PLC编程到底是啥？看电气大神讲PLC，膜拜！真是一针见血

PLC常见的用途是替代电气控制中的继电器逻辑控制电路。例如电机控制、变电站市电进线互投和自备发电机起停控制、过程控制DCS操控系统和楼宇消防系统控制等等。一般的城市居民小区高层建筑的水压控制，就是采取PLC配套变频器执行水泵操控的。

PLC更重要的用途是构建数据交换系统，它把现场总线变换为工业以太网，实现现场设备与后台的数据交换，以及接收和执行遥控命令等等。

在工业、民居、国防、交通（地铁、港口、民航）、银行和移动的数据中心中都大量使用PLC，由此可见PLC的用途之广。

PLC的硬件系统简介

图1：ABB的AC500系列PLC

图1的左侧是通信接口模块，它能实现PLC的通信数据和网络数据交换。向右显示了"AC 500"的是PLC的主体，即CPU模块。再往右是开关量输入/输出模块以及模拟量输入输出模块。

由此我们看到，PLC类似于一个单片机系统。事实上，PLC就是单片机智能化系统，但它的可靠性和稳定性非常高，远远超过了一般的单片机。

在工业环境下的电磁骚扰强烈，所以PLC必须要满足国家标准对电磁骚扰的要求。有关电磁骚扰的国家标准如下：

图2：国家标准中对工业条件下电磁骚扰的测量方法和要求

PLC抵御电磁骚扰的硬件措施包括电源隔离、开关量输入接口采取光电隔离、模拟量也采取光电隔离等措施。输出接口的电磁骚扰会弱一些，但也需要采取一定的措施，包括OC门和继电器接口等等。

为了提高PLC的可靠性，在重要场合还采取主PLC与从PLC冗余配套工作的措施，见下图：

图3：PLC的冗余措施

我们原来在变电站电力监控系统中用工业控制计算机作为中间层面的数据处理中心，但工业控制计算机存在电源故障、硬盘故障，抗电磁骚扰能力弱，后来就淘汰了，转而使用PLC作为数据处理中心。下图是《低压成套开关设备的原理及其控制技术》中的插图：

图4：图中的CCU就是PLC构建的通信管理中心

在图4中，既有利用PLC执行低压进线、母联和自备发电机间的备自投系统，也有执行数据交换的PLC系统。

PLC的软件系统

学过初级编程知识的人都知道循环语句。一旦程序进入死循环，程序事实上就是死机了。对于PLC来说也是如此。一旦PLC进入死循环，它的接口会复位，被控制量会发生严重问题。因此，PLC的程序语句是一条条顺序执行的，一直运行到最后一条再返回，不会出现死循环。即便是转移指令，只要转移条件满足就转移，否则跳过转移程序段继续执行。

这就是PLC软件系统的可靠性很高的原因之一。

我们看下图：

图5：PLC的模块化编程语言

图5摘自北京地铁工程的PLC程序局部。

PLC程序格式有两种，其一是梯形图格式，其二是模块化编程语言格式。对于较复杂的PLC程序，一般都采用模块化编程语言来编写。不管是梯形图也好，是模块化编程语言也好，它们都必须符合国际电工委员会IEC61131-3标准的要求。

下图是用于控制电机实现星三角转换的程序：

图6：电动机星三角转换的PLC程序局部

图6中的STEP2和STEP3就是转移程序端。如果不符合条件，程序会跳过转移程序段执行。

最有意思的是PLC的PID程序模块，很有使用价值。

给大家的建议

学习PLC技术，刚开始大都以梯形图为主。实际上，PLC刚开始学习时无非就是控制十字路口红绿灯等等，真正的PLC技术绝不仅仅在于此，只要做过一个工程，对PLC的认知就会大幅提升。

PLC S7-1200一学就会连载（一），PLC的硬件与软件

可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller），是当今工业控制过程中必不可少的一款控制器，相当于一个微型计算机。无论是在交通、食品工业、制造业、娱乐业、医疗、建筑等领域都有着很广泛的应用，PLC编程技术是工科专业不可缺少的应用技能之一。PLC需要硬件和软件相结合，才能实现强大的功能。那么，如何能够快速地掌握这门技术呢？

