我們來與單片機做個對比：單片機（Single-Chip Microcomputer,，全稱：單片微型計算機）是一種是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU,、隨機存儲器RAM,、只讀存儲器ROM,、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括模擬多路轉(zhuǎn)換器,、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng),。
從上面的描述來看，PLC與單片機是極其相似的,。
他們都是具有計算機系統(tǒng)的可編程控制器,。
但他們的適用領域和用法有很大不同。
PLC偏向于工業(yè)自動化領域,，比如生產(chǎn)流水線,、工業(yè)機器人、數(shù)控機床等,，單片機則偏向于生活,，比如家用電器。
從外形來看,，單片機是一顆芯片,，通過與晶振電路、復位電路等模塊組成單片機*小系統(tǒng),。
而PLC從外形看像是一個盒子,，尺寸較大，其內(nèi)部元件全部封裝在里面,，從外面是看不到任何如電阻電容之類的電子元件,，只能看到很多個接線端子和指示燈，這也使得PLC能在惡劣的環(huán)境下更穩(wěn)定的運行,，抗干擾能力更強,。
當然，PLC的價格也比單片機高出很多,，一臺PLC的價格是千元級,，這也是PLC為什么不會用于普通的家用電器。
其次,，他們的工作電壓也有不同,，單片機工作電壓一般為直流5V,，而PLC工作電壓為直流24V或者交流220V,。
所以說，單片機更像是電子產(chǎn)品,，PLC更像是電氣設備,。
與單片機類似，PLC輸出端口一般不會直接驅(qū)動負載,，一般是通過控制繼電器或者接觸器從而間接控制主電路,。
實際上,，我們可以把PLC內(nèi)部看成一個單片機，只不過PLC在單片機的基礎上進行了二次開發(fā),，使得其使用方式發(fā)生很大變化,，并衍生了一套獨立的、更方便的編程方式,，同時也使其配套設備更標準化,。
目前主流的PLC品牌有西門子（德國）、三菱（日本）,、歐姆龍（日本）,、施耐德（法國）等。
國產(chǎn)品牌如今也在崛起,，例如匯川,、信捷、禾川也有不錯的市場占有率,。
目前,，西門子仍占有率*高的。
不同的品牌,，其使用的編程軟件也有所不同,，甚至同一品牌的不同型號PLC使用的軟件也不相同。
比如西門子PLC就有四款編程軟件,，分別為STEP7 Microwin （S7-200）,，STEP 7- Micro/WIN SMART（ 是專門為S7-200 SMART 開發(fā)的編程軟件），STEP7 V5.5 （S7-300,S7-400,ET200）,，STEP 7 V11 （S7-300,S7-400,S7-1500,S7-1200 ）,。
PLC編程語言：PLC有五種標準編程語言：梯形圖語言（LD）、指令表語言（IL）,、功能模塊語言（FBD）,、順序功能流程圖語言（SFC）、結(jié)構(gòu)文本化語言（ST）,。
對于有電路基礎的人來說,，梯形圖是*容易學習的，因為它是用圖形來編程的,。
梯形圖與電氣操作原理圖相對應,，具有直觀性和對應性；與原有繼電器控制相一致,，電氣設計人員易于掌握,。
下圖是一個簡單的PLC線圈自鎖梯形圖（西門子），可以發(fā)現(xiàn)其邏輯關系與電路原理及其相似,。
接下來,，將以西門子S7-1200為例來介紹PLC的機構(gòu)及其編程環(huán)境,。
S7-1200是西門子公司新一代的模塊化小型PLC。
首先看看這款PLC的結(jié)構(gòu)：PLC的主體是中間的CPU,，雖說是CPU,，其實它集處理器、輸入輸出口,、存儲器等于一身,，能夠單獨工作。
S7-1200有三個型號的CPU可供選擇,，每個型號又有三個版本,，每個版本對應不同的電源/輸入/輸出方式，使用時非常靈活,。
其部分參數(shù)如下圖（詳細參數(shù)可在西門子官網(wǎng)下載產(chǎn)品手冊）：在一些簡單的控制場景下,，單獨一個CPU就足夠應付，它自帶一定數(shù)量的I/O端口,，比如上表的CPU 1214C就有14個輸入端口,，10個輸出端口。
但在某些情況下,，比如CPU輸入輸出端口不夠用,，或者需要用到模擬量輸入輸出，這時就需要擴展模塊了,。
首先是信號板（SB）,，可以看到前面的結(jié)構(gòu)圖，它是安裝在CPU正面,，安裝時只需打開CPU前蓋就能將信號板裝入,，但是只有一個信號板安裝槽，所以S7-1200*多只能擴展一塊信號板,。
除此,，該安裝槽也能安裝RS-458接口和電池板。
如果安裝了信號板輸入輸出口仍不夠用,，就需要用到信號模塊（SM）了,，信號模塊安裝于CPU右側(cè)，通過銅針與CPU建立聯(lián)系,。
