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产品描述
沈阳西门子一级代理商CPU供应商
为了便于故障的及时解决，要区分故障是全局性还是局部性的，如上位机显示多处控制元件工作不正常，提示很多报警信息，这就需要检查CPU模块、存储器模块、通信模块及电源等公共部分。如果是局部性故障可从以下几方面进行分析。
1．根据上位机的报警信息查找故障。PLC控制系统都具有丰富的自诊断功能，当系统发生故障时立即给出报警信息，可以、准确地查明原因并确定故障部位，具有事半功倍的效果，是维修人员排除故障的基本手段和方法。
2．根据动作顺序诊断故障。对于自动控制，其动作都是按照一定的顺序来完成的，通过观察系统的运动过程，比较故障和正常时的情况，即可发现疑点，诊断出故障原因。如某水泵需要前后阀门都要打开才能开启，如果管路不通水泵是不能启动的。
3．根据PLC输入输出口状态诊断故障。在PLC控制系统中，输入输出信号的传递是通过PLC的I/O模块实现的，因此一些故障会在PLC的1/0接口通道上反映出来，这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是PLC系统本身的硬件故障，可不必查看程序和有关电路图，通过查询PLC的I/O接口状态，即可找出故障原因。因此要熟悉控制对象的PLC的I/O通常状态和故障状态。
4．通过PLC程序诊断故障。PLC控制系统出现的绝大部分故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因；有些虽然在屏幕上有报警信息，但并没有直接反映出报警的原因；还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行。遇到后两种情况，跟踪PLC程序的运行是确诊故障的有效方法。对于简单故障可根据程序通过PLC的状态显示信息，监视相关输人、输出及标志位的状态，跟踪程序的运行，而复杂的故障使用编程器来跟踪程序的运行。如某水泵不工作，检查发现对应的PLC输出端口为0，于是通过查看程序发现热水泵还受到水温的控制，水温不够PLC就没有输出，把水温升高后故障排除。
当然，上述方法只是给出了故障解决的切入点，产生故障的原因很多，所以单纯依靠某种方法是不能实现故障检测的，需要多种方法结合，配合电路、机械等部分综合分析。
实践证明，PLC产品的大多数故障的原因，都是在制造过程中产生的。而在制造过程中，要保证产品的性与稳定性，重要的就是产品测试，只有通过完整和的测试，才能发现产品中的问题，再给予解决。 从制造流程上来分，PLC的产品测试可以分为四个部分：
是元器件的测试，也包括外协件的测试。这时大多采用抽样的方法，其实，在采购之前，就要对供应商的资格进行认定，要避免不规范运作的元器件供应商，并与合资格的供应商建立长期的关系，这样，可以保证进来的元器件从根本上不会出大的问题。
但即便是对长期的正规的供应商，也要进行入库前的检验，通常，要进行目测，包括数量的清单，型号的核对，批号和生产日期等。然后，对元器件进行抽样检测；由于PLC的质量要求较高，因此，尽可能将抽样的比例加大，这样可以增加发现故障元件的概率。
元器件测试完成后，二步就是要在生产过程中，对每个生产加工工序进行的QC测试。对PLC的生产来说，主要是线路板的测试，通常包括：丝印、贴片、回流焊、波峰焊、手工插件和焊接几个工序，这时，对每个模块的每个工序做一个的测试架，才能保证能够而准确地测量出每个模块的质量。
在制造过程中，一旦发现质量问题，要立即找出原因，看是由于元器件本身的原因，还是加工质量的原因。如果是后者，在出现比例比较大的故障如虚焊等现象后，要及时调整生产设备的工作参数，既要保生产速度和生产率，也要保证降低故障率。如果PLC制造商有自己的生产线，应该将每个模块的生产状态参数保存下来，以后每次生产同样的模块的时候，可以按照该的状态进行生产。而且，这个的生产状态参数是要不断新的。
生产制造完成后，是模块的装配环节。装配完成后，要进行模块的性能测试。这一步的测试是十分关键的，因为重要的性能测试都是在这个环节，由于通常PLC的各种模块需要测试的参数较多，因此，一定要为每个型号的每个模块制作专门的测试架，并采用自动测试工装，这样才能保证测试参数的和完整，同时也保证测试的生产率。这是生产过程中测试的三步。
模块测试完毕后，要将模块送入老化室进行高温老化。关于老化，有许多人会将之与高温测试混同起来。其实，这是不同的。产品的高温测试，主要是检测该产品能够在设计的高温工作区段里正常工作，比如，如果PLC的工作温度是55度，那么只要在55度的范围内开机进行工作测试，在模块里的温度达到稳定后（通常为半小时左右）就可以了。但是，老化则是另外一个概念。
每个产品的元器件都有一定的寿命周期，比如，电子元器件的寿命为10年，那么，在这个寿命周期了，个月的故障率是很高的，其后故障率会越来越低，在三个月之后，达到稳定，故障率就会降到一个比较低的水平，一直到10年左右，器件达到了寿命，故障率又开始上升。
