第 2章 可编程序控制器概论
第 2章 可编程序控制器概论
2.1 PLC的发展、分类及应用
2.2 结构和工作原理
2.3 技术性能指标
2.4 编程语言
第 2章 可编程序控制器概论
本章内容包括：
l PLC的发展, 分类及应用
l 结构及工作原理
l 主要技术性能指标
l 常用编程语言
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1 PLC的发展、分类及应用
2.1.1 产生
2.1.2 发展
2.1.3 特点
2.1.4 分类
2.1.5 应用
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.1 产生
可编程序逻辑控制器 PLC产生于 1969年，最初只具备
逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电
接触器控制。
现在所说的可编程序控制器 PC（ Programmable
Controller）是 1980年以来，美、日、德等国由先
前的可编程序逻辑控制器 PLC进一步发展而来。
1985年，国际电工委员会 IEC对可编程序控制器作了
如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电
子系统，专为工业环境下应用而设计。
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.2 发展
1,发展及现状
2,发展趋势
（ 1）与计算机联系密切
（ 2）发展多样化
（ 3）模块化
（ 4）网络与通信能力增强
（ 5）多样化与标准化
（ 6）工业软件发展迅速
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.3 特点
1,可靠性高
2,功能强大
3,简单方便
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.4 分类
1,从结构上
可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块
式 。
2,从规模上
按 PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大
型。
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.5 应用
1,工业
1） 开关量控制, 如逻辑, 定时, 计数, 顺序等；
2） 模拟量控制, 部分 PLC或功能模块具有 PID控制功
能, 可实现过程控制；
3） 监控, 用 PLC可构成数据采集和处理的监控系统；
4） 建立工业网络, 为适应复杂的控制任务且节省资
源, 可采用单级网络或多级分布式控制系统 。
2,其他行业
可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在国
防和民用, 如建筑, 环保, 家用电器等 。
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第 2章 可编程序控制器概论
2.2 结构和工作原理
2.2.1 结构
2.2.2 工作原理
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第 2章 可编程序控制器概论
2.2.1 结构
PLC专为工业场合设计, 采用了典型的计算机结构,
主要是由 CPU,电源, 存储器和专门设计的输入输出
接口电路等组成 。 图 2.1为一典型 PLC结构简图 。
图 2.1 结构简图
C P U
存储器
电源部分
输
入
单
元
输
出
单
元
编程器或其他设备
按钮 接触器
电磁阀
指示灯
行程开关
继电器触点
第 2章 可编程序控制器概论
1,中央处理单元
中央处理单元（ CPU）一般由控制器、运算器
和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。
CPU的主要功能：
1） 从存储器中读取指令
2）执行指令
3）顺序取指令
4）处理中断
第 2章 可编程序控制器概论
2,存储器
1）只读存储器
2）随机存储器 RAM
第 2章 可编程序控制器概论
3,输入输出单元
（ 1）输入接口电路
（ 2）输出接口电路
第 2章 可编程序控制器概论
通常 PLC的输入类型可以是直流, 交流和交直流 。 输
入电路的电源可由外部供给, 有的也可由 PLC内部提
供 。 图 2.2和图 2.3分别为一种型号 PLC的直流和交流
输入接口电路的电路图, 采用的是外接电源 。
图 2.2描述了一个输入点的接口电路 。 其输入电路的
一次电路与二次电路用光耦合器相连, 当行程开关闭
合时, 输入电路和一次电路接通, 上面的发光管用于
对外显示, 同时光耦合器中的发光管使三极管导通,
信号进入内部电路, 此输入点对应的位由 0变为 1。 即
输入映像寄存器的对应位由 0变为 1。
第 2章 可编程序控制器概论
图 2.2 直流输入电路图
内
部
电
路
C O M
输入1
输入 n
第 2章 可编程序控制器概论
图 2.3 交流输入电路图
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内
部
电
路
C O M
输入1
输入n
.