相對于信號板,，信號模塊可以同時擴展多個，查看上表,，CPU 1214C*多可擴展8個信號模塊,，可以想象8個信號模塊串在一起是什么場景,。
有了信號模塊,，再也不用擔心輸入輸出口不夠用了（但是信號模塊是需要占用安裝空間的,，擴展越多，占用空間越多）,。
信號板與信號模塊有很多型號可供選擇,，不同的型號其輸入輸出點數(shù)，模擬量數(shù)字量也不同,。
具體型號可查閱S7-1200使用手冊,，這里暫不細說。
另外還有通信模塊（CM）,，其安裝于CPU左側(cè),，S7-1200*多可擴展3個通信模塊。
是CPU與網(wǎng)絡建立聯(lián)系的橋梁,。
PROFINET接口：此接口用于編程,、HMI通訊和 PLC 間的通訊。
此外它還通過開放的以太網(wǎng)協(xié)議支持與第三方設備的通訊,。
程序下載時,，便是通過網(wǎng)線將該接口與電腦以太網(wǎng)接口連接，該接口也可用于連接精簡系列面板或者與其他PLC的以太網(wǎng)通訊,。
我們再來看看PLC的接線圖,。
上文我們有談到CPU型號與版本，S7-1200的CPU有3個版本,，分別為DC/DC/DC,、AC/DC/RLY、DC/DC/RLY,。
版本號有3個參數(shù),，分別對應著 電源電壓/輸入電壓/輸出電壓，AC表示交流220V,，DC表示直流24V,，RLY表示繼電器輸出（繼電器輸出即通過220V交流電控制繼電器）。
可以發(fā)現(xiàn)PLC在這里與單片機的不同,，單片機的輸入輸出電壓是與電源電壓一致的,，而PLC的電源電壓、輸入電壓和輸出電壓并不相同,，所以PLC可能同時要用到2個電源,。
下面是CPU 1214C 3個版本的接線圖。
另外兩款CPU與1214C雷同,，只是端口數(shù)不同,，這里暫不細說。
接著介紹一下S7-1200的編程軟件。
我們需要用到的軟件為 TIA Portal（博途）軟件,，該軟件可在“軟件管家”下載安裝（本軟件安裝教繁瑣,，可按照安裝步驟一步一步來，以免安裝失?。?。
TIA Portal集編程、仿真和HMI界面設計于一身,，使用起來很方便,。
這里我們使用的是V15版本。
需要注意的是,，Portal不同版本并不兼容,，這確實是令人抓狂的一點。
我們先看看該軟件界面,，下圖為PLC組態(tài),，添加的設備及其連接都能在這里查看：PLC梯形圖與電路很相似，他們都有串并聯(lián)結(jié)構(gòu),、自鎖,、互鎖等，但又有所差別,。
在梯形圖*左邊,，有一條豎直線，我們稱之為能流（可以形象的比喻成河流的源頭）,。
判斷梯形圖的某個元件是否工作,，即看該元件是否有能流 流入（形象的說：河流源頭的水是否流入該元件），這與電流也是類似的（只不過電流流動需要閉合回路,，梯形圖則不需要）,，而斷開的開關能隔絕能流的流入。
以下是梯形圖基本指令（定時器,，計數(shù)器,，移位等指令以后再做專門介紹）：-| |- 常開觸點 -|/|- 常閉觸點XOR 位異或-|NOT|- 信號流反向 -( ) 輸出線圈-(S) 線圈置位-(R) 線圈復位 RS 復位置位觸發(fā)器 RS 置位復位觸發(fā)器 -(N)- 下降沿檢測 -(P)- 上升沿檢測需要注意的是，梯形圖不能以線圈開頭,，也不能將兩個線圈串聯(lián),。
PLC所有的變量都可以在PLC變量表中查到，包括其數(shù)據(jù)類型,，對應的地址,，名稱。
以下是HMI人機界面開發(fā)界面,，在這里可以發(fā)揮想象構(gòu)建各種畫面,、動畫，在這個軟件也可以對人機界面進行仿真，非常方便,。
如上圖,，序號1的按鈕為下載按鈕，梯形圖寫好后點擊此按鈕可將程序下載至PLC,；序號2與下載相反，它可以將PLC中的程序下載至電腦,；序號3是仿真按鈕,，點擊此按鈕，可使用PLCSIM組件進行梯形圖仿真,，其具體使用會在下次用專門的實例來介紹,。
學習PLC*重要的是編程，編程*重要的是程序思路,。
剛開始學習梯形圖都會有點不適應,，因為其程序邏輯與C語言，匯編語言大不相同,，必須跳出C語言的邏輯思維,，用電路的邏輯思維去理解，就會發(fā)現(xiàn)梯形圖其實很簡單,。
建議先嘗試去看懂梯形圖,，找一些實例，首先理清整體結(jié)構(gòu),，然后分析每個元件的作用,；然后嘗試在不同的控制要求下修改現(xiàn)有程序：*后嘗試自己用自己的思路寫程序。
如果能自己寫一些程序了,，并且對思路很清楚,，那說明已經(jīng)理解了梯形圖的含義。
當然PLC不僅僅要會編程,，還要學習PLC在變頻器,、伺服器、PID控制等方面的應用,。
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