生产制造过程中的老化，就是要通过高温运行，将产品前期的故障率较高的时间缩短，使产品在出厂前就跨越过这个阶段，进入低故障率阶段。老化的温度和时间与产品的不同种类有关，对于电子产品来说，如果设定在55~60度的温度，可以将前期的高故障率的时间从三个月缩短到三天左右。这就是为什么许多电子产品的老化时间在72小时的原因。因此，老化是PLC产品生产过程的一道重要工序，而不能仅仅被看作是一个测试的过程。
知道了上面的道理，就同样会明白产品的老化过程是十分重要的，而且，老化后的测试加重要。因为，容易出现故障的模块，在老化过程中，绝大部分的潜在故障会在老化期间暴露出来，因此，对老化后的产品进行严格的测试。测试的方法和手段与老化前的模块测试手段相似，但全部完整地检测。有些测试人员认为产品已经测过一次了，因此，对老化后的产品测试往往放松，其实，这是大错而特错的。老化后的测试，就是PLC在制造过程中测试的四步。
以上的四步是PLC的硬件测试的介绍。由于软件也是PLC的重要组成部分，因此，对PLC的内部的软件，同样要进行测试。通常，由于产品保密的原因，即便是外协加工的模块，公司的关键软件在公司内部进行安装，有关测试功能也在公司内部完成。
有关软件功能测试又分为底层嵌入式软件测试和编程软件的测试。
底层嵌入式软件指PLC的系统软件，即在产品的CPU模件内的嵌入式固化软件（FIRMWARE），在工业控制系统的CPU模块里，都有一个IC芯片，里面是CPU的固化系统软件。通常称之为SOC（System On Chip），这个SOC是控制器的。实现SOC的方式主要有ASIC和FPGA两种。目前，德维森的主要的嵌入式软件是用FPGA技术来进行固化的，因此这里只简单介绍FPGA芯片的测试流程。
在进行制造过程的芯片测试时，要将FPGA芯片的原料检验委托供应商进行，公司每月一次进行抽检，以保证芯片本身的质量没有问题；同时，所要嵌入的软件已经通过FPGA样片调试，功能已经合格。
芯片通过芯片写入器将软件写入，之后，由测试人员将芯片插入到测试电路上，使用逻辑分析仪对芯片的预先的管脚波形进行逻辑分析测试，为了保证能够对芯片进行**的测试，这一步骤只对几个关键点的波形进行测试。逻辑测试完成后，对芯片进行电性能测试，这一步骤主要测试芯片的工作电压的高低限值和自动恢复性能。电气性能测试完成后，开始对芯片进行老化测试。老化后，再进行一次逻辑分析测试，并选取至少5%的芯片进行综合性能测试，主要是观察芯片的软件功能供设计修改参考。
产品的编程软件的测试通常不在制造过程测试，我将在产品应用过程的测试中叙述。
以上的制造过程的测试主要指的是性能测试。此外，对PLC产品，还要进行专门的性测试。
产品的性测试包括环境测试、机械性能测试和电气性能测试。机械性能测试主要是测试产品包装的机械完整性，包括焊接点的牢固性、模具的精密度、接线端子的牢固度等。环境测试主要测试产品在恶劣条件下存放及使用的性（或寿命，通常以平均无故障时间计算）。电气性能测试是用来验证产品在即将使用的环境中是否经得起各种电气环境的考验。根据国家有关规定，性测试（包括EMC、振动和冲击以及粉尘测试等）在每种产品批样品生产后，到的测试机构进行试验即可，之后每年一次到的测试送检一次。公司内部对产品只进行耐压和高低温老化测试，不需要对每个产品的每个批次都进行性测试。
环境测试包括高温、低温、盐雾、粉尘、易燃易爆性气体、湿度、海拔测试等；机械性能测试包括振动、冲击、加速应力等；电气性能测试包括EMC电磁兼容性试验（包括辐射特性、静电、群脉冲等）、触点试验（主要对开关量输入输出模块）和耐压试验等。送检产品为随机抽样，通常为两套。
开关量：开关量只有两种状态，0、1，包括开入量和开出量，反映的是状态。
数字量：数字量由多个开关量组成。如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。
模拟量：模拟量是连续的量，数字量是不连续的。反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
1、开关量：为通断信号，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大；
也可以是有源信号，叫法是阶跃信号，就是0或1，可以理解成脉冲量
版主说的好，多个开关量可以组成数字量
2、数字量：有0和1组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。和模拟量的关系是量化后的模拟量。
3、模拟量：连续的电压，电流等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，其经过抽样和量化后就是数字量。
4、脉冲量：在瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。在量化后，其连续规律的变化就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量
开关量主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC或综保装置，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源接点，也叫PLC或综保装置的开入量。
