从原理到实践全面解读PLC子程序调用机制 (从原理到实践的过程)

PLC子程序调用机制全面解读：从原理到实践的过程

一、引言

在现代工业自动化领域，可编程逻辑控制器（PLC）作为核心设备，其性能与功能不断得到优化与拓展。
子程序调用机制是PLC中的重要组成部分，它允许在程序运行时调用预定义的程序块，以提高程序的模块化程度和复用性。
本文将从原理到实践的过程全面解读PLC子程序调用机制。

二、PLC子程序调用机制原理

1. PLC基本结构

PLC主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等组成。
其中，存储器用于存储用户程序、系统程序和数据。
用户程序包括主程序和子程序。

2. 子程序定义与调用

在PLC程序中，子程序是一个独立的程序块，它可以在主程序中通过调用指令来执行。
子程序的定义包括程序名称、输入参数、输出参数和程序代码。
在调用子程序时，需要指定子程序名称和输入参数。

3. 调用过程

当PLC执行到调用指令时，会根据子程序名称和输入参数在存储器中查找对应的子程序。
找到子程序后，PLC会将子程序的代码加载到CPU中执行。
执行完毕后，返回结果到主程序。

三、PLC子程序调用机制实践

1. 编程环境

PLC编程通常在特定的编程软件中进行，如西门子PLC的TIA Portal、欧姆龙PLC的CX-Programmer等。
这些编程软件提供了丰富的指令集和图形化编程界面，方便用户进行PLC程序的编写与调试。

2. 子程序设计

在设计子程序时，应遵循模块化、复用性高的原则。
每个子程序应实现特定的功能，并尽量减少与其他模块的耦合。
在设计过程中，需要充分考虑输入参数和输出参数的类型、数量以及逻辑关系。

3. 子程序调用实例

以简单的电机控制为例，假设我们需要一个子程序来控制电机的启停。
我们定义一个名为“MotorControl”的子程序，接收两个输入参数：启动信号和停止信号。
在子程序中，根据启动信号和停止信号的状态控制电机的运行状态。
在主程序中，我们可以通过调用“MotorControl”子程序来实现电机的控制。

四、PLC子程序调用机制的优化与应用拓展

1. 子程序的优化

为了提高PLC程序的运行效率，需要对子程序进行优化。
优化方法包括减少不必要的指令、使用高效的算法等。
还需要对子程序的代码进行注释和文档化，方便后期维护和修改。

2. 子程序的复用与模块化设计

通过合理的模块化设计，可以实现子程序的复用，提高代码的效率和质量。
在模块化设计中，需要充分考虑模块间的耦合度和内聚度，避免模块间的相互干扰。

3. 应用拓展

在实际应用中，PLC子程序调用机制可以应用于各种工业自动化场景，如生产线控制、机器人控制等。
通过调用不同的子程序，实现各种复杂的控制逻辑，提高生产效率和产品质量。

五、结论

本文全面解读了PLC子程序调用机制，从原理到实践的过程进行了详细介绍。
通过了解PLC子程序调用机制的基本原理和实践方法，我们可以更好地应用PLC进行工业自动化控制，提高生产效率和产品质量。
在未来的应用中，我们还需要不断优化和完善PLC子程序调用机制，以适应更加复杂的工业自动化需求。

