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(shù)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(lǐng)域和用法有很大不同。
PLC偏向于工業(yè)自動化領(lǐng)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(fù)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(shè)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(chǔ)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(shè)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(chǔ)的人來說，梯形圖是*容易學(xué)習(xí)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(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(luò)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)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(guān)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(fù)位 RS 復(fù)位置位觸發(fā)器 RS 置位復(fù)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(yīng)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(xué)習(xí)PLC*重要的是編程，編程*重要的是程序思路。
剛開始學(xué)習(xí)梯形圖都會有點不適應(yīng)，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(xué)習(xí)PLC在變頻器、伺服器、PID控制等方面的應(yīng)用。
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