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在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面

??1.開關(guān)量邏輯控制

??PLC具有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實(shí)現(xiàn)梯形圖中觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制、定時(shí)控制與順序邏輯控制。開關(guān)量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域已遍及各行各業(yè)，甚至深入到民用和家庭。

??2.運(yùn)動(dòng)控制

??PLC使用的指令或運(yùn)動(dòng)控制模塊，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)單軸或多軸聯(lián)動(dòng)的位置控制，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械，例如金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。3.閉環(huán)過程控制

??閉環(huán)過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PLC通過模擬量I/O模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量實(shí)行閉環(huán)PID(比例-積分-微分)控制。S7-300/400有閉環(huán)控制模塊、用于閉環(huán)控制的功能塊和閉環(huán)控制軟件包供用戶選用。其閉環(huán)控制功能廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。

??4.數(shù)據(jù)處理

??現(xiàn)代的PLC具有整數(shù)四則運(yùn)算、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算、求反碼和補(bǔ)碼、循環(huán)、移位等運(yùn)算功能，以及數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)器中的參考值比較，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。

??5.通信聯(lián)網(wǎng)

??PLC的通信包括PLC與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺(tái)PLC之間的通信、PLC與其他智能控制設(shè)備(例如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控設(shè)備)之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。

??怎樣下載西門子PLC的資料和軟件?

??我國(guó)有不少的廠家研制和生產(chǎn)PLC，但是還沒有出現(xiàn)具有較大影響力和有較大市場(chǎng)占有率的產(chǎn)品，目前我國(guó)使用的PLC主要是國(guó)外品牌的產(chǎn)品。

??在全世界上百個(gè)PLC制造廠中，有幾家舉足輕重的公司。它們是德國(guó)的西門子(Sie-mens)公司，美國(guó)Rockwell自動(dòng)化公司所屬的A-B(Allen&Bradly)公司，GE-Fanuc公司，法國(guó)的施耐德(Schneider)公司，日本的三菱公司和歐姆龍(OMRON)公司。

??與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC的標(biāo)準(zhǔn)化較差，其軟件、硬件的體系結(jié)構(gòu)基本上是封閉的而不是開放的，各廠家的PLC的編程語言、尋址方式、程序結(jié)構(gòu)和通信網(wǎng)絡(luò)的差異很大，各種PLC互不兼容。國(guó)際電工(IEC)的IEC61131-3(PLC的編程語言標(biāo)準(zhǔn))為PLC編程的標(biāo)準(zhǔn)化打下了基礎(chǔ)。

??可以在西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的中文網(wǎng)站下載西門子的PLC資料。點(diǎn)擊該網(wǎng)站主頁(yè)的“支持中心”的“下載中心”，可以下載各種工控產(chǎn)品的中英文說明書、用戶手冊(cè)、產(chǎn)品介紹和一些軟件。點(diǎn)擊下載中心的“英文資料下載”，將會(huì)打開西門子自動(dòng)化的支持中心網(wǎng)站。在該中心的主頁(yè)可以將語言設(shè)置為中文，在左邊的導(dǎo)航窗口選擇感興趣的產(chǎn)品，在右邊的窗口可以下載軟件和手冊(cè)，查看常見問題的解答和技術(shù)參數(shù)等。

PLC執(zhí)行程序的過程分為哪三個(gè)階段？

 PLC執(zhí)行程序的過程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程:

    （1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號(hào)，并將各輸入狀態(tài)存入對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲(chǔ)器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個(gè)掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號(hào)刷新?？梢?，PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)，不直接使用現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而使用本次采樣時(shí)輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則可能造成信號(hào)的丟失。

   （2）程序執(zhí)行階段。在執(zhí)行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個(gè)執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過程中，當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對(duì)輸出映像寄存器來說，每一個(gè)元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。

    （3）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運(yùn)算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點(diǎn)閉合，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個(gè)掃描周期。

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對(duì)象的具體要求，進(jìn)行選擇組合，并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時(shí)需增加一些輔助觸點(diǎn)和中間編程環(huán)節(jié)，才能達(dá)到控制要求。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間和設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，所以稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法用于較簡(jiǎn)單的梯形圖設(shè)計(jì)。

