编程指南基础知识大全，plc编程控制基础知识

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种数字化电子设备，具有可编程存储器，用于控制工业过程中的机器和设备。PLC控制系统具有快速、可靠、可编程性强等特点。这篇文章将介绍PLC编程控制的基础知识。

1. PLC控制系统的基本组成

PLC控制系统由三大部分组成：系统硬件、编程软件和物理设备。系统硬件包括CPU、存储器、输入模块、输出模块、通讯模块及所有必要的线路和连接器。

编程软件是用于编写控制程序的工具。PLC编程语言有Ladder Diagram（梯形图）、Statement List（语句列表）、Function Block Diagram（功能块图）、Sequential Function Chart（时序功能图）和Structured Text（结构化文本）。

物理设备通常包括传感器、执行器和其他控制设备。传感器用于将来自工业过程的物理量转换成数字信号，也称为信号输入。执行器用于按照PLC程序的要求对工业过程进行控制，也称为信号输出。

2. 信号输入/输出

PLC控制系统的输入和输出通常使用数字信号。数字信号分类有两种，一种为开关型信号，即只有两种状态：开和关；另一种为模拟型信号，即在一定范围内可以变化的信号。常见的数字信号输入为传感器，数字信号输出为执行器。利用传感器产生的数字信号，PLC确定执行器的状态以控制工业过程。

3. PLC编程语言

PLC编程语言是一种专门用于编程PLC的高级语言。PLC编程语言的主要目的是实现输入/输出控制，即将系统输入映射为系统输出。PLC编程语言包括Ladder Diagram（梯形图）、Statement List（语句列表）、Function Block Diagram（功能块图）、Sequential Function Chart（时序功能图）和Structured Text（结构体文本）五种语言。

3.1 Ladder Diagram（梯形图）

Ladder Diagram又称梯形图，是一种类似于电路图的PLC编程语言。梯形图的每个元件都是一个逻辑电路，代表一种控制操作。利用梯形图可以实现与、或、非、常开、常闭等逻辑运算。

### 一个简单的梯形图例子：

```

电路图示意： 按键S1，按下时Q1灯亮，按键S2，按下时Q2灯亮

$Ladder \hspace{0.3cm} diagram:$


注意梯形图中图形的含义：

- X0：表示数字信号输入口，可以是传感器；

- X1：表示数字信号输入口，可以是按钮；

- Y0：表示数字信号输出口，可以是LED等灯具；

- Y1：表示数字信号输出口，可以是LED等灯具；

- A、B、C、D、E等：表示逻辑运算符号，代表与、非、或、异或、等等关系。

```

3.2 Statement List（语句列表）

Statement List是使用某种程序控制器结构的一种高级语言。可以生成为二进制代码的语言，常用于控制复杂的生产设备。在语句列表中，每个语句都是一条指令，每个指令都有一个操作码。语句列表编程语言中包括指令、标签、变量等。

3.3 Function Block Diagram（功能块图）

Function Block Diagram是一种图形化的、基于块的PLC编程语言。程序由若干功能块组成，每个块都是一个具有特定功能的子程序。在编写Function Block Diagram程序时，可以利用预先定义好的块，或编写自定义块来完成控制程序的设计。

### 一个简单的Function Block Diagram程序例子：

```

$Program:$

XOR_Block(Q1:=X1|X2, Q2:=NOT(X1)&X2);

AND_Block(Q3:=Q1&X3, Q4:=Q2&X3);

Or_Block(Q5:=Q3|Q4, Q6:=X4&Q4);

$output: Q5, Q6$

```

Function Block Diagram的特点：

- 具备自说明性，容易理解。

- 可以快速制作自组装图形工具，省去重复的工作。

- 支持并行计算，并且允许使用多线程编程，提高编程效率。

3.4 Sequential Function Chart（时序功能图）

Sequential Function Chart是一种图形化的PLC编程语言，通过定义状态，转移和事件控制程序运行的流程。当一个状态下所有的操作完成后程序会根据定义的转移条件自动跳转到下一个状态，使程序结构更加简洁、易于维护。

### 一个简单的Sequential Function Chart例子：


3.5 Structured Text（结构化文本）

Structured Text与传统的高级编程语言类似，它可以使用逻辑运算符、赋值语句、循环结构等常见的编程元素。它具有结构化、简单方便、易于调试等特点。

### 一个简单的Structured Text例子：

```

IF X1 THEN

Y1 := TRUE;

Y2 := FALSE;

END_IF;

```

4. PLC控制程序的设计

PLC控制程序的设计是非常重要的。设计时，应考虑以下因素：

- 确定输入和输出，包括输入输出模块的种类和数量；

- 确定PLC程序的类型，如Ladder Diagram、Function Block Diagram等；

- 确定逻辑关系和功能块的排列方式；

- 熟悉PLC的指令和指令集，以及每种指令的功能和运算方式；

- 确定PLC程序的测试方法，包括模拟输入输出和实际测试。

5. PLC控制的应用领域

PLC控制已广泛应用于自动化生产线、物流设备、建筑物自控系统、制造业、医药、食品饮料等领域。随着信息技术的发展，PLC控制将在更多领域发挥作用。

总之，PLC控制系统是一种非常成熟的工业控制技术，它可以帮助我们实现高效、精确和安全的工业生产。对PLC编程控制的基础知识的了解，可以让我们更好地理解并掌握PLC控制系统。