可編程式控制制器原理與應用

1. 簡述可編程控制器的工作原理,如何理解PLC的循環掃描工作過程

可編程式控制制器的工作原理：
可編程式控制制器有兩種基本的工作狀態，即運行（RUN）狀態與停止（STOP）狀態，其中運行狀態是執行應用程序的狀態，停止狀態一般用於程序的編制與修改。
除了執行用戶程序之外，在每次循環過程中，可編程式控制制器還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環可分為5個階段。可編程式控制制器這種周而復始的循環工作方式稱為掃描工作方式。
1.內部處理階段：
PLC接通電源後，在進行循環掃描之前，首先確定自身的完好性，若發現故障，除了故障燈亮之外，還可判斷故障性質：一般性故障，只報警不停機，等待處理；嚴重故障，則停止運行用戶程序，此時PLC切斷一切輸出聯系。
2、通信服務階段：
PLC在通信服務階段檢查是否有與編程器和計算機的通信請求
3、處理階段 ：
在PLC的存儲器中，有一個專門存放輸入輸出信號狀態的區域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，可編程式控制制器梯形圖中別的編程元件也有對應的映像存儲區，它們統稱為元件映像寄存器。
在輸入處理階段，可編程式控制制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF）狀態讀入輸入映像寄存器。外接的輸入觸點電路接通時，對應的輸入映像寄存器為「1」，梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外接的輸入觸點電路斷開時，對應的輸入映像寄存器為「0」，梯形圖中對應的輸入繼電器的常開觸點斷開，常閉觸點接通。
只有采樣時刻，輸入映像寄存器中的內容才與輸入信號一致，而其它時間范圍內輸入信號的變化是不會影響輸入映像寄存器中的內容的，輸入信號變化了的狀態只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入
4、程序執行階段：
在沒有跳轉指令時，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執行用戶程序，直到用戶程序結束之處。並根據指令的要求執行相應的邏輯運算，運算的結果寫入對應的元件映像寄存器中，因此，各編程元件的映像寄存器（輸入映像寄存器除外）的內容隨著程序的執行而變化。
5、輸出處理階段：
在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄存器的「0」/「1」狀態傳送到輸出鎖存器。梯形圖中某一輸出繼電器的線圈「通電」時，對應的輸出映像寄存器為「1」狀態。。某一編程元件對應的映像寄存器為「1」狀態時，稱該編程元件為ON，映像寄存器為「0」狀態時，稱該編程元件為OFF。

2. 可編程式控制制器簡介

可編程式控制制器是60年代末在美國首先出現，當時叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執行邏輯判斷、計時、計數等順序控制功能。PLC的基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優點和繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點結合起來，控制器的硬體是標準的、通用的。根據實際應用對象，將控制內容編成軟體寫入控制器的用戶程序存儲器內。控制器和被控對象連接方便。

隨著半導體技術，尤其是微處理器和微型計算機技術的發展，到70年代中期以後，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都採用了中、大規模甚至超大規模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數據處理、PID調節和數據通信功能。

可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它採用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術運算等操作的指令，並通過數字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優點。

可編程式控制制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，因此可在初步設計階段選用可編程式控制制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從製造生產可編程式控制制器的廠商角度看，在製造階段不需要根據用戶的訂貨要求專門設計控制器，適合批量生產。由於這些特點，可編程式控制制器問世以後很快受到工業控制界的歡迎，並得到迅速的發展。目前，可編程式控制制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應用。

一、PLC的結構及各部分的作用

可編程式控制制器的結構多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結構。通常由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個部分組成。

1．中央處理單元（CPU）

CPU作為整個PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的晶元上。CPU通過地址匯流排、數據匯流排、控制匯流排與存儲單元、輸入輸出介面電路連接。CPU的功能有以下一些：從存儲器中讀取指令，執行指令，取下一條指令，處理中斷。

2．存儲器（RAM、ROM）

存儲器主要用於存放系統程序、用戶程序及工作數據。存放系統軟體的存儲器稱為系統程序存儲器;存放應用軟體的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數據的存儲器稱為數據存儲器。常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進行讀寫操作的隨機存儲器存放用戶程序，生成用戶數據區，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導體存儲器，可用鋰電池做備用電源。掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統管理程序和應用程序。