??用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)PLC程序時(shí)大致可以按下而幾步來進(jìn)行。分析控制要求、選擇控制原則；設(shè)計(jì)主令元件和檢測(cè)元件，確定輸入輸出設(shè)備；設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的控制程序；檢查修改和完善程序。下面通過PLC控制送料小車的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)例來介紹經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。

??(1)送料小車運(yùn)行示意及I/O分配圖

??送料小車運(yùn)行示意及I/O分配圖如圖5-9所示。送料小車在左限位開關(guān)I0.4處裝料；20s后裝料結(jié)束，開始右行；碰到右限位開關(guān)10.3后停下來卸料；25s后左行；碰到左限位開關(guān)I0.4后又停下來裝料。這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕10.2。按鈕I0.0和10.1分別用來啟動(dòng)小車右行和左行。

??(2)以成熟經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)送料小車控制梯形圖和語句表程序

??以電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制梯形圖的成熟經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出的送料小車控制控制梯形圖和語句表程序如圖5-10所示。

??(3)設(shè)計(jì)說明

??為使小車自動(dòng)停止，將I0.3和I0.4的常閉觸點(diǎn)分別與Q0.0和Q0.1的線圈串聯(lián)。為使小車自動(dòng)啟動(dòng)，將控制裝、卸料延時(shí)的定時(shí)器T37和 T38的常開觸點(diǎn)，分別與手動(dòng)啟動(dòng)右行和左行的10.0、10.1的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，并用兩個(gè)限位開關(guān)對(duì)應(yīng)的10.4和10.3的常開觸點(diǎn)分別接通裝料、卸料電磁閥和相應(yīng)的定時(shí)器。設(shè)小車在啟動(dòng)時(shí)是空車，按下左行啟動(dòng)按鈕Io.1，Q0.1得電，小車開始左行，碰到左限位開關(guān)時(shí)，10，4的常閉觸點(diǎn)斷開，使Q0.1失電，小車停止左行。10.4的常開觸點(diǎn)接通，使Q0.2和T37的線圈得電，開始裝料和延時(shí)。20s后T37的常開觸點(diǎn)閉合，使Q0.0得電，小車右行。小車離開左限位開關(guān)后，10.4變?yōu)?O"狀態(tài)，Q0.2和T37的線圈失電，停止裝料，T37被復(fù)位。小車右行和卸料過程與上面的過程基本相同。如果小車正在運(yùn)行時(shí)按停止按鈕I0.2，小車將停止運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)停止工作。

??經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)是比較有效的，可以收到快速、簡(jiǎn)單的效果。但是，由于這種方法主要是依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求也就比較高，特別是要求設(shè)計(jì)者要有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)和工業(yè)上常用的各種典型環(huán)節(jié)比較熟悉。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法沒有固定的規(guī)律可遵循，具有很大的試探件和隨意性，往往需經(jīng)過多次反復(fù)修改和完善才能符合設(shè)計(jì)要求，所以設(shè)計(jì)的結(jié)果往往不是很規(guī)范，且因人而異。

??經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法一般適合于設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的梯形圖程序或復(fù)雜系統(tǒng)的某一局部程序(如手動(dòng)程序等)。如果用來設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)梯形圖，一般存在以下兩個(gè)問題。

??①考慮多、設(shè)計(jì)麻煩、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖程序時(shí)，要用大量的中間元件來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，它們往往又交織在一起，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些問題。修改某一局部程序時(shí)，很可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)其他部分程序產(chǎn)生意想不到的影響，往往花費(fèi)了很多時(shí)間，還得不到一個(gè)滿意的結(jié)果。

??②梯形圖的可讀性差、系統(tǒng)維護(hù)困難用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的梯形圖是按設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，即使是設(shè)計(jì)者的同行，要分析這種程序也非常困難，更不用說維修人員了，這會(huì)給PLC系統(tǒng)的維護(hù)和改進(jìn)帶來許多困難。