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要想学好PLC，那是需要循序渐进地学习、练习、设计，逐步地从基础到巩固，再到熟练。我主张在学习知识的过程中，将复杂问题简单化理解，再将理解深入化研究。如果一开始就接触看不懂的东西，一头雾水，会影响学习的兴趣；一旦入门，说不定你会上瘾。

一、 PLC的硬件

小时候都玩过积木吧？我们不妨将PLC的硬件部分比作积木，其实确实如此，PLC的硬件大多都是模块化的结构，正如一块块的积木，你需要搭建多少个模块，就可以将他们组装到一起。我们这个课程就以西门子S7-1200为例，这一款也是比较常见的PLC。PLC的主体模块（积木）就是CPU模块，CPU模块上集成了电源、指示灯、通信接口、输入/输出端口等等，看图说话。

简单的功能使用CPU模块即可实现，但是如果你要建造城堡的话，还是需要多来点积木的。在PLC的世界里，都是方块形状的积木，积木之间有卡扣，可以牢固连接。

我把最简单的记忆方法告诉你，“中为CPU，左通信右信号，左三右八”，一般是这个样子的。中间为CPU模块，左边最多放三块通信模块，右边最多放八块信号模块（模拟、数字量输入输出）。

这是城堡的大楼，现在还需要搭建一些桥梁，将PLC的硬件与外部世界联系在一起。例如，实现一个简单的连接：我们将两个按钮作为数字量输入，一个灯作为数字量输出，通入24V直流电源，将所有的线路按照下图（硬件接线图）连接完毕，就可以进入下一步的学习啦！（别忘了PLC的CPU模块还需要和计算机通过网线相连哦）

二、 PLC的软件

1. 在这里先提问一下，上图能够实现什么功能呢？

实现什么功能不是由硬件接线图决定的，而是由软件决定的。积木虽然拼凑好了，下面还得让积木拥有智慧呀！这个智慧就是由“TIA博途”软件来实现。我们先来理解一下它的工作过程，也就是PLC的工作原理：

首先，上电后执行一次启动块，然后开始循环执行，读取输入信号的状态，并存储再输入映象区中，执行用户程序，接下来将输出送入输出映象区，最后将输出映象区状态写到实际输出设备，再循环读取输入信号状态……以上来自官方。

其实呢，PLC工作过程的主体部分是“循环扫描周期” ，一个扫描周期分为三个阶段，分别是输入采样阶段 、用户程序执行阶段 、输出刷新阶段（这是考点） 。接下来是通俗的语言：第一步，采集硬件输入的信号（比如传感器、按钮、开关等）存储在PLC软件的映象区（这是到软件啦，也就是到你计算机当中啦）中；第二步，输入的信号在你所编写的程序中开始顺序执行啦，咱们后期再来学习详细的指令和编程啦；第三步，将程序执行完的结果送到输出映象区（还是软件内部的存储区），最后从输出映象区输出到执行机构（外部实物，比如灯、电磁阀、蜂鸣器等）。

2. TIA博途软件是面对西门子公司所有PLC产品的一款编程软件。

让“积木”充满 “智慧”还是需要通过TIA博途软件来实现。博途V13及以上版本的软件集成了TIA Portal 编程软件，S7-PLCSIM仿真器，WinCC RT组态功能，使用方便，占内存不大，功能能够满足工程需要。

通过软件可以在硬件连接的基础上，实现相应的功能。通过改变程序，也能够实现不同的功能。在学习编程之前，同学们要先准备好计算机哦，版本不能太低，至少要满足推荐的计算机配置：主频3.3 GHz，内存8GB，硬盘300GB。安装顺序：STEP 7，PLCSIM，WinCC。当然内存越大，运行速度就越快。

好了，今天我们就介绍到这里，希望大家能够轻松学到知识。有需要软件的同学可以@我！

如果喜欢视频学习的方式，请在留言板留言哦，我会陪大家学完整本S7-1200的编程及应用的内容，有问题的也请留言交流哦！

待续。

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