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PLC的基础知识

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 PLC的基本构成概述从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。 固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。 模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源PLC的电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源，在整个系统中起着十分重要的作用。 如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。 一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。 同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。 电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。 中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢，是PLC的核心起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU。 它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。 当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。 等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。 这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 输入输出接口电路（I/O模块）PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。 I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。 输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。 I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。 1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 功能模块如计数、定位等功能模块通信模块如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等编程设备编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。 小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 人机界面最简单的人机界面是指示灯和按钮，液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 编辑本段PLC的特点可靠性高，抗干扰能力强PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。 一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。 从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。 此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。 在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。 这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 硬件配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。 PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。 PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。 加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 容易改造系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。 这种编程方法很有规律，很容易掌握。 对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。 它的重量小于150g，功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 编辑本段趋势与动向一、 当代PLC技术的发展趋势发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；PLC与个人计算机（PC）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。 二、 当代PLC技术的发展动向美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件，这十大条件是：1． 编程方便，可在现场修改程序；2． 维修方便，最好是插件式；3． 可靠性高于继电器控制柜；4． 体积小于继电器控制柜；5． 可将数据直接送入管理计算机；6． 在成本上可与继电器控制竞争；7． 输入可以是交流115V；8． 输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀；9． 在扩展时，原有系统只要很小变更；10． 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。 1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。 接着美国MODICON公司也研制出084控制，从此，这项新技术迅速在世界各国得到推广应用。 1971年日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。 1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。 我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。 进入20世纪70年代，随着微电子技术的发展，尤其是PLC采用通讯微处理器之后，这种控制器就不在不局限于当初的逻辑运算了，功能得到更进一步增强。 进入20世纪80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC，使PLC的功能增强，工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测更为灵活，方便。 编辑本段PLC培训与证书可编程控制器编程语言可编程控制器PLC中有多种程序设计语言，它们是：梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。 梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。 功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言，它可根据需要去执行更有效的操作，例如，模拟量的控制，数据的操纵，报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。 功能模块图语言采用功能模块图的形式，通过软连接的方式完成所要求的控制功能，它不仅在可编程序控制器中得到了广泛的应用，在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用，由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点，为广大工程设计和应用人员所喜爱。 PLC学习情况目前，PLC应用人才供应主要依靠高校（设相关专业的有267所）、高职（600多所）和技校（2000多所）。 其相关的专业一般名为“自动化”、“机械制造及自动化”、“电气自动化”和“机电一体化”。 设置相关专业的学校包括从清华大学、浙江大学这样的国内一流院校，到各种职业培训机构，而涉及的专业外延更加广泛，有不少学校已经将PLC的应用作为专业学院的基础课程。 而人力资源和社会保障部CETTIC项目下的PLC课程，更是将培训分为通用知识、实务知识、实践技能，重视案例分析和行为导向。 可编程控制器PLC程序设计师培训证书CETTIC要求，学员只有在三部分知识考核都通过后，并根据考试成绩可获得相应级别（初、中、高）《可编程控制器（PLC）程序设计师职业培训证书》。 该证书也是PLC领域内唯一国家认可的培训证书，含金量较高。 可编程控制器PLC程序设计师师资培训证书CETTIC 证书分岗位证书和师资证书，培训者也可以根据自己能力选择报考师资培训证书。 但由于该证书要求报考人员必须是本科以上学历，且有一定工作经验方可接受报名，持此师资证书者更是凤毛麟角。 目前只有个别具备极强实力的培训机构得到了CETTIC的官方授权，进行相应课程的开发和组织师资培训，学员考试通过后会获得《CETTIC 职业师资培训证书》（在全国紧缺人才办网站有详细介绍）。 编辑本段PLC的应用领域总述目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。 为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。 PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。 世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。 PID处理一般是运行专用的PID子程序。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。 数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

电工plc基础知识

电工plc基础知识

PLC是可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。以下是我为大家分享的电工plc基础知识，快来看看吧！

电工plc基础知识 篇1

1、编程需要坚强的毅力和足够的耐心

人各有所长。 有些人把编程看作一项冗长而枯燥的工作;有些人把编程看作一项趣味的智力游戏。 如果你是前者，强烈建议你远离这份工作。 毕竟编程工作是对人的毅力和耐心的挑战。 我所在实验室中，很多学生看到我编程序就会惊讶于我面对这一堆堆符号所表现出的专注。 其实，这是兴趣使然。 兴趣使我具备了足够的毅力和耐心。 经过无数次失败后，当看到一个个符号按我的思路整齐的排列，PLC按我的要求有条不紊的运行时，兴趣得到了极大的满足，如同打通了一个游戏的关口。 所以，我告诉这些学生：你们看到的是一堆枯燥怪异的符号，我看到的却是一群热情奔放的舞者，而我则是她们的导演。