3．輸入輸出單元（I/O單元）

I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的介面部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入介面的輸入器件是各種開關、按鈕、感測器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。

4．電源

PLC電源單元包括系統的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉換成內部工作電壓。PLC內有一個穩壓電源用於對PLC的CPU單元和I/O單元供電。

5．編程器

編程器是PLC的最重要外圍設備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監視PLC的工作狀態。除此以外，在個人計算機上添加適當的硬體介面和軟體包，即可用個人計算機對PLC編程。利用微機作為編程器，可以直接編制並顯示梯形圖。

二、PLC的工作原理

PLC採用循環掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先後順序存放，CPU從第一條指令開始執行程序，直到遇到結束符後又返回第一條，如此周而復始不斷循環。PLC的掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當PLC處於停狀態時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。在PLC處於運行狀態時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執行、程序輸出，一直循環掃描工作。

1．輸入處理

輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態，並將讀入的信息存入內存中所對應的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序執行階段。在程序執行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發生變化，其映象寄存器的內容也不會發生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。

2．程序執行

根據PLC梯形圖程序掃描原則，按先左後右先上後下的步序，逐句掃描，執行程序。遇到程序跳轉指令，根據跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態時，PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應輸入端子狀態，從輸出映象寄存器讀出對應映象寄存器，根據用戶程序進行邏輯運算，存入有關器件寄存器中。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內容，會隨著程序執行過程而變化。

3．輸出處理

程序執行完畢後，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態，在輸出處理階段轉存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅動外部負載。

三、PLC編程語言

1．梯形圖編程語言

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電器控制系統中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變來的，形象、直觀、實用。

梯形圖的設計應注意以下三點：

（一）梯形圖按從左到右、從上到下的順序排列。每一邏輯行起始於左母線，然後是觸點的串、並聯接，最後是線圈與右母線相聯。

（二）梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是「概念電流」，從左流向右，其兩端沒有電源。這個「概念電流」只是形象地描述用戶程序執行中應滿足線圈接通的條件。

（三）輸入繼電器用於接收外部輸入信號，而不能由PLC內部其它繼電器的觸點來驅動。因此，梯形圖中只出現輸入繼電器的觸點，而不出現其線圈。輸出繼電器輸出程序執行結果給外部輸出設備，當梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅動輸出設備，而要通過輸出介面的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現。輸出繼電器的觸點可供內部編程使用。

2．語句表編程語言

指令語句表示一種與計算機匯編語言相類似的助記符編程方式，但比匯編語言易懂易學。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。

