PLC的工作方式

PLC是一種由程序控制運行的設備，其工作方式與微型計算機不同。

微型計算機運行到結束指令時，程序運行結束；PLC運行程序時，會按順序依次逐條執行存儲器中的程序指令，當執行完最后的指令后，并不會馬上停止，而是又從頭開始再次執行存儲器中的程序，如此周而復始，PLC的這種工作方式稱為循環掃描方式。

圖1-10PLC的一般工作過程

PLC的一般工作過程如圖1-10所示。

PLC通電后，首先進行系統初始化，將內部電路恢復到初始狀態，然后進行自我診斷，檢測內部電路是否正常，以確保系統能正常運行，診斷結束后對通信接口進行掃描，若接有外部設備則與之通信。通信接口無外設或通信完成后，系統開始進行輸入采樣，檢測輸入端的輸入狀態（輸入端外部開關閉合時輸入為ON，斷開時輸入為OFF），并將這些狀態值寫入輸入映像寄存器（也稱輸入繼電器）。然后開始從頭到尾執行用戶程序，程序執行結束后，將得到的輸出值寫入輸出映像寄存器（該過程稱為輸出刷新），輸出映像寄存器通過輸出電路使輸出端內部的硬件繼電器、晶體管或晶閘管導通或斷開，從而產生控制輸出。以上過程完成后，系統又返回，重新開始自我診斷，以后不斷重復上述過程。PLC有兩個工作狀態：RUN（運行）狀態和STOP（停止）狀態。當PLC工作在RUN狀態時，系統會執行用戶程序；當PLC工作在STOP狀態時，系統不執行用戶程序。PLC正常工作時應處于RUN狀態，而在向PLC寫入程序時，應讓PLC處于STOP狀態。PLC的兩種工作狀態可通過面板上的開關切換。

PLC工作在RUN狀態時，自我診斷至輸出刷新過程會反復循環執行，執行一次所需要的時間稱為掃描周期，一般為1～100ms。掃描周期與用戶程序的長短、指令的種類和CPU執行指令的速度有很大的關系。

PLC的編程語言

PLC是一種由軟件驅動的控制設備，PLC軟件由系統程序和用戶程序組成。系統程序由PLC制造廠商設計編制，并寫入PLC內部的ROM中，用戶無法修改。用戶程序是由用戶根據控制需要編制的程序，再寫入PLC存儲器中。

寫一篇相同內容的文章，既可以采用中文，也可以采用英文，還可以使用法文。同樣地，編制PLC用戶程序也可以使用多種語言。PLC常用的編程語言主要有梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）和指令語句表（STL）等，其中梯形圖語言最為常用。

梯形圖（LAD）

梯形圖采用類似傳統繼電器控制電路的符號來編程，用梯形圖編制的程序具有形象、直觀、實用的特點，因此這種編程語言成為電氣工程人員應用最廣泛的PLC的編程語言。
下面對相同功能的繼電器控制電路與梯形圖程序進行比較，具體如圖1-11所示。

圖1-11繼電器控制電路與梯形圖程序的比較
?圖1-11（a）所示為繼電器控制電路，當SB1閉合時，繼電器KA0線圈得電，KA0自鎖觸點閉合，鎖定KA0線圈得電；當SB2斷開時，KA0線圈失電，KA0自鎖觸點斷開，解除鎖定；當SB3閉合時，繼電器KA1線圈得電。
?圖1-11（b）所示為梯形圖程序，當常開觸點I0.1閉合時，左母線產生的能流（可理解為電流）經I0.1和常閉觸點I0.2流經輸出繼電器Q0.0線圈到達右母線（西門子PLC梯形圖程序省去右母線），Q0.0自鎖觸點閉合，鎖定Q0.0線圈得電；當常閉觸點I0.2斷開時，Q0.0線圈失電，Q0.0自鎖觸點斷開，解除鎖定；當常開觸點I0.3閉合時，繼電器Q0.1線圈得電。
不難看出，兩種圖的表達方式很相似，不過梯形圖使用的繼電器是由軟件來實現的，使用和修改靈活方便，而繼電器控制電路采用實際元件，拆換元件更改線路比較麻煩。

功能塊圖（FBD）

功能塊圖采用了類似數字邏輯電路的符號來編程，對于有數字電路基礎的人很容易掌握這種語言。圖1-12所示為功能相同的梯形圖程序與功能塊圖程序，在功能塊圖中，左端為輸入端，右端為輸出端，輸入、輸出端的小圓圈表示“非運算”。

圖1-12梯形圖程序與功能塊圖程序的比較

指令語句表（STL）

語句表語言與微型計算機采用的匯編語言類似，也采用助記符形式編程。在使用簡易編程器對PLC進行編程時，一般采用語句表語言，這主要是因為簡易編程器顯示屏很小，難以采用梯形圖語言編程。

圖1-13

圖1-13所示為功能相同的梯形圖程序與指令語句表程序。不難看出，指令語句表就像是描述繪制梯形圖的文字，指令語句表主要由指令助記符和操作數組成。