解析PLC内部程序的语言构成 (plc内部)

解析PLC内部程序的语言构成

一、引言

PLC（可编程逻辑控制器）是现代工业自动化的重要组成部分。
PLC内部程序是实现各种自动化控制功能的关键，其语言构成对于PLC的性能和可靠性具有重要影响。
本文将详细解析PLC内部程序的语言构成，帮助读者更好地理解PLC的工作原理和编程方式。

二、PLC内部程序概述

PLC内部程序是由一系列指令组成的，这些指令按照一定的逻辑顺序执行，以实现特定的控制功能。
PLC内部程序的语言构成主要包括指令、函数、变量和数据结构等。
这些元素共同构成了PLC的内部逻辑，实现了对工业过程的控制。

三、PLC内部程序的语言构成

1. 指令

指令是PLC内部程序的基本单位，用于描述PLC应执行的操作。常见的指令包括：

（1）基本指令：如ON、OFF、SET等，用于控制输出设备的开关状态。

（2）定时指令：用于实现时间控制功能，如延时、计时等。

（3）计数指令：用于实现计数功能，如脉冲计数、累计计数等。

（4）比较指令：用于比较输入信号与预设值的大小关系，以决定执行何种操作。

（5）移位指令：用于实现数据的移位操作，如左移、右移等。

（6）数学运算指令：用于进行数学运算，如加减乘除等。

2. 函数

函数是PLC内部程序的重要组成部分，用于实现特定的功能或计算。
函数可以接收输入参数并返回结果。
常见的函数包括数学函数、字符串处理函数、转换函数等。
通过调用这些函数，可以方便地实现各种复杂的控制功能。

3. 变量

变量是PLC内部程序中用于存储数据的基本单元。
变量可以存储输入信号的状态、中间计算结果、最终输出值等。
PLC内部程序通过读取和修改变量的值来实现各种控制功能。
变量的数据类型包括位（Bit）、字节（Byte）、字（Word）、双字（Double Word）等。

4. 数据结构

数据结构是PLC内部程序中用于组织和管理数据的方式。
常见的数据结构包括数组、结构体和记录等。
通过合理地使用数据结构，可以提高PLC内部程序的效率和可读性。

四、PLC内部程序的执行过程

PLC内部程序的执行过程包括输入扫描、程序执行和输出刷新三个阶段。
在输入扫描阶段，PLC读取输入信号的状态；在程序执行阶段，PLC按照预定的逻辑顺序执行指令和函数；在输出刷新阶段，PLC根据计算结果控制输出设备的状态。
通过这三个阶段的循环执行，PLC实现了对工业过程的自动控制。

五、结论

本文详细解析了PLC内部程序的语言构成，包括指令、函数、变量和数据结构等。
通过对这些元素的了解，可以更好地理解PLC的工作原理和编程方式。
在实际应用中，需要根据具体的控制需求选择合适的指令和函数，合理地使用变量和数据结构，以实现高效、可靠的工业自动化控制。

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PLC工作原理和结构是什么?

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。 (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的真正输出同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。 另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。 当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。 一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。

Plc由几部分组成？

PLC由CPU、电源、输入电路、输出电路、存储器和通信接口电路几大部分组成如图所示

PLC内部结构

一、CPU

PLC的CPU实际上就是中央处理器，能够进行各种数据的运算和处理，将各种输入信号转化输入寄存器，然后进行逻辑的运算、计时、计数、算数运算、数据的处理和传送、通信联网以及各种操作，对编制的程序进行编译、执行命令，把结果传送到输出端，去响应各种外部设备。

二、存储器

PLC系统中的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据。 PLC的存储器包括系统程序存储器和用户存储器。

1. 系统程序存储器（ROM）

系统程序存储器（ROM）用以存储系统管理程序、监控程序和系统内部数据，PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或者PROM中，用户不能更改。

2. 用户存储器（RAM）

RAM包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。

RAM存储各种暂存数据、中间结果和用户程序。 这类存储器一般有低功率的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可以读出并修改。 掉电后存储内容丢失，一般由锂电池保持。 也就是说用户存储器用来存放用户针对具体控制任务，采用PLC编程语言编写的各种程序。

用户存储器根据所选择的存储器的类型不同（可以是RAM、EPROM和EEPROM存储器），用户可以对程序进行修改和增减。 用户数据存储器可以用来存放用户所使用的器件的ON/OFF状态和数据等，用户存存储器的大小关系到用户程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指标。

PLC为了便于读出、写入和修改，用户程序一般存储在CMOS静态RAM中，用锂电池保持电源的持续供应，以保证掉电后程序不会丢失。

存放在RAM中的工作数据是PLC运行过程中经常变化和经常存取得一些数据，用来适应随机存取的需求，在PLC的工作数据存储器中，设有存入输入输出继电器、辅助继电器、计数器、定时器等逻辑数据存储区，这些器件的状态都是有用户程序的初始值设置和运行情况而确定的。 根据需求，部分数据在掉电时用备用电池维持现有状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区称为保持数据区。

三、开关量的输入输出接口（I/O）

开关量的输入输出接口是与工业生产现场控制电器相连接的接口。

开关量的输入输出接口采用光电隔离和RC滤波，实现了PLC内部电路和外部电路的电气隔离，并减小了电磁干扰，同时满足工业现场的各类信号的匹配需求。

例如，开关量输入接口电路采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

1. 输入接口

输入接口是用来接受、采集外部的输入信号，并将这些信号转换成CPU可接受的内部信息。

输入接口电路可采集的信号有三大类，包括有源开关、无源开关和模拟量信号。 按钮，接触器触点和行程开关等都是无源开关，而接近开关、晶体管开关电路等属于有源开关，而模拟量信号则是电位器、测速发电机和各类变送器所产生的信号。

2. 输出接口

输出接口电路是PLC与外部负载之间的一个桥梁，能够将PLC向外输出信号转化成可以驱动外部电路的控制信号，以便控制如接触器线圈等电器的通断电。

开关量输出电路包括继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种输出形式。

继电器输出响应慢，带负载能力大，每个口输出的最大电流为2A,可以接直流或者交流负载。

晶体管输出响应快，带负载能力小，每个口输出的电流在几十毫安，可连接直流负载，等效电路如图：

四、电源模块

PLC的电源模块可以将外部的输入电源经过处理后，转化成PLC的CPU、存储器、输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源。

许多PLC的直流电源采用直流稳压开关电源，不仅可以提供多种独立的电压供内部使用，而且还可以为外部输入（如传感器）提供电源，PLC根据型号不同，有的采用单项交流电源，一般为220v，有的采用直流电源，一般为24V.

plc的内部工作原理？

PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。 由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。 这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。