第 2章 可编程序控制器概论
2.2.2 工作原理
1,循环扫描
PLC采用循环扫描工作方式, 这个工作过程一般包括
五个阶段：内部处理, 与编程器等的通信处理, 输入
扫描, 用户程序执行, 输出处理, 其工作过程如图
2.4所示 。
图 2.4中当 PLC方式开关置于 RUN（ 运行 ） 时, 执行
所有阶段；当方式开关置于 STOP（ 停止 ） 时, 不执
行后 3个阶段, 此时可进行通信处理, 如对 PLC联机或
离线编程 。
第 2章 可编程序控制器概论
图
2.
4
工
作
原
理
图
内部处理
通信处理
输入扫描
执行用户程序
输出处理
R U N 方式？
否
是
开 始
第 2章 可编程序控制器概论
可编程序控制器的输入处理, 执行用户程序
和输出处理过程的原理如图 2.5所示 。
PLC执行的五个阶段, 称为一个扫描周期,
PLC完成一个周期后, 又重新执行上述过程,
扫描周而复始地进行 。
第 2章 可编程序控制器概论
按钮 接触器
按钮
输
入
电
路
输
入
映
象
寄
存
器
输
出
映
象
寄
存
器
输
出
电
路（ ）
程序执行
图 2.5 程序执行原理图
第 2章 可编程序控制器概论
2,与计算机的异同
相同点：
（ 1）基本结构相同
（ 2）程序执行原理相同
不同点：
两者的不同点主要体现在工作方式上 。
第 2章 可编程序控制器概论
3,与继电接触器的异同
相同点：
图形结构和逻辑关系相同。
不同点：
（ 1） 实现原理不同
（ 2） 工作方式不同
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第 2章 可编程序控制器概论
2.3 技术性能指标
1,外形尺寸
2,输入输出点数
3,机器字长
4,速度
5,指令系统
6,存储器容量
7,扩展性
8,通信功能
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第 2章 可编程序控制器概论
2.4 编程语言
1,梯形图
2,语句表
3,逻辑符号图
4,高级语言
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1 PLC的发展、分类及应用
2.2 结构和工作原理
2.3 技术性能指标
2.4 编程语言
第 2章 可编程序控制器概论
本章内容包括：
l PLC的发展, 分类及应用
l 结构及工作原理
l 主要技术性能指标
l 常用编程语言
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1 PLC的发展、分类及应用
2.1.1 产生
2.1.2 发展
2.1.3 特点
2.1.4 分类
2.1.5 应用
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.1 产生
可编程序逻辑控制器 PLC产生于 1969年，最初只具备
逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电
接触器控制。
现在所说的可编程序控制器 PC（ Programmable
Controller）是 1980年以来，美、日、德等国由先
前的可编程序逻辑控制器 PLC进一步发展而来。
1985年，国际电工委员会 IEC对可编程序控制器作了
如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电
子系统，专为工业环境下应用而设计。
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.2 发展
1,发展及现状
2,发展趋势
（ 1）与计算机联系密切
（ 2）发展多样化
（ 3）模块化
（ 4）网络与通信能力增强
（ 5）多样化与标准化
（ 6）工业软件发展迅速
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.3 特点
1,可靠性高
2,功能强大
3,简单方便
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.4 分类
1,从结构上
可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块
式 。
2,从规模上
按 PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大
型。
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第 2章 可编程序控制器概论
2.1.5 应用
1,工业
1） 开关量控制, 如逻辑, 定时, 计数, 顺序等；
2） 模拟量控制, 部分 PLC或功能模块具有 PID控制功
能, 可实现过程控制；