3．控制系統流程圖編程圖

控制系統流程圖是一種較新的編程方法。它是用像控制系統流程圖一樣的功能圖表達一個控制過程，目前國際電工協會(IEC)正在實施發展這種新式的編程標准。

第二章 基本指令簡介

基本指令如表所示

名 稱
助記符
目 標 元 件
說 明

取指令
LD
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
常開接點邏輯運算起始

取反指令
LDN
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
常閉接點邏輯運算起始

線圈驅動指令
=
Q、M、SM、T、C、V、S、L
驅動線圈的輸出

與指令
A
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常開接點的串聯

與非指令
AN
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常閉接點的串聯

或指令
O
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常開接點的並聯

或非指令
ON
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
單個常閉接點的並聯

置位指令
S
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
使動作保持

復位指令
R
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
使保持復位

正跳變
ED
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
輸入信號上升沿產生脈沖輸出

負跳變
EU
I、Q、M、SM、T、C、V、S、L
輸入信號下降沿產生脈沖輸出

空操作指令
NOP
無
使步序作空操作

一、標准觸點 LD、A、O、LDN、AN、ON、

LD，取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令，即常開接點邏輯運算起始。

LDN，取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令，即常閉接點邏輯運算起始。

A，與指令。用於單個常開接點的串聯。

AN，與非指令。用於單個常閉接點的串聯。

O，或指令。用於單個常開接點的並聯。

ON，或非指令。用於單個常閉接點的並聯。

二、正、負跳變 ED、EU

ED，在檢測到一個正跳變（從OFF到ON）之後，讓能流接通一個掃描周期。

EU，在檢測到一個負跳變（從ON到OFF）之後，讓能流接通一個掃描周期。

三、輸出 =

=，在執行輸出指令時，映像寄存器中的指定參數位被接通。

四、置位與復位指令S、R

S，執行置位(置1)指令時，從bit或OUT指定的地址參數開始的N個點都被置位。

R，執行復位(置0)指令時，從bit或OUT指定的地址參數開始的N個點都被復位。

置位與復位的點數可以是1-255，當用復位指令時，如果bit或OUT指定的是T或C時，那麼定時器或計數器被復位，同時當前值將被清零。

五、空操作指令NOP

NOP指令不影響程序的執行，執行數N（1-255）。

第三章 可編程式控制制器梯形圖設計規則

1．觸點的安排

梯形圖的觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。

2．串、並聯的處理

在有幾個串聯迴路相並聯時，應將觸點最多的那個串聯迴路放在梯形圖最上面。在有幾個並聯迴路相串聯時，應將觸點最多的並聯迴路放在梯形圖的最左面。

3．線圈的安排

不能將觸點畫在線圈右邊，只能在觸點的右邊接線圈。

4．不準雙線圈輸出

如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有最後一次才有效，所以不應出現雙線圈輸出。

5．重新編排電路

如果電路結構比較復雜，可重復使用一些觸點畫出它的等效電路，然後再進行編程就比較容易。

6．編程順序

對復雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段，每一段從最左邊觸點開始，由上之下向右進行編程，再把程序逐段連接起來。

3. <可編程式控制制器原理與應用>難學嗎

開始的不難學基本指令 後邊的功能指令就不是那麼好對付了 以過來人身份告訴你 必須做好理論知識的學習 有強大的理論知識做後盾才行 然後才強調多上機練習

4. 可編程式控制制器原理與應用要有什麼基礎

原理高低電位代表1、0，在電容中存儲信息，斷電之後就擦除了原有的信息，就可以重新編寫了。重寫也可以以新電位代替原有點位。半導體，電工電子，微機原理

5. 可編程式控制制器的工作原理是什麼

可編程式控制制器的基本工作原理：

可編程式控制制器（PLC）的工作有兩個要點：入出信息變換、可靠物理實現，入出信息變換主要由運行存儲於PLC內存中的程序實現。這程序既有系統的（這程序又稱監控程序，或操作系統），又有用戶的。系統程序為用戶程序提供編輯與運行平台，同時，還進行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設、上位計算機或其它PLC通訊等處理。用戶程序由用戶按照控制的要求進行設計。什麼樣的控制，就有什麼樣的用戶程序。

可靠物理實現主要通過輸入（I，INPUT）及輸出（O，OUTPUT）電路。每一輸入點或輸出點就有一個I或O電路。而且，總是把若干個這樣電路集成在一個模塊（或箱體）中，然後再由若干個模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統（電路）。盡管這些模塊相當多，佔了PLC體積的大部分，但由於它們都是由高度集成化的，所以，PLC的體積還是不太大的。

輸入電路時刻監視著輸入點的（通、ON或斷、OFF）狀態，並將此狀態暫存於它的輸入暫存器（還可能有別的稱謂）中。每一輸入點都有一個與其對應的輸入暫存器。

輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱謂）。它也有兩個狀態，高、低電位狀態，並可鎖存。同時，它還有相應的物理電路，可把這個高、低電位的狀態傳送給輸出點。每一輸出點都有一個與其對應的輸出鎖存器。

這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內存交換信息通過PLC I/O匯流排及運行PLC的系統程序實現。

把輸入暫存器的信息讀到PLC的內存中，稱輸入刷新。PLC內存有專門開辟的存放輸入信息的映射區。這個區的每一對應位（bit）稱為輸入繼電器，或稱軟觸點，或稱為過程映射輸入寄存器（the process-image input register）。這些位（bit）置成1，表示觸點通，置成0為觸點斷。由於它的狀態是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點的狀態。

輸出鎖存器與PLC內存中的輸出映射區也是對應的。一個輸出鎖存器也有一個內存位（bit）與其對應，這個位稱為輸出繼電器，或稱輸出線圈，或稱為過程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過PLC I/O匯流排及運行系統程序，輸出繼電器的狀態將映射給輸出鎖存器。這個映射的完成也稱輸出刷新。