2、编程需要敢于实践的信心

我曾经教过一个学生学AutoCAD，我对她的唯一要求就是实践。 我告诉她：你随便怎么操作，大不了一张图重画;最坏的结果是系统崩溃，没关系，系统重做，再来;只要电脑没被砸了，怎么都行。 两年后，我再看到她做的CAD图纸，也自叹不如。

同样道理，只有不断地在PLC上运行这些指令，观察运行的结果，才能弄清PLC指令的作用。 很多初学者对PLC一脸的迷茫，往往是出于一种畏惧，担心损坏设备。 而这些畏惧是没有任何道理的。 仔细的阅读手册是非常重要的，但是仅靠读书是成不了一个工程师的。 更何况手册上的内容并非面面俱到。 我在接触到那些不熟悉的指令时，喜欢单独编一个小程序，让PLC运行。 然后逐个修改条件，观察运行的结果(MicroWin为用户提供了非常好的监控手段)，反过来再重新理解手册的描述，这样就可以非常直观的理解这些指令的作用和使用方法。 不必担心自己写的程序会有什么问题，会影响PLC的正常工作。 程序有没有问题，只有让PLC运行了才能发现。 而发现问题并解决问题就是对自己能力的提高。 撇开硬件操作不谈，单就软件来说，我还真没有遇到过由于软件问题而损坏PLC的事。 在这里不必担心继电器电路接错线可能造成的后果。 所以，大胆的实践是PLC编程的必由之路。

当然，大胆实践并不是野蛮操作，而是必须遵循必要的规范。 还有一个要注意的`，在程序未经可靠性证实之前，千万不要挂接负载，以免造成不必要的损失。 数字量的输出有LED显示;而模拟量处理可以采用一些硬件或软件模拟手段来解决。

3、编程需要有缜密的逻辑思维

编程本身就是一种逻辑思维过程。 在高级语言中，使用最多的是ifthenelse、select这些条件判别语句，这就是逻辑中的因果关系。 PLC程序就是由这些因果关系组成的：判别条件是否成立，进而决定执行相应的指令。 最初的PLC是用来替代继电器逻辑电路的，所以继承了继电器电路以触点作为触发条件的描述方式。 在PLC中，以虚拟触点代替了继电器的金属触点，而继电器电路所表达的逻辑关系还是被完整的保留下来。 即使引入了继电器电路难以胜任的数值处理过程，PLC从根本上还是在执行一个个因果关系。 所以，理顺对象的各个事件之间的逻辑关系，是编程之前必须精心做好的准备工作。 我在接到一项任务后，第一件事就是整理出一份逻辑关系图，与用户反复商讨，取得用户的认可，然后才真正进入程序的编写过程。

4、不可或缺的相关知识

PLC的程序是直接作用于对象的具体工艺过程，那么对对象具体工艺过程的理解是非常重要的的。 我在与用户的交流过程中，会用我所掌握的UnitOperation的知识分析用户的工艺过程，协助用户整理过程控制中的各个逻辑关系，甚至包括各种仪表、硬件的配置。 这得益于我原本所学的专业。 当然，不能要求所有搞PLC程序的工程师都有我这样的经历。 但是有两门知识却是不可或缺的：一是过程仪表的硬件知识，包括传感器、变送器(二次仪表)和PLC本身，这是构建控制系统的基础;二是过程控制理论，包括各种控制模型的原理和应用，其中最重要的是二位调节和PID调节模型。 PID调节是目前用得最广泛的过程控制手段，且变化多端。 学习PID最好的方法就是读书。 几乎所有讲解过程控制的书籍都有关于PID的内容，多读基本相关的书籍对理解PID是很有益处的。 我发现不少网友在进入PLC领域时，缺乏这些相关知识。 这并不可怕;可怕的是当事者不能静下心来弥补知识的缺陷。 我们不要怪罪学校没有教授这些内容，而是要注重自己如何去学习这些知识。 工作中遇到的许多问题是学校里没讲过的，这不能成为我们拒绝工作的理由，而应该以积极的态度去应对这些问题。 我的体会是，为了解决工作中的问题而学习的知识，比课堂上学的东西更容易记住。

