从设计原理深度解析PLC编程结构 (从设计原理深入了解)

一、引言

在现代工业自动化领域，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着至关重要的角色。
PLC编程是工业自动化控制的核心技术之一，掌握PLC编程对于从事自动化工作的人员来说至关重要。
本文将从设计原理的角度深度解析PLC编程结构，帮助读者深入了解PLC编程的奥秘。

二、PLC概述

PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，是一种专门为工业环境设计的数字计算机。
PLC采用可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出控制各种类型的工业过程。

三、PLC设计原理

PLC设计原理主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

1. 硬件设计

PLC硬件主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分。
在设计过程中，需要充分考虑硬件的可靠性、稳定性和兼容性。
CPU是PLC的控制中枢，负责执行各种控制算法和指令；存储器用于存储用户程序和数据；输入输出接口负责与外部设备（如传感器、执行器等）进行通信；电源则为整个系统提供稳定的电力供应。

2. 软件设计

PLC软件主要包括系统程序和用户程序两部分。
系统程序是PLC厂商提供的，用于实现PLC的基本功能，如输入输出处理、数据存储、通信等。
用户程序则是用户根据实际需求编写的，用于实现特定的控制功能。
在软件设计过程中，需要充分考虑软件的模块化、可读性、可维护性和可靠性。

四、PLC编程结构解析

PLC编程结构主要包括程序结构、功能结构和控制结构三个方面。

1. 程序结构

PLC程序结构是指程序的组成方式，包括主程序、子程序、中断程序等。
在主程序中，编写实现控制功能的指令和算法；子程序用于实现特定的功能，可以被主程序或其他子程序调用；中断程序则用于处理突发事件。

2. 功能结构

功能结构是指PLC所具备的各种功能模块，如定时功能、计数功能、算术运算功能等。
这些功能模块通过特定的指令实现，为编程人员提供了丰富的控制手段。
在编程过程中，根据实际需求选择合适的功能模块进行组合，以实现特定的控制功能。

3. 控制结构

控制结构是指PLC与外部设备之间的连接方式和控制方式。
PLC通过输入输出接口与外部设备进行连接，实现数据的传输和控制。
在控制结构中，需要充分考虑控制方式的选择，如开关量控制、模拟量控制等。
还需要考虑控制策略的选取，如顺序控制、逻辑控制等。

五、设计实例分析

以一个简单的自动化生产线为例，介绍PLC编程结构的应用。
假设该生产线需要实现以下功能：当物料进入生产线时，通过传感器检测物料的位置和数量，然后根据生产线的状态（如设备运行状况、温度等）自动控制相应的设备进行操作。
需要设计硬件电路，包括输入输出接口电路和传感器执行器电路。
编写用户程序，实现以下功能：读取传感器数据、判断生产线状态、控制设备动作等。
在编程过程中，需要选择合适的功能模块和指令，如定时功能、计数功能、比较指令等，以实现特定的控制功能。
最后，通过调试和测试，确保程序的可靠性和稳定性。

六、结论

本文从设计原理的角度深度解析了PLC编程结构。
了解PLC的硬件和软件设计原理，以及编程结构的特点，对于从事自动化工作的人员来说至关重要。
通过实际的设计实例分析，读者可以更好地理解PLC编程的奥秘和应用。
随着工业自动化的不断发展，PLC技术将会得到更广泛的应用，掌握PLC编程技术对于未来的职业发展具有重要意义。

PLC控制原理

从外部看，PLC主要是输入输出端子或通信接口；其原理，简单地说就是，由输入控制输出，其控制由所编程序决定，程序由指令组成。 不同的PLC，有不同的指令系统。

PLC的工作原理及组成结构？

结构：cpu模块，电源，输入输出模块原理：它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。

plc可编程控制器工作原理

PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。 也是公共有限公司、电源线车等的名称缩写。 PLC的工作原理一. 扫描技术 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (一) 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (二) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。 即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 (三) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。 在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是PLC的真正输还有什么不明白的吗？可以参考：也可以问我，我今年刚学的这门课，很有用，个人觉得。