PLC除了有可接收開關信號的輸入電路，有時，還有接收模擬信號的輸入電路（稱模擬量輸入單元或模塊）。只是後者先要進行模、數轉換，然後，再把轉換後的數據存入PLC相應的內存單元中。

如要產生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱模擬量輸出模塊或單元）。靠它對PLC相應的內存單元的內容進行數、模轉換，並產生輸出。

這樣，用戶所要編的程序只是，PLC輸入有關的內存區到輸出有關的內存區的變換。這是一個數據及邏輯處理問題。由於PLC有強大的指令系統，編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的。

a-簡化工作流程圖 b–實際工作流程圖

圖2 PLC工作流程圖

有了上述過程，用PLC實現控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷新，可把輸入電路監視得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區；經運行用戶程序，輸出映射區將得到變換後的信息；再經輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區的狀態，並通過輸出電路產生相應的輸出。又由於這個過程是永不停止地循環反復地進行著，所以，輸出總是反映輸入的變化。只是響應的時間上，略有滯後。但由於PLC的工作速度很快，所以，這個「略有滯後」的時間是很短的，一般也就是幾毫秒、幾十毫秒，最多也不會超過100到200毫秒。

圖2a所示的是簡化的過程，實際的PLC工作過程還要復雜些。除了I/O刷新及運行用戶程序，還要做些其它的公共處理工作。公共處理工作有：循環時間監視、外設服務及通訊處理等。

監視循環時間的目的是避免用戶程序「死循環」，保證PLC能正常工作。為避免用戶程序「死循環」的辦法是用「看門狗」（Watching dog），即設一個定時器，監測用戶程序的運行時間。只要循環超時，即報警，或作相應處理。

外設服務是讓PLC可接受編程器對它的操作，或向編程器輸出數據。

通訊處理是實現與計算機，或與其它PLC，或與智能操作器、感測器進行信息交換的。這也是增強PLC控制能力的需要。

也就是說，實際的PLC工作過程總是：公共處理——I/O刷新——運行用戶程序——再公共處理——⋯反復不停地重復著。圖2b所示的是實際的過程。

此外，PLC上電後，也要進行系統自檢及內存的初始化工作，為PLC的正常運行做好准備。

用這種不斷地重復運行程序以實現控制，稱掃描方式工作。是PLC基本的工作方式。

此外，為了應對緊急任務，PLC還有中斷工作方式。在中斷方式下，需處理的任務先申請中斷，被響應後停止正運行的程序，轉而去處理中斷工作（運行有關中斷的服務程序）。待處理完中斷，又返回運行原來程序。

PLC的中斷方式的任務，或稱事件，是分等級的。同時出現兩個或多個中斷事件，則優先順序高的先處理，繼而處理低的。直到全部處理完中斷任務，再轉為執行掃描程序。

PLC對大量控制都用掃描方式工作，而對個別急需的處理，則用中斷方式。這樣，既可做到所有的控制都能照顧到，而個別應急的任務也能及時進行處理。

當然，PLC的實際工作過程比這里講的還要復雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論問題。但如果能弄清上面介紹的思路，也可知到PLC是怎麼工作的了。

