可编程控制器工作原理及程序编制

PLC 是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC

运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，

按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从

第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返

回第一条指令，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、程序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暂存在输入

锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，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，进入程序执

行阶段。

PLC 在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行

每条指令，经相应的运算和处理后，其结果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程序的执行而改变。

输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，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（继电器、

晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。

三、PLC 的程序编制

1、编程元件

PLC 是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各

种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入

寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数

据寄存器及特殊功能存储器等。

PLC 内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器

十分相似，也有“线圈”与“触点” ，但它们不是“硬”继电器，而

是 PLC 存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则

表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，

内部的这些继电器称之为“软”继电器。

2、编程语言

所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用 PLC 厂家提

供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。PLC 最常用的

编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且两者常常联合使用。

1）梯形图（语言）

梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是

借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符

号，根据控制要求联接而成的表示 PLC 输入和输出之间逻辑关系的图

形，直观易懂。

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。输

出寄存器的触点也可供内部编程使用。

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