数字量定义为：在时间和数值上都是断续变化的离散信号。
模拟量定义为：在时间和数值上都是连续变化的信号。
基本的数字量就是0和1，基本来说即指反映到开关上就是指一个开关的打开（0）或闭合（1）状态，开关量是无源的，即它需要装置输出电源对它进行（这也就是装置的开入量，如综保装置的非电量输入即是一个外部提供的开入量）；也可以用0和1进行编码，编成各种通讯码。
模拟量即指经PT、CT等传送过来的电压、电流、频率等电量信号；压力传感器经压力变送器、液位传感器经液位变送器、流量传感器经流量变送器、热电偶或热电偶经温度变送器等传送过来的4-20mA（电Ⅲ型仪表）信号等就是模拟量。综保装置能检测电量（经PT、CT等传送过来的电压、电流、频率等信号，即模拟量）和非电量信号（变压器的轻瓦斯、重瓦斯、温信号，即非电量，也就是开关的打开和闭合）
开关量、数字量、脉冲量。
1、直接测量到的是开关量、模拟量。
开关量：反映的是状态信号（如开关开、合）。
模拟量：反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
2、脉冲量一般是积分量（如电度量），不能直接测量到，需要经过测量仪表进行运算得到。
3、接测量到的开关量、数字量、脉冲量进行调制、数字编码，在通讯通道中传输。
以前也有用模拟信号来传输的，现在一般都是用数字信号来传输。
4、调度端解调信号，还原信息。
把数字量和数字信号分清楚就很明了
数字量相对的是模拟量，模拟信号。
开关量、脉冲量都属于数字信号
在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。例如：
用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。小的数量单位就是1个。
在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。例如：
热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具体的物理意义，即表示一个相应的温度。
1、数字量
在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。
例如：
用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。小的数量单位就是1个。
2、模拟量
在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。
例如：
热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具体的物理意义，即表示一个相应的温度。
开关量包括开入量和开出量，是数字信号，只有0和1两种状态，表示继电器接点的闭合或断开或者一些断路器的辅助接点。开入量就是保护装置的信号输入，采集现场开关、闸等位置信息。
微机保护里的开入量和开出量指的是数字量即继电器接点的闭合或断开或者一些断路器的辅助触点的闭合与断开。
具体来说就是输入到微机保护里的开关量就是开入量，而微机保护CPU控制单元发出指令时，继电器闭合或断开输出到设备上的就是开出量。PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如1、主机
主机部分包括处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。
2、输入/输出（I/O）接口
I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将过千点。
3、电源
图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程
编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。通过的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接，并利用的软件进行电脑编程和监控。
5、输入/输出扩展单元
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。
6、外部设备接口
此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。
实验装置提供的主机型号有西门子S7-200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。输入点数为14，输出点数为10；CPU226(AC/DC/RELAY)，输入点数为26，输出点数为14。
目前市场上经常出现继电器问题的客户现场有一个共同的特点就是：出现故障的输出点动作频率比较快，驱动的负载都是继电器、电磁阀或接触器等感性负载而且没有吸收保护电路。因此建议在PLC输出类型选择和使用时应注意以下几点：