6. 可編程式控制制器原理及應用

可編程式控制制器（PLC）的工作有兩個要點：入出信息變換、可靠物理實現，入出信息變換主要由運行存儲於PLC內存中的程序實現。這程序既有系統的（這程序又稱監控程序，或操作系統），又有用戶的。系統程序為用戶程序提供編輯與運行平台，同時，還進行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設、上位計算機或其它PLC通訊等處理。用戶程序由用戶按照控制的要求進行設計。什麼樣的控制，就有什麼樣的用戶程序。
可靠物理實現主要通過輸入（I， INPUT）及輸出（O， OUTPUT）電路。每一輸入點或輸出點就有一個I或O電路。而且，總是把若干個這樣電路集成在一個模塊（或箱體）中，然後再由若干個模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統（電路）。盡管這些模塊相當多，佔了PLC體積的大部分，但由於它們都是由高度集成化的，所以，PLC的體積還是不太大的。
輸入電路時刻監視著輸入點的（通、ON或斷、OFF）狀態，並將此狀態暫存於它的輸入暫存器（還可能有別的稱謂）中。每一輸入點都有一個與其對應的輸入暫存器。
輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱謂）。它也有兩個狀態，高、低電位狀態，並可鎖存。同時，它還有相應的物理電路，可把這個高、低電位的狀態傳送給輸出點。每一輸出點都有一個與其對應的輸出鎖存器。
這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內存交換信息通過PLC I/O匯流排及運行PLC的系統程序實現。
把輸入暫存器的信息讀到PLC的內存中，稱輸入刷新。PLC內存有專門開辟的存放輸入信息的映射區。這個區的每一對應位（bit）稱為輸入繼電器，或稱軟觸點，或稱為過程映射輸入寄存器（the process-image input register）。這些位（bit）置成1，表示觸點通，置成0為觸點斷。由於它的狀態是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點的狀態。
輸出鎖存器與PLC內存中的輸出映射區也是對應的。一個輸出鎖存器也有一個內存位（bit）與其對應，這個位稱為輸出繼電器，或稱輸出線圈，或稱為過程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過PLC I/O匯流排及運行系統程序，輸出繼電器的狀態將映射給輸出鎖存器。這個映射的完成也稱輸出刷新。
PLC除了有可接收開關信號的輸入電路，有時，還有接收模擬信號的輸入電路（稱模擬量輸入單元或模塊）。只是後者先要進行模、數轉換，然後，再把轉換後的數據存入PLC相應的內存單元中。
如要產生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱模擬量輸出模塊或單元）。靠它對PLC相應的內存單元的內容進行數、模轉換，並產生輸出。
這樣，用戶所要編的程序只是，PLC輸入有關的內存區到輸出有關的內存區的變換。這是一個數據及邏輯處理問題。由於PLC有強大的指令系統，編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的。

7. 可編程式控制制器工業控制應用的基本模式提示了PLC應用的哪些根本點

-1、簡述可編程的定義

答：可編程式控制制器是取代繼電器控制線路，採用存儲器程序指令完成控制而設計的裝置，具有邏輯運算、定時、計數等功能，用於開關量控制、實際能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱PLC。

87年新定義：

可編程邏輯控制器是專為在工業環境下應用而設計的一種數字運算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編製程序的控制器。它能夠存儲和執行命令，進行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算操作。並通過數字式和模擬式的輸入、輸出、控制各種類型的機械或生產過程。

1-2、可編程式控制制器的主要特點有哪些？

答：可靠性高，PLC平均無故障時間達10萬小時；控制功能強，具有數值運算、PID調節；數據通信、中斷處理，對步進電機、數控機床、工業機器人實施控制；組建靈活：隨時可擴展各種功能；操作方便：三種語言（LAD、STL、FBD）編程。

1-3、可編程式控制制器有哪幾種分類方法?

答：按I/O點數分類：

小型機I/O＜256點；中型機I/O在256~1024之間；大型機I/O＞1024點；

按結構分類：整體結構和模塊結構；

按用途分類：有通用型和專用型。

1-4、小型PLC發展方向有哪些？

答：小型PLC向微型化和專業化方向發展：集成度更高、體積更小、質量更高更可靠、功能更強、應用更廣泛。

第二章、可編程式控制制器構成原理

2-1、PLC由哪幾部分組成？

答：PLC由五大部分組成：①、中央處理器CPU；②、存儲器；③、基本I/O介面電路；④、介面電路，即I/O擴展和通訊部分；⑤、電源（+5V、+24V的產生。

2-2、PLC的I/O介面電路有哪幾種形式?

答：PLC的輸入部分，有三種介面電路：①、干結點式；②直流輸入式；③、交流輸入式。

PLC的輸出部分，有三種介面電路：①、繼電器式；②、晶體管式；③、晶閘管式

輸入、輸出電路均採用光電隔離形式，以便保護PLC內部電路不受傷害。

2-3、PLC的主要技術指標有哪些？

答：PLC的主要技術指標如下：

①、I／O點數、一般以輸入、輸出端子總和給出；

②、存儲容量，有系統、用戶、數據三種存儲器，即用戶可用資源；

③、掃描速度，即掃描周期，表示PLC運算精度和運行速度；

④、可擴展性：可擴展I／O介面、模數處理、溫度處理、通訊、高速處理。

⑤、指令系統：要求指令功能豐富；

⑥、通訊功能：要與其它智能設備之間的通訊。

第三章、S7－200系列可編程式控制制器

3-1、S7系列PLC有哪些子系列?