5、养成良好的编程习惯

每个人编程都会有不同的习惯和特点，不能强求一致。 但是一些好的习惯还是应该为大多数人所遵循。 一是理顺逻辑关系、时序关系，编制程序框图;二是合理分配主程序、子程序和中断程序;三是合理分配寄存器，编制寄存器符号表。

PLC编程更接近于单片机，或者说PLC就是模块化的单片机。 因此PLC的很多操作都是直接针对寄存器的，如果在程序中出现不合理的寄存器地址重叠，一定会出现不可预想的后果。 编制寄存器符号表不仅可以避免上述问题(MicroWin会有问题提示)，而且可以使程序具备更好的可读性。 这和VB中定义变量有异曲同工之处。

VB编程中关注的是事件，不强调主程序和子程序的观念，因为VB主程序的工作是由PC的操作系统完成的。 PLC则不然。 PLC程序是以主程序为主干的，CPU不断的循环执行主程序，只有触发条件成立时才会调用子程序或中断程序。 即子程序和中断程序所执行的任务不是全时需要的。 如果把这些任务都放在主程序中会无端增加主程序的工作量，降低程序的效率。 这点和单片机的编程思路是一致的。 子程序的使用可以使整个程序的逻辑更清晰。 而且子程序可以分开编写、调试，最后“安装”到主程序上。 这样你可以一个一个解决问题。

PLC编程，无论是LAD，抑或STL，都不如VB那么直观、有趣，更不如CAD那么形象。 但比单片机的汇编语言的可视性强多了。 对于初学者，LAD(梯形图)的编程相对直观，更容易上手。

最后，PLC提供了丰富的指令、模块，比单片机方便了很多。 但是初学者编程时应尽量先使用简单的指令达到目的。 尽管看上去有点土，却不失为一个入门的好途径，且对你理解那些较为复杂的指令会有帮助。 具备了一定经验后，应该考虑掌握复杂指令的应用，以及程序的优化。