1.一定要关注负载容量。
输出端口须遵守允许大电流限制，以保输出端口的发热限制在允许范围。继电器的使用寿命与负载容量有关，当负载容量增加时，触点寿命将大大降低，因此要特别关注。
2.一定要关注负载性质，
感性负载在开合瞬间会产生瞬间高压，因此表面上看负载容量可能并不大，但是实际上负载容量很大，继电器的寿命将大大缩短，因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。尤其在工作频率比较高时务必增加保护电路。从客户的使用情况来看，增加吸收保护电路后的改善效果十分明显。
根据电容的特性，如果直接驱动电容负载，在导通瞬间将产生冲击浪涌电流，因此原则上输出端口不宜接入容性负载，若有必要，需保证其冲击浪涌电流小于规格说明中的大电流。
3.一定要关注动作频率。
当动作频率较高时，建议选择晶体管输出类型，如果同时还要驱动大电流则可以使用晶体管输出驱动中间继电器的模式。当控制步进电机/伺服系统，或者用到高速输出/PWM波，或者用于动作频率高的节点等场合，只能选用晶体管型PLC
对扩展模块与主模块的输出类型并不要求一致，因此当系统点数较多而功能各异时，可以考虑继电器输出的主模块扩展晶体管输出或晶体管输出主模块扩展继电器输出以达到配合。对于初学者来说掌握了 PLC 基本原理，熟悉常用的编程方法，在进行简单系统编程时尚可以运用自如，但对较为复杂的控制系统设计往往力不从心，要想在 PLC 应用方面得心应手，学习者除了要建立正确的学习方法，深入学习 PLC 编程技巧，重要的是相关知识的学习。下面从六个方面谈谈我的教学心得。
一、 多收集程序范例、增加编程经验
在 PLC 的编程方法中，经验法一直受到许多从业者的青睐，并且在经验设计法中资料收集显得尤为重要。收集典型程序样例，程序有较完整的组成部分：控制任务、I / O 分配、硬件接线图、完整的程序及注释。其次要读懂程序，从而分解出程序中用于完成不同任务的组成部分，对于各组成部分中立完成某一特定功能的子程序或者中断程序应及时收藏到程序库。以便在以后的编程过程中碰到实现类似控制任务时，节约程序设计时间、提高程序调试成功率。再次还需要记录程序闪光点，诸如编程者巧妙的思路、程序结构、应用指令的使用。尤其是应用指令的使用，能够大大的缩短程序长度，减少内存容量，降低系统成本。后对程序做功能扩展性的设计、调试，并对全过程加以详细记录、再加以总结。通过以上过程就能够有效消化这些程序范例，使其融入到自己以后的编程过程中。经过一段时间的资料收集、理解、消化后，逐步确立适合自己的编程方法。
二、 熟练使用软件包
设计者应熟读编程手册、熟练程序的编辑技巧,使得自己的设计方案得以展现。设计好的程序能否满足控制任务，就进行调试,传统的调试方式离不开编程控制器 CPU,必要时还需要另外准备输入输出模块、特殊功能模块和外部机器等。软件 可提供一个虚拟的实验平台。能够实现不在线时的调试。不在线调试功能内包括软元件的监视测试、外部机器的I/O的模拟操作等。对于个人学习来说，没有实验条件，软件能够在个人计算机上进行顺控程序的开发和调试。使用者通过程序不断的调试，慢慢领会程序设计心得，从而增加编程经验 。
三、 特殊功能模块
在学习过程中,大部分学生将学习的放在了软件编程上, 而现代工业控制给PLC 提出了许多新的课题,如果用通用 I/O 模块来解决，在硬件方面费用太高，在软件方面编程相当麻烦，某些控制任务甚至无法用通用 I/O 模块来完成。因此,学习 PLC 的特殊功能模块显得尤为重要。这些特殊功能模块有模拟量输入输出模块、高速计数模块和运动控制模块等。这些特殊功能模块 PLC 厂家都给出了详细的使用手册，用户可以通过仔细研读使用手册来完成特殊功能的实现，使得软件编程简化，降低了经济成本。
四、 人机界面
连接可编程序控制器,利用显示屏显示，通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令,实现人与机器信息交互的数字设备称为人机界面,俗称触摸屏。触摸屏以其易于使用、坚固、反应速度快、节省空间等优点，使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有相当大的优越性。触摸屏由硬件和软件两部分组成。利用软件可以完成用户界面的设计，结合PLC的程序设计大的简化了计算机的使用，即使是对计算机一无所知的人,对不懂 PLC 程序编程的操作人员，也能够按控制要求设置控制系统参数、生产配方存储、设备生产数据记录等操作。触摸屏的学习可以按如下的步骤进行。针对某一系列触摸屏仔细阅读其画面设计手册进行用户画面设计;接着设计触摸屏画面操作实现对应的 PLC 程序;后打开触摸屏、P L C 编程软件进行调试。
五、 掌握三种流派主品