答：西門子公司的S7西能系列可編程式控制制器有三個子系列：

①、S7-200PLC 屬小型機

②、S7-300PLC屬中型機

③、S7-400PLC 屬大型機

3-2、CPU22X系列PLC有哪些型號?

答:西門子公司CPU22X系列PLC有如下型號：見表3.1 P12

①、CPU221

②、CPU222

③、CPU224

④、CPU226

⑤、CPU226X

3-3、S7-200 PLC有哪些輸出方式？各適應什麼類型地負載？

答：S7-200PLC輸出方式有兩大類：繼電器輸出；晶體管輸出。

繼電器輸出可帶電機類電感、電容等負載，晶體管輸也可帶電阻性負載。

3-4、CPU22系列PLC的用戶程序下載後放在什麼存儲器中，掉電後是否會丟失？

答：當用戶程序下載到PLC後，用戶程序、CPU組態、配置、程序數據送入RAM存儲區、V寄存器和M寄存器中；下電時又自動將V寄存器和M寄存器的內容拷貝到EEPROM中，永久保存，程序和數據不會丟失。

3-5、S7-200 CPU的一個機器周期分為哪幾個階段?各執行什麼操作？

答： S7-200 CPU的一個機器周期分為5個階段：

①、讀輸入階段，將數字量輸入的狀態送入輸入映像寄存器；對於模擬量輸入，需經A/D轉換後送入輸入映像寄存器；

②、執行程序，按梯形圖（程序）順序執行、允許對I/O量處理、響應中斷。

③、處理通信請求，PLC從通信口收/發信息；

④、CPU自診斷。檢查硬體故障和I/O狀態；

⑤、寫輸出，每個掃描周期的結尾，CPU把輸出映像寄存器的內容送到對應的輸出點上。

3-6、S7-200 CPU有哪些工作模式?在離線時如何改變工作模式？聯機操作時，改變工作模式的最佳方法是什麼？

答：S7-200CPU 有兩種工作模式：

①、STOP（停止），CPU停止工作，不執行程序，PC機可向PLC下載程序和系統設置；

②、RUN （運行），運行用戶程序。

離線時改變工作模式的方法：

①、把PLC工作開關打到「RUN」位置，啟動程序運行；

②、把PLC工作開關打到「STOP」位置，停止程序運行。

③、把PLC工作開關打到「TERM」位置，暫停。程序暫時停止運行，由軟體改變工作狀態，在聯機時，用STEP7-Micro/Win32 軟體設置PLC工作方式，即在「PLC」菜單下，點擊「RUN」，PLC運行；點擊「STOP」，PLC停止運行。

3-7、S7-200 有哪幾種定址方式?

答：S7-200有三種定址方式：

①、立即定址：立即數在指令中以常數出現。例：JMP 20

②、直接定址：直接使用存儲器或元件地址編號。例：LD I0.1

③、間接定址：使用地址指針來存取存儲器中的數據。例：MOVW ＊AC，AC0

3-8、S7-200PLC有哪些內部元器件？各元件地址分配和操作數范圍怎麼定？

答：S7-200 PLC有13種內部元器件，操作數范圍按元器件後帶字元而定：B、位元組；W、字；D、雙字。它們規定了操作數范圍。內部元器件如下：

①、I：輸入映像寄存器 I0.0-I15.7

②、Q：輸出映像寄存器 Q0.0-Q15.7

③、M：內部標志寄存器 M0.0-M31.7

④、SM：特殊標志寄存器 SM0.0-.SM179.7

⑤、S：順序控制寄存器 S0.0-S31.7

⑥、V:變數寄存器 VB0-VB10239

⑦、L：局部變數寄存器 LB0-LB63

⑧、T：定時器 T0-T255

⑨、C：計數器 C0-C255

⑩、AI：模擬量輸入映像寄存器 AIW0-AIW62

⑾、AQ：模擬量輸出映像寄存器 AQW0-AQW62

⑿、AC：累加器 AC0-AC3

⒀、HC：高速計數器 HC0-HC5

3-9、S7-200PLC有哪幾種擴展模塊？最大可擴展的I/O地址范圍是多大?