3） 监控, 用 PLC可构成数据采集和处理的监控系统；
4） 建立工业网络, 为适应复杂的控制任务且节省资
源, 可采用单级网络或多级分布式控制系统 。
2,其他行业
可编程序控制器在其他行业的应用也日益广泛：在国
防和民用, 如建筑, 环保, 家用电器等 。
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第 2章 可编程序控制器概论
2.2 结构和工作原理
2.2.1 结构
2.2.2 工作原理
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第 2章 可编程序控制器概论
2.2.1 结构
PLC专为工业场合设计, 采用了典型的计算机结构,
主要是由 CPU,电源, 存储器和专门设计的输入输出
接口电路等组成 。 图 2.1为一典型 PLC结构简图 。
图 2.1 结构简图
C P U
存储器
电源部分
输
入
单
元
输
出
单
元
编程器或其他设备
按钮 接触器
电磁阀
指示灯
行程开关
继电器触点
第 2章 可编程序控制器概论
1,中央处理单元
中央处理单元（ CPU）一般由控制器、运算器
和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。
CPU的主要功能：
1） 从存储器中读取指令
2）执行指令
3）顺序取指令
4）处理中断
第 2章 可编程序控制器概论
2,存储器
1）只读存储器
2）随机存储器 RAM
第 2章 可编程序控制器概论
3,输入输出单元
（ 1）输入接口电路
（ 2）输出接口电路
第 2章 可编程序控制器概论
通常 PLC的输入类型可以是直流, 交流和交直流 。 输
入电路的电源可由外部供给, 有的也可由 PLC内部提
供 。 图 2.2和图 2.3分别为一种型号 PLC的直流和交流
输入接口电路的电路图, 采用的是外接电源 。
图 2.2描述了一个输入点的接口电路 。 其输入电路的
一次电路与二次电路用光耦合器相连, 当行程开关闭
合时, 输入电路和一次电路接通, 上面的发光管用于
对外显示, 同时光耦合器中的发光管使三极管导通,
信号进入内部电路, 此输入点对应的位由 0变为 1。 即
输入映像寄存器的对应位由 0变为 1。
第 2章 可编程序控制器概论
图 2.2 直流输入电路图
内
部
电
路
C O M
输入1
输入 n
第 2章 可编程序控制器概论
图 2.3 交流输入电路图
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内
部
电
路
C O M
输入1
输入n
.
第 2章 可编程序控制器概论
2.2.2 工作原理
1,循环扫描
PLC采用循环扫描工作方式, 这个工作过程一般包括
五个阶段：内部处理, 与编程器等的通信处理, 输入
扫描, 用户程序执行, 输出处理, 其工作过程如图
2.4所示 。
图 2.4中当 PLC方式开关置于 RUN（ 运行 ） 时, 执行
所有阶段；当方式开关置于 STOP（ 停止 ） 时, 不执
行后 3个阶段, 此时可进行通信处理, 如对 PLC联机或
离线编程 。
第 2章 可编程序控制器概论
图
2.
4
工
作
原
理
图
内部处理
通信处理
输入扫描
执行用户程序
输出处理
R U N 方式？
否
是
开 始
第 2章 可编程序控制器概论
可编程序控制器的输入处理, 执行用户程序
和输出处理过程的原理如图 2.5所示 。
PLC执行的五个阶段, 称为一个扫描周期,
PLC完成一个周期后, 又重新执行上述过程,
扫描周而复始地进行 。
第 2章 可编程序控制器概论
按钮 接触器
按钮
输
入
电
路
输
入
映
象
寄
存
器
输
出
映
象
寄
存
器
输
出
电
路（ ）
程序执行
图 2.5 程序执行原理图
第 2章 可编程序控制器概论
2,与计算机的异同
相同点：
（ 1）基本结构相同
（ 2）程序执行原理相同
不同点：
两者的不同点主要体现在工作方式上 。
第 2章 可编程序控制器概论
3,与继电接触器的异同
相同点：
图形结构和逻辑关系相同。
不同点：
（ 1） 实现原理不同
（ 2） 工作方式不同
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第 2章 可编程序控制器概论
2.3 技术性能指标
1,外形尺寸
2,输入输出点数
3,机器字长
4,速度
5,指令系统
6,存储器容量
7,扩展性
8,通信功能
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第 2章 可编程序控制器概论
2.4 编程语言
1,梯形图
2,语句表
3,逻辑符号图
4,高级语言
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