目前,世界上有 200 多个厂家生产 PLC。大体可以按地域分成主要的三个流派：一个流派是日本产品,以三菱 FX 系列小型 PLC 为代表; 一个流派是美国产品, 以 A B 公司的PLC 系列中型 PLC 为代表;还有一个流派是欧洲产品,德国西门子的 S7 系列大型 PLC 为代表。不同型号的 PLC 产品具有不同的特色,不仅表现在特殊复杂的功能等方面，就是在编程语言、程序的组织等方面也存在着较大的差异。掌握所有的 P L C 产品显然不现实，也没有必要。在熟练掌握一种 P L C 产品的基础上，有意识地在其他主要流派中选择有代表性的产品，采用对比的学习方法进行相对深入的研究。这样在以后的工作、学习和开发研究中遇到其它的机型时，就能够做到触类旁通了。
PLC和变频器连接应用时，二者涉及到用弱电控制强电，，应该注意连接时出现干扰，避免干扰造成变频器误动作，连接不当导致PLC或变频器损坏。
1. 图解法编程
图解法是靠画图进行PLC程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。
(1) 梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC程序。这是一种模继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，是方便的一种编程方法。
(2) 逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点，便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序，直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手，则可以先画出逻辑流程图，再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制PLC应用程序。
(3) 时序流程图法：时序流程图法使画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，后把程序框图写成 PLC程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
(4) 步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的PLC中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。
PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回条，如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。
1．输入处理
输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。
2．程序执行
根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。
3．输出处理
程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。
一般来说，对于初次使用PLC的用户或者是用于控立设备(单机控制)的场合，配套日本产的PLC产品，相对来说性能价格比有一定的优势，入门也较容易。对于系统规模较大、网络通信功能要求高、开放性好的分布式PLC控制系统，远程I/O控制系统，欧美生产的PLC可以为网络通信功能的发挥提供一定的便利。当然，产品的技术支持与服务、价格等因素也是选择PLC时所考虑的问题。
在PLC生产厂家确定后，PLC的型号主要决定于控制系统的技术要求，在满足设备控制要求的前提下，考虑生产成本。
从技术的角度考虑，以下指标是选择PLC型号时应引起注意的问题。
1.CPU性能
PLC的CPU性能主要涉及处理器的“位数”、运算速度、用户存储器的容量、编程能力(指令的功能、内部继电器、定时器、计数器的数量等)、软件开发能力、通信能力等方面。在使用特殊功能模块、特殊外部设备或是需要网络连接的场合，应考虑到CPU的功能与以上要求相适应。
此外，在满足控制要求的前提下，CPU的价格也是需要设计人员考虑的问题之一，选择的PLC既要满足系统的功能要求，同时也应该充分利用其功能，避免不必要的浪费。
2.1/0点数
PLC的输入/输出点数是PLC的基本参数之一。）I/O点数的确定，应以上述的I/O点汇总表为依据。在正常情况下，PLC的I/O点可以适当留有余量，但同时也考虑生产制造成本。对于以下情况，应适当考虑增加一定的I/O余量。
①控制对象的部分要求不明确，存在要求改变可能;
②I/O点统计不完整，设计阶段或者现场调试时可能增加I/O点：
③PLC扩展较困难，但控制系统存在变动可能性;
④使用环境条件相对较差，PLC工作负荷较重：
⑤维修服务不方便，配件供应周期较长。
I/O点(包括程序存储器容量)的余量选择无规定的要求，没有固定的计算公式，一切都根据实际情况进行，避免教条主义，这样才能做到科学与合理。
3.功能模块的配套
选择PLC时应考虑到功能模块配套的可能性。选用功能模块涉及硬件与软件两个方面。在硬件上，应保证功能模块可以方便地与PLC进行连接，PLC应有连接、安装位置与相关接口、连接电缆等附件。在软件上，PLC应具有对应的控制功能，可以方便地对功能模块进行编程。
