可編程控制器的使用，使得控制系統(tǒng)的性能得以提升。為增進大家對可編程控制器的了解，本文將對可編程控制器的基本指令、可編程控制器的組成、可編程控制器的常用編程語言以及可編程控制器的主要作用予以介紹。
一、可編程控制器的基本指令
可編程控制器的指令系統(tǒng)由基本指令和高級指令組成，有160多條，常用的基本指令見下表。
二、可編程控制器的組成
可編程控制器有許多類型，但其基本組成是相同的，主要由中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出(I/O)接口、電源及編程器等組成，見下圖。
1.中央處理器(CPU)
中央處理器(CPU)是可編程控制器的核心，它在生產(chǎn)廠家預(yù)先編制的系統(tǒng)程序控制下，通過輸入裝置讀入現(xiàn)場輸入信號并按照用戶程序執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后根據(jù)處理結(jié)果通過輸出裝置實現(xiàn)輸出控制。CPU的性能直接影響可編程控制器的性能。
2.存儲器
可編程控制器內(nèi)的存儲器按用途可分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。系統(tǒng)程序存儲器存放系統(tǒng)程序，該程序已由生產(chǎn)廠家固化，用戶不能訪問和修改;用戶程序存儲器存放用戶程序和數(shù)據(jù)，用戶程序由用戶根據(jù)控制要求進行編寫。
3.輸入/輸出(I/O)接口
輸入/輸出(I/O)接口是可編程控制器和現(xiàn)場I/O設(shè)備連接的部分，I/O接口有數(shù)字量(開關(guān)量)I/O單元、模擬量I/O單元。根據(jù)I/O點數(shù)可將可編程控制器分為小型、中型、大型3種。小型可編程控制器的I/O點數(shù)在256點以下，中型可編程控制器的I/O點數(shù)在256～2048點之間，大型可編程控制器的I/O點數(shù)在2048點以上。
4.電源
電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成CPU、存儲器、I/O接口工作所需的直流電源。
5.編程器
編程器是可編程控制器的重要外圍設(shè)備，利用編程器能夠進行可編程控制器程序的編寫、調(diào)試檢查和監(jiān)控等操作，還可以通過編程器來調(diào)用和顯示可編程控制器的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。編程器通過通信端口與CPU聯(lián)系，完成人機對話連接。編程器上有編程用的各種功能鍵和顯示器，以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換開關(guān)。編程器有簡易編程器和智能編程器兩類。
三、可編程控制器常用編程語言
可編程控制器目前常用的編程語言有以下幾種：梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖、功能塊圖和某些高級語言。手持編程器多采用助記符語言，計算機軟件編程采用梯形圖語言，也有采用順序功能圖、功能塊圖的。
(1)梯形圖語言
梯形圖的表達式沿用了原電氣控制系統(tǒng)中的繼電接觸控制電路圖的形式，二者的基本構(gòu)思是一致的，只是使用符號和表達方式有所區(qū)別。
(2)助記符語言
助記符語言又稱命令語句表達式語言，它常用一些助記符來表示PLC的某種操作。它類似微機中的匯編語言，但比匯編語言更直觀易懂。用戶可以很容易地將梯形圖語言轉(zhuǎn)換成助記符語言。
(3)順序功能圖
順序功能圖常用來編制順序控制程序，它包括步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能圖法可以將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)。對于這些小狀態(tài)的功能依次處理后再把這些小狀態(tài)依一定順序控制要求連接成組合整體的控制程序。圖1-6所示為采用順序功能圖編制的程序段，
(4)功能塊圖
功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方塊左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓點表示“非”運算，信號自左向右流動。類似于電路一樣，方框被“導(dǎo)線”連接在一起。
四、可編程控制器的主要作用有哪些
1.運動控制
在機械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機數(shù)控(CNC)集成在一起，完成機床的運動控制。很多PLC制造廠家已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸的位置控制模板。在多數(shù)情況下，PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模板，模板移動一軸或數(shù)軸到目標位置。當(dāng)每個軸移動時，位置控制模板保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運動平滑。已用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削、磨消應(yīng)用當(dāng)中。
2.定時控制
PLC為用戶提供了一定數(shù)量的定時器，設(shè)置了定時器指令，如OMRON公司的CPM1A，，每個定時器可實現(xiàn)0·1~999·9s或0·01~99·9s的定時控制，SIEMENS公司S7—200系列可提供時基單位為0·1s/0`01s及0·00s的定時器，實現(xiàn)從0·001s到3276·7s的定時制?？砂匆欢ǚ绞竭M行定時時間的擴展。定時精度高，定時設(shè)定方便、靈活。PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準確的實時控制。
3.記數(shù)控制
PLC為用戶提供的記數(shù)器分為普通記數(shù)器，可逆記數(shù)器(增減計數(shù)器)、高速計數(shù)器等，用來完成不同用途的記數(shù)控制命令。計數(shù)器值等于計數(shù)器設(shè)定值，或在某一數(shù)值范圍時，發(fā)出控制命令。計數(shù)器的記數(shù)值可在運行中被讀出，也可在運行中進行修改。
4.步進控制
PLC為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進控制功能。在一道工序完成之后，自動進行下一道工序。一個工作周期結(jié)束后，自動進入下一個工作周期。有些PLC還專門設(shè)有步進控制指令，使得步進控制更為方便。
5.數(shù)據(jù)處理
大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成數(shù)據(jù)運算如;加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運算如;字與、字或、字異或、求反等，移位、數(shù)據(jù)比較和傳送數(shù)值的轉(zhuǎn)換等操作。
6.模、數(shù)和數(shù)、模轉(zhuǎn)換
在過程控制或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，存在溫度、壓力、流量、速度位移、電流、電壓等連續(xù)變化的物理量。過去，PLC用于邏輯控制，對于這些物理量的控制主要靠儀表控制或分布式系統(tǒng)DCS。大、中型PLC都具有物理處理功能，很多小型PLC也具有物理量處理功能，編程和使用都很方便。
7.通信及聯(lián)網(wǎng)
大都分PLC都具備通信能力，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與計算機，PLC與PLC之間的通信。通過這些通信技術(shù)，使PLC更容易構(gòu)成工廠自動化(FA)系統(tǒng)。也可與打印機、監(jiān)視器等外部設(shè)備相連，記錄和監(jiān)視有關(guān)數(shù)據(jù)