电工plc基础知识 篇2

电流和电路

1、电荷

摩擦起电分电荷，电荷电性分两种。

毛皮橡胶橡带负，丝绸玻璃玻带正。

同种电荷相排斥，异种电荷相吸引。

看到排斥的现象，电荷电性肯定同。

元电荷：带的电荷1.6，乘以10的-19方。

2、电流方向

形成电流有规定，电荷定向之移动。 正电移动的方向，规定电流的方向。

金属导电靠(自由)电子，电子方向电流反。

3、串联和并联

串联电路

首尾相连为串联，串联电路一条路。

一个开关控全部，位置不同控相同。

所有电器互(相)影响，一个停止都停止。

并联电路

头头连，尾尾连，并列两点为并联。

电器独立能工作，互不影响是特点。

并联电路几条路，总关控全支控支。

4、根据实物图画电路图

寻找接线多线柱，串并关系要分清。

一画支路二并联，再画干路和电源。

元件符号要标清，画完对应要检查。

5、根据电路图连接实物图

按图连接要注意，一连支路二并联。

三连干路和电源，四再添加电压表。

6、设计电路

设计先画电路图，开关位置是关键。

开关控谁跟谁串，通常闭合电灯亮。

所有电器都控制，开关一定在干路。

任一开关闭合后，铃响铃定在干路。

7、电流的强弱

电流表

电流表，测电流，测谁电流跟谁串。

“+”进“-”出右偏转，左转线柱定接反。

禁止直接连电源，短路烧毁电流表。

读数首先看量程，再看最小刻度值。

量程选用0.6A，0.02A一小格。

量程选用3安培，一小格为0.1A。

8、探究串、并联电路电流规律

串联电流之关系，各处电流都相等，I=I1=I2。

并联电流之特点，总流等于支流和，I=I1+I2。

电压、电阻

1、电压表

电压表，测电压，电路符号圈中V。

测谁电压跟谁并(联)，“+”进“-”出勿接反。

通常先画连电路，最后添加电压表。

量程选用3V，0.1伏一小格。

量程选用15V，一小格为0.5(V)。

2、探究串、并联电路电压规律

串联电压之关系，总压等于分压和，U=U1+U2。

并联电压之特点，支压都等电源压，U1=U2=U。

3、电阻

导体阻电叫电阻，电阻符号是R。

电阻单位是欧姆，欧姆符号Ω。

决定电阻三因素，长度、材料、横截面(积)。

不与电压成正比，电流与它无关系。

受到影响是温度，通常计算不考虑。

4、变阻器

滑动变阻器

使用滑动变阻器，改谁电流跟谁串。

一上一下连接线，关键是看连下线。

左连右移电阻变大，右连右移电阻变小。

欧姆定律

1、欧姆定律及其运用

欧姆定律说电流，I等U来除以R。

三者对应要统一，同一导体同一路。

U等I来乘以R，R等U来除以I。

2、电阻的串联与并联

电阻串联要变大，总阻等于分阻和，R=R1+R2。

电阻并联要变小，分阻倒和为倒总，1/R=1/R1+1/R2。

3、测量小灯泡电阻

测量小灯泡电阻，原理R等U除I。

需要电压电流表，灯泡滑动变阻器。

连接开关要断开，闭前阻值调最大。

4、串联电路公式

串联电路之关系，各处电流都相等。

总压等于分压和，总阻等于分阻和。

5、并联电路公式

并联电路之关系，总流等于支流和。

支压等于电源压，分阻倒和为倒总。

电功率

1、电能的计量

电能单位是焦耳(J)，生活常用千瓦时(KWh)。

电能表测耗电能，用电等于计数差。

1度=1KWh=3.6×106J

600r/KWh表示

每耗一度电。 转盘转600圈。

转盘转n圈，耗电n/600KWh。

2、电功率

消耗电能的快慢，电功率用P表示。

1秒之内耗电能，叫这电器电功率。

P等电能除时间P=u/t，电压电流两相乘P=UI。

功率单位是瓦特，1(W)等1伏安，1W=1VA。

已知p、t求耗能，W等于p乘t。

3、电功率计算

电灯电器有标志，额定电压(U0)额功率(P0)。

正常发光用电流，I等P0除U0。 I=P0/U0。

电压改变功率变，其中电阻是不变。

遇见电器求电阻，R等U2除以P，R=U2/P。

4、焦耳定律

焦耳定律说热量，三个因素有关联。

电流平方是关键，乘上电阻和时间。

热量单位是焦耳，损耗能量常用此。

5、保险丝

铅锑合金保险丝，电阻较大熔点低。

过粗烧线不保险，过细电路常断电。

选择合适保险丝，千万别用铁铜丝。

6、火线L零线N，金属外壳接地E

零线接地火有电，氖气发光是火线，氖管电阻一百万。

手按笔卡尖接线，注意手指不碰尖。

触电事故先断电，绝缘棒来挑起线。

电工plc基础知识 篇3

1，从PLC的组成来看，除CPU，存储器及通信接口外，与工业现场直接有关的还有哪些接口?并说明其主要功能。

（1）输入接口:接受被控设备的信号，并通过光电耦合器件和输入电路驱动内部电路接通或断开。

（2）输出接口:程序的执行结果通过输出接口的光电耦合器件和输出组件(继电器、晶闸管、晶体管)输出，控制外部负载的接通或断开。

2、PLC的基本单元由哪几个部份组成?各起什么作用?

（1）CPU:PLC的核心部件，指挥PLC进行各种工作。如接受用户程序和数据、诊断、执行执行程序等;

（2）存储器:存储系统和用户的程序和数据;

（3）I/O接口:PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，用来接受被控设备的信号和输出程序的执行结果;

（4）通信接口:通过通信接口与监视器、打印机等其他设备进行信息交换;

（5）电源。

3、PLC开关量输出接口有哪几种类型?各有什么特点?

晶闸管输出型:一般情况下，只能带交流负载，响应速度快，动作频率高;

晶体管输出型:一般情况下，只能带直流负载，响应速度快，动作频率高;

继电器输出型:一般情况下，可带交、直流负载，但其响应时间长，动作频率低。

4、按结构型式分，PLC有哪几种类型?各有什么特点?