4.通信能力
对于分布式PLC控制系统、远程I/O控制系统，PLC的通信功能是考虑的问题。而对于集中控制系统或单机控制系统，既要考虑到用户现有外部调试设备等的正常使用，还应考虑到用户管理水平的提高与技术发展的可能性。增强通信功能，既是信息技术发展的基本要求，也是当前PLC的技术发展方向之一。因此，在选择PLC通信能力方面，应有一定的前蒽识，保留系统的发展空间。
任何知识的学习都不是一蹴而就的，都要先经过知识的积累，然后才能，做出自己的东西，PLC也是如此，在学习的过程中要经过五个阶段。
一.逻辑阶段
所谓的逻辑阶段就是可以实现继电系统中的一般逻辑性设计，既然是继电系统所以电力拖动知识就是该阶段的基础。我个人总结学习继电系统的根在于一个字“抢”，继电系统之所以能实现逻辑控制就在这个字上。继电系统中主要就有那么三个东东A常开；B常闭；C线圈。这就对应了PLC中的基本元素了，只不过是阅读的方法不一样罢了。
那么是不是就可以把原来的继电系统照搬呢？不行！二者的工作方式是不一样的。继电系统中的所有硬元素同一时态开始竞争的，而PLC中的所有软元素是通过PLC的CPU来进行扫描计算处理后计算出该时态的,这便是PLC的扫描循环工作方式。(随便找一本PLC的书都有介绍)
：
1.该阶段就是学习电力拖动，对应于PLC梯形图中的常开，常闭，线圈。
2.可以完成简单的系统设计
二．顺控阶段
顺序控制在工业中的应用相当广泛，例如一般性的自动机床它就是一个顺序控制过程。PLC设计当中能实现顺控的有两种方法：一PLC中的顺控指令如三菱STL；二起保停控制方式。不管哪种控制方式在设计的开始我们要完成的是流程，它是系统构成的脉络主要有三个方面：一“步”二“活动步”三“转换条件”。
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1.掌握系统脉络设计系统流程
2.掌握“起保停”控制方式，把流程图转换成梯形图
可以完成一般性的系统设计
三．汇编阶段
该阶段是本质上区别于继电控制系统，是继电控制系统无法实现的，也是提高PLC控制系统功能的根！我之所以称之为汇编阶段，是因为它很相象于单片机的汇编语言编程，例如单片机中的传送指令MOV，在PLC中的指令中也是一样的功能。这一阶段难度比较大，要学习计算机基础；二要充分了解PLC的内部功能和资源；三熟悉所有的指令的功能（不用死记硬背）。如果不了解计算机基础的话在学习指令和PLC内不资源的时候根本理解不了，在设计上的思路和继电系统有很大区别例如：I0.0和IB0个是“位”也就是逻辑设计的“点”，二个是“字节”在逻辑设计中没有涉及到。
：
1.计算机基础
2．PLC资源
3．指令功能
4．适应单片机的程序设计思维
可以完成复杂的系统设计
四．特殊阶段
特殊阶段就是对特殊功能的系统而言的，例如运动控制，PID温度控制，网络连接等等。不同的PLC能实现的功能不一样，有些功能PLC内是集成的而有些是需要外加扩展的，那么就要根据不同的控制对象去选用了。掌握好该阶段是可以大大提高PLC的程序，但是还需掌握PLC以外的其他自动化知识，如伺服，变频器等等。
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1.了解系统构成需要
2．合理选择扩展单元
3．学习扩展单元使用方法
可以完成特殊的系统设计
该阶段的学习学要一定的实际条件才能完成
五．网络阶段
随着自动化技术的发展由PLC做下位机的应用也十分多见。该阶段组要学习是不同PLC的通信协议和一些通讯指令，如PLC通过编程口控制变频器如西门子的USS协议与变频器进行信息的交换。还有工业以太网和现场总线等如西子的PROFIBUS;AS-i;等等。
小行网络中MODBUS比较重要，例如通过PLC和变频器建立MODBUS协议来控制变频器。
在网络中有时候有些产品通讯协议非标准，这是就要用到自由通讯了，相当的灵活，但要一定的计算机网络基础。
1、 开发可编程自动控制器(PAC)是发展的必然
10多年前当Internet处于起步阶段，基于PC的仪器还没有出现，那时PLC
了整个自动化领域。即使是今天，那些使用数字I/O进行简单控制的工程师虽然感到PLC是他们的选择。但如果考虑到要使PLC增加视觉、运动、仪器和分析功能等的自动化领域，那只有新一代可编程自动控制器(PAC -Programmable Automation Controlle)才有可能会逐渐。这是当今设计与建立控制系统发展的需要。
众所周知，设计与建立控制系统放时，工程师们总是希望能使用比较少的设备来实现多的功能。尤为当今，他们需要的控制系统不仅能处理数字I／O和运动，而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器，同时还能实时地处理控制算法和分析任务，并把数据传送回企业。也就是说，工程师们希望同时拥有PC的功能和PLC(可编程控制器)的性，而可编程自动控制器(PAC-Programmable Automation Controlle)就是这样的平台，它能结合PC和PLC两者的优势(见图1所示)，它提供了开放的工业标准，可扩展的领域功能，一个通用的开发平台和一些性能。是工业自动化领域中比较完善的新兴控制器。