答：S7-200 PLC擴展模塊有：

①、數字量擴展模塊：EM221、EM222、EM223；

②、模擬量擴展模塊：EM231、EM232、EM235；

③、通信模塊 ：EM227；

④、現場設備擴展模塊：CP243；

最左可擴展7個模塊、I/O點可達128點。

3-10、梯形圖程序能否轉換成語句表程序?所有語句表程序能否轉換成梯形圖程序？

答：STEP7-Micro/Win32編程軟體具有梯形圖程序和語句表指令的相互轉換功能，也就是梯形圖程序能轉換成語句表程序；但語句表程序中有些語句不能轉換成梯形圖：例：END

第四章、STEP7-Micro/Win32編程軟體的安裝與使用

4-1、對變化緩慢的輸入信號能否採用數字濾波?數字濾波設置的最大延時時間為多少?

答：PLC允許部分或全部主機數字輸入量有選擇地設置輸入濾波器，對輸入雜訊脈沖干擾進行抑制。最大濾波延遲時間為12.8ms（范圍：0.2-12.8ms），默認延遲時間為6.4ms。對於輸入信號變化緩慢或高速變化信號，一般不用數字濾波。

4-2、輸入脈沖過窄時（小於一個機器掃描周期），採用什麼方法可以不丟失脈沖?

答：當數字量輸入脈沖過窄、未保持到輸入采樣階段的輸入脈沖信號可能會丟失。為克服此問題，需採用脈沖捕捉功能。脈沖截取後，輸入狀態的改變被鎖存，並保持到下一次輸入更新為止。（如圖4-10、P40所示）

4-3、編譯快捷鍵的功能是什麼？

答：採用「編譯快捷鍵」，會在編譯後，可在顯示器下方的輸出窗口顯示編譯結果，並能明確指出出錯的網路段，可以根據出錯提示對程序進行修改，然後再次編譯，直至無誤為止。

4-4、簡述SIMATIC指令與IEC指令的設置方法。

答：SIMATIC和IEC兩指令的設置方法是：拉開工具采單，打開選項目錄，在彈出的對話框中選擇指令系統。例如，選擇SIMATIC指令、記憶表選國際（不選SIMATIC），即選中了西門子指令系統。選IEC1131-3也用周樣方法。

4-5、簡述網路段的拷貝方法

答：網路段的復制：將游標拖到網路段，按住左鍵不放，拖動游標或用SHIFT+上、下移動鍵，選擇單個或多個網路並變「黑」，然後單擊「編輯\復制」，再移動游標到所需處，再單擊「粘帖」即可。

4-6、用幫助系統查找STEP7-Micro/Win32編輯軟體主要支持哪些快捷鍵?

答：該編輯軟體的快捷鍵支持有：

①、F4、彈出觸點菜單；

②、F6、彈出線圈下拉菜單；

③、F9、彈出指令合下拉菜單。

4-7、簡述系統塊配置中脈沖截取位的功能，以及脈沖截取的原理。

答：在系統塊界面下、點擊「脈沖截取位」標簽，進入脈沖捕捉功能選項，如圖所示：

7 6 5 4 3 2 1 0

I0

I1

在對應選框中的某位點擊一下、即該位便設置了脈沖捕捉，否則，系統默認所有點不為脈沖捕捉。

8. 可編程式控制制器的原理是什麼

中作原理：PLC是採取順序掃描，不斷循環，的方式進行工作的，即在PLC運行時，PLC根據用戶按控制要求編好並存放於用戶程序存儲器中的程序，按指令步序號或地址號作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束，然後重新返回第一條指令，開始下一輪掃描，在每一次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必須經過輸入采樣，程序執行和輸出刷新三個階段及其他一些輔助階段，其中的輸入采樣和輸出刷新在有的場合也稱之為I/O刷新。