（1）整体式:将CPU、电源、I/O部件都集中在一个机箱内，结构紧凑、价格低，一般小型PLC采用这种结构;

（2）模块式:将PLC的各个部分分成若干个单独的模块，可根据需要选配不同模块组成一个系统，具有配置灵活、方便扩展和维修的特点，一般中、大型PLC采用这种结构。 模块式PLC由框架或基板和各种模块组成，模块装在框架或基板的插座上。

（3）叠装式：结合了整体式和模块式的特点，叠装式PLC的CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆连接，使得系统不仅配置灵活而且体积小巧。

5、什么叫PLC的扫描周期?它主要受什么影响?

扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置和用户程序长短有关。

6、PLC采用什么方式执行用户程序?用户程序执行过程包括哪些阶段?

PLC采用循环扫描的方式执行用户程序，用户程序的执行过程包括输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

7、PLC控制系统与继电器控制系统相比，具有哪些优点?

（1）控制方法上:PLC采用程序方式实现控制，容易改变或增加控制要求，且PLC的触点无限;

（2）工作方式上:PLC采用串行工作方式，提高系统的抗干扰能力;

（3）控制速度上:PLC的触点实际上是触发器，指令执行的时间在微秒级;

（4）定时和计数上:PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶振提供，延时精度高，范围宽。PLC具有继电器系统不具备的计数功能;

（5）可靠性和可维护性上:PLC采用微电子技术，可靠性高，所具有的自检功能能及时查出自身故障，监视功能方便调试和维护。

8、PLC为什么会产生输出响应滞后现象?如何提高I/O响应速度?

因为PLC采用集中采样、集中输出的循环扫描工作方式，输入端的状态只在每个扫描周期的输入采样阶段才能被读入，而程序的执行结果只在输出刷新阶段才被送出;其次PLC的输入、输出延延迟，用户程序的长度等均能引起输出响应滞后。

要提高I/O响入采样、输出刷新，或直接输入采样、输出刷新，以及中断输入输出和智能化I/O接口等多种方式。

9、FX0N系列PLC内部软继电器有哪几种?

输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态寄存器、定时器、计数器、数据寄存器。

10、如何选择PLC?

1)机型选择:应从结构形式、安装方式、功能要求、响应速度、可靠性要求、机型统一等几个方面考虑;

2)容量选择:应从I/O点数、用户存储容量两个方面考虑;

3)I/O模块选择:包括开关量和模拟量I/O模块选择，以及特殊功能模块的选择;

4)电源模块及编程器等其它设备的选择

11、简单叙述PLC集中采样、集中输出工作方式的特点，采用这种工作方式具有哪些优、缺点?

集中采样:在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行，当进入程序执行阶段后输入端将被封锁。

集中输出:在一个扫描周期内，只有在输出刷新阶段才将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器中，对输出接口进行刷新，在其他阶段输出状态一直保存在输出映像寄存器中。 采用这种工作方式可提高系统的抗干扰能力，增强系统的可靠性，但会引起PLC输入/输出响应的滞后。

12、PLC采用什么样的工作方式?有何特点?

PLC采用集中采样、集中输出、循环扫描的工作方式。

特点:集中采样是指在一个扫描周期内，PLC对输入状态的采样只在输入采样阶段进行，当进入程序执行阶段后输入端将被封锁。

集中输出是指在一个扫描周期内，PLC只在输出刷新阶段才将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器中，对输出接口进行刷新，在其他阶段输出状态一直保存在输出映像寄存器中。

循环扫描是指PLC在一个扫描周期内需要执行多个操作，它采用分时扫描的方式按顺序逐个执行，周而复始重复运行。

13、电磁接触器主要由哪几部分组成?简述电磁接触器的工作原理。

电磁接触器一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。 接触器根据电磁原理工作:当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。 当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。

14、简述可编程序控制器(PLC)的定义。

可编程控制器(PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过过程。

PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

15、简答PLC系统与继电接触器系统工作原理的差别。

组成器件不同;

触点数量不同;

实施控制的方法不同;

工作方式不同。

16、简答三菱FX2N系列PLC的STL步进梯形指令有什么特点？

（1）转移源自动复位;

（2）允许双重输出;

（3）主控功能。

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