那“PAC是什么？” 它有什么特征和优势， 值此本文将从PAC的多个方面特征与PLC对比中分折出优势。为此，先述PAC是什么。
PAC的含义
PAC这一术语，它定义了一种新类型的控制器。该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势，以及PLC固有的性、坚固性和分布特性。PAC采用现有的商业化技术(COTS)，非常适合于工业化环境，它具有可伸缩性，易于维护和具有较低的发生故障时间等特性。
2、 PAC的平台
快速增长的PAC平台是基于PXI。由于PXI结合了PCI总线的电路特性和Compact PCI坚固的欧罗卡机械结构，这种结构已在工业环境中成功使用了许多年，当今NI，Chroma，LeCroy和JTAG等供应商现在可提供1，000多种特的I/O模块，包括模拟I/O、数字I/O、视觉、运动和数据采集。典型的有如下四种PAC硬件平台。
*PXl对工业化PC做了改善，具有实时OS(操作系统)，标准的散热，可选的不旋转固态硬盘和内置的模块间。PXl标准要求所有的机箱能为每个模块插槽提供25W的空气流制冷，这样甚至在使用高功率继电器，高速PXl或CompactPCI卡时也不会使工作系统过热或者缩短寿命。
*Compact FieldPoint使用工业级的部件来抗强冲击和振动，其工作温度范围为-40oC到70oC，并且具有Class 1 Division 11部和Lloyd's认证。它也采用传导式制冷来代替旋转风扇，由于不使用活动部件而提高了性。
*Compact Vision系统是为机器视觉而专门设计的坚固的控制器。它使用IEEE标准1394FireWire接口，可以在视觉应用中和16台摄像机通信。
*CompactRIO是新型的可重复设置的嵌入式系统，它基于LabVlEWFPGA和LabVlEW实时技术。CompactRIO系统采用具有3百万门的FPGA芯片来控制模块化的数字和模拟I/O。这些FPGA芯片可以运行嵌入在芯片里的代码，它的数字循环的速率高达1MHz，模拟循环的速率为150kHz。FPGA可以把信息传回到运行LabVlEWRT的浮点处理器以进行计算和数据记录和通信。由于有金属外壳和传导式制冷，该控制器非常适合用于严酷的环境。
3、PACPLC的多种原因分析。
之所以PACPLC，将从成本，功能，外形结构，控制器，I／O和软件等六个方面的特征作分析。
3.1成本-为经济的选择
采用了单一的控制器节省了成本。它具有单一的控制器和机箱，可用于处理数字和模拟I/O，具有运动、视觉功能和模块化仪器，因此不再需要花钱购买多个控制器。正因为如此，如果需要控制系统具有多种功能，如视觉或模块化仪器，那么采用PAC将是为经济的选择。
3。2有多功能实时控制的功能
*过程控制进行优化的控制
由于能源或材料的成本很高的，对过程控制来说，工程师往往要对PID控制算法要进行优化，以地减少浪费。这些算法常常采用如模糊逻辑或神经网络等控制设计技术，从而可以大限度地降低过程控制的稳定时间。传统的PLC所能实现的PID控制算法并没有为特定的过程控制进行优化，若采用的控制算法不仅需要强大的浮点处理器，而且还要占用大量的内存，但若使用PAC平台则可以满足过程控制进行优化的要求。
*监控的实时分析
对机器运行进行监控的系统中，需要实时采集来自模拟或数字I/O通道的数据，从而能有效地检测故障状态。则可能需要进行实时的阶次跟踪和振动分析等复杂工作才能有效地检测机器的状况。然而对于这些应用，则可以使用PAC的平台来进行实时地分析工作。
*控制系统与数据库和网络连接
利用来自厂房内的实时数据，操作人员可以在控制室内根据所得的信息决策。然而，要使控制系统具有输出现场数据的功能是很困难的。企业系统一般采用标准的ODBC，ADO和XML以获得来自自动化系统的数据。PLC
只能通过标准的OPC进行通信，这意味着需要增加一台PC来采用OPC数据并使用如ODBC(开放数据厍互连)、ADO(数据自动化设计)和XML(可扩充描述语言)这样的标准把数据传送给企业。为了能有效地把现场数据传送到ERP系统中，控制系统能直接和外部数据库通信，据此，可以使用PAC来完成这些工作。
*网络传送数据对数据加密
在把控制系统与数据库和网络连接时，是需要考虑问题的。出于的利益，许多厂商选择不把自动化系统和企业数据库相连，但是对于大多数厂商而言，连接所带来的好处要远大于方面的顾虑。尽管可以对PLC加锁来防止他人入侵工厂的网络，但是由于PLC通过以太网发送非加密包，所以它并不适合用于防止入侵。PAC在通过网络传送数据时，可以对数据加密。尽管目前这还不是需要考虑的因素，但是在将来它将是厂房内分布式系统采用PAC的主要原因。
*多种速度与多个循环的确定性应用
PLC只能以固定的速度运行，而且它并不是为能以不同循环速率立进行处理所设计的。但如今，复杂的控制系统中常需要多种速率的确定性应用，它需要有多个循环，每个循环以不同的速率运行。这就要求能进行并行处理，而只有在PAC上运行的操作系统才具有这样的特性。
3。3灵活坚固的结构
