脑进行编程和监测。
5、输入输出扩展单元
I/O扩展接口用于连接扩展外部输入输出端子数的扩展单元和作为基本单元的主机。
6、外部设备接口
该接口可以将打印机、条形码扫描仪、变频器等外部设备连接到主机上，进行适当的操作。
实验装置提供的主机型号为西门子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以“依次扫描，不断循环”的方式工作。 也就是说，在PLC的执行中，CPU由用户根据控制请求生成存储在用户存储器中的程序，以指令步骤编号(或地址编号)周期性地进行循环扫描，如果没有跳转指令，则从最初的指令开始依次进行直到程序结束然后返回第一条命令，开始下一次新扫描。 每次扫描后，输入信号的采样和输出状态的刷新等工作也将完成。
PLC的一个扫描周期必须经过输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段，首先以扫描方式依次读取暂时保存在输入锁存器中的所有输入端子的接通断开状态或输入数据，并写入对应的各输入状态寄存器，即刷新输入。 输入端口关闭，进入程序执行阶段。
输出刷新阶段：所有指令执行后，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段发送到输出锁存器，并以一定方式(继电器、晶体管、晶闸管)输出，驱动对应的输出设备进行动作。
三. PLC的程序编制
编程元件
PLC采用软件编制程序实现控制要求。 编程时使用各种编程部件，它们可以提供无数的可动触点和可动触点。 编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、计时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器、特殊功能存储器等。
PLC内部这些存储器的作用与继电器接触控制系统中使用的继电器非常相似，也有“线圈”和“触点”，但它们不是“硬”继电器，而是PLC存储器的存储器单元。 写入该单元的逻辑状态为“1”时，表示向对应的继电器线圈供电，其可动触点闭合，可动触点断开。 所以内部的这些继电器被称为“软”继电器。
2、编程语言
编程是指用户根据控制对象的请求，使用PLC制造商提供的编程语言，描述一个控制请求的过程。 PLC最常见的编程语言是梯形图语言和命令语句表语言，两者常常并用。
梯形图(
梯形图是从继电器接触控制电路图演化而来的图形语言。 使用继电器等可动触点、可动触点、线圈及串、并行等术语和符号，表示根据控制要求连接的PLC输入输出之间的逻辑关系的图形，直观易懂。
梯形图中常用的
图形符号
分别表示PLC编程元件的动合和动断触点；用表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。触点和线圈等组成的独立电路称为网络，用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号，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用户程序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内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入寄存器的触点，而不出现其线圈。输出寄存器则输出程序执行结果给外部输出设备，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，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。
2）指令语句表
指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言易懂易学，若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。
下例为PLC实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法：
KM I0.0 I0.1 Q0.0步序指令语器件号
第二章基本指令简介
S7-200的SIMATIC基本指令简表：
(其他指令见附表)
一、标准触点指令
LD动合触点指令，表示一个与输入母线相连的动合触点指令，即动合触点逻辑运算起始。
LDN动断触点指令，表示一个与输入母线相连的动断触点指令，即动断触点逻辑运算起始。
A与动合触点指令，用于单个动合触点的串联。
AX与非动断触点指令，用于单个动断触点的串联。
O或动合触点指令，用于单个动合触点的并联。
LD、LDN、A、AN、O、ON触点指令中变量的数据类型为qsddn(BOOC)型。LD、LDN两条指令用于将接点接到母线上，A、AN、O、ON指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指令。
例子：
二、串联电路块的并联连接指令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指令，分支结束用OLD指令。OLD指令与后述的ALD指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。OLD有时也简称或块指令。
三、并联电路的串联连接指令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指令。分支的起点用LD、LDN指令，并联电路结束后，使用ALD指令与前面电路串联。
四、输出指令 =
1、=输出指令是将继电器、定时器、计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触点，在编程中，触点以重复使用，且类型和数量不受限制。
五、置位与复位指令S、R
S为置位指令，使动作保持；R为复位指令，使操作保持复位。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定时器位或计数器位,将清除定时器或计数器的当前值。
六、跳变触点EU,ED
正跳变触点检测到一次正跳变(触点的入信号由0到1)时,或负跳变触点检测到一次负跳变(触点的入信号由1到0)时,触点接通到一个扫描周期.正/负跳变的符号为EU和ED,他们没有操作数,触点符号中间的”P”和”N”分别表示正跳变和负跳变
七、空操作指令NOP
NOP指令是一条无动作、无目标元件的一个序步指令。空操作指令使该步序为空操作。用NOP指令可替代已写入指令，可以改变电路。在程序中加入NOP指令，在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。
八、程序结束指令END
END是一条无目标元件的一序步指令。PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理，在程序的最后写入END指令，表示程序结束，直接进行输出处理。在程序调试过程中，可以按段插入END指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。采用END指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END指令。
第三章可编程控制器梯形图编程规则
一、编程的几个步骤
（一）决定系统所需的动作及次序。
当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出。输入及输出要求：
第一步是设定系统输入及输出数目。
第二步是决定控制先后、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，包括定时器、计数器、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。
根据控制系统的动作要求，画出梯形图。
梯形图设计规则
（1）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控制路径来画。
（2）不包含触点的分支应放在垂直方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。
（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，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。
（4）不能将触点画在线圈的右边。
（四）将梯形图转化为程序
把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。
这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。
（五）在编程方式下用键盘输入程序。
（六）编程及设计控制程序。
（七）测试控制程序的错误并修改。