*适合于工厂环境
选择PLC的一个常见原因是它能在工厂的环境下正常工作。然而，绝大部分PLC是安装在向列箱内。然而在这样的环境里，PXI平台附加的冷却装置，坚固的外表面和增强的抗冲击和振动指标都使系统具有和PLC相同的性。
*很强的扩展功能
工程师很希望使用柔性的自动化系统来满足不断新的要求，所以他们需要控制系统具有模块化、灵活性和伸缩性。PLC系统由于受到了I／O的限制，只能在数字和运动方面具有伸缩性，而PAC不仅具有PLC的伸缩性，而且您还可以在系统上增加视觉，模块化仪器或高速模拟I／O。也可以通过以太网来使用多个PC并根据需要增加或减少PC的数目。
*新或换模块方便
对于现场工程师而言，大限度地减小故障时间是非常重要的。在对控制系统进行新或换I/O模块时，需要能地减少换或增加模块的工作量。PAC的模块化特性满足这方面的要求。
3.4控制器
*具备Pentium4处理器与G字节容量的RAM
由于采用了现有的硬件来构建基于PAC的系统，所以PAC控制器可使用Pentium4处理器并具备G字节容量的RAM，这样可满足对机器高速状态进行监控时需要高速的处理器和大容量内存的要求。
*信息存储功能
PAC则可以根据的时间、方式和数据格式来记录数据。如果无法保存和查看历史信息，那么信息还有什么用呢？而PLC传统上就缺乏数据记录的功能。
*数字I/O可以提供24V的电压，高达500mA的驱动电流和光学隔离
传统上，PLC平台的数字I/O只能为工业传感器和激励器提供标准的电压驱动电流。然而，新的如N1 651x系列模块的数字I/O则可以提供24V的电压，高达500mA的驱动电流和光学隔离，并且它还具有定时器，可编程电源启动状态，用于提高性和性的输入滤波器等特性，而成本只有每通道5美元。
*模拟输入速率可高达每秒200M
目前某些PLC也具有模拟I/O模块，但是它们的编程十分复杂而且不适合用于高分辨率和大数据量的应用。而PAC所提供的模拟输入速率可高达每秒200M并具有24位的分辨率，这主要由于PCI总线技术速度快的原因，故可采用基于PC平台来提供模拟I/O。
*高达8轴的运动方式
在各种平台中，特别是当您需要两轴运动方式时，软件起着主要的作用。在PXI平台上的运动控制器可以提供高达8轴的运动方式，而且可以使用NI运动助手对系统进行轻松地配置。
*视觉应用
速率是在PLC平台上提供视觉功能的大障碍。目前，无论是要自动监测零件还是检验的包装，都可以在PXI平台上使用用于视觉应用的模拟、数字和FireWire摄像机。可以在控制程序中集成多种视觉算法，如模式匹配，光学字符识别，颜色匹配，规格和颜色检测。
*通过各种工业化的现场总线提供互联
和PLC类似，PAC可以通过各种工业化的现场总线提供互联，如FOUNDATION Fietdbus，DeviceNet，CAN，Modbus，Ethernet，Profibus，串口等。PAC不仅能作为分布式I／O模块的主控设备，而且也可以作为从属设备添加到已有系统中。
3。5软件
*实时操作系统
在PAC平台上可以使用如RTLinux，PharlapETS，QNX和VxWorks这些实时的操作系统(RTOS)。一般来讲，实时系统的编程很困难，但是使用如LabVIEW RT这样的软件可以变工程师开发实时系统的方式
。现在工程师可以把bbbbbbs上开发的程序下载到实时运载平台上，如PXl控制器。
*HMI(人机接口)的图像显示
特别是在混杂和过程控制工业中，大多数控制系统需要一个能连接控制系统的人机界面。一个HMI(人机接口)由一个触摸屏组成，它可以包含一个嵌入式控制器也可以没有。由于基于PAC的系统考虑到了用于I/O的相同控制器的使用，所以也就不需要添加额外的嵌入式控制器来实现HMI的图像显示。
*容易的开发环境
虽然传统的梯形逻辑编程非常适合于数字I/O的编程，然而对于处理模拟I/O、运动或视觉这种编程方式则十分麻烦。PAC可以用通用的语言编写控制程序，为您提供了很大的灵活性，这些通用语言包括C，C++，VisuaI Basic，LabVIEW甚至是传统的梯形逻辑。
4、从上看出PAC与PLC功能之差异，其PAC可执行较多的任务:
*实时的振动分析、图像处理．运动控制和CAN；
*执行自动调节的PID控制，或可调增益的PID控制．模糊逻辑；
*使用内置Web服务器、FTP服务器和e-mail功能进行通讯。
5、结束语
PAC是新一代PLC，其优势可概括PAC有五大特点：
*多种功能，在一个平台上至少有两个逻辑，运动，PID控制，驱动和处理功能；
*单一的多规程功能开发平台，采用通用的标记和单个数据库来访问所有的参数和功能；
*软件工具允许通过多台机器或处理单元处理流程来进行设计，可以结合IEC 61131—3，用户手册和数据管理；
*开放的模块化结构，反映了从工厂机器布置到加工车间中单元操作的工业应用；
*采用实际标准的网络接口、语言等，如TOP／IP，OPC，XML和SQL查询。
由于PAC能为您增加所需的PC功能以用于控制，实时分析或连接企业数据库，而且同时保持了PLC的性。如果您不只是需要集成数字I/O和运动控制，或者需要快的计算机处理能力的话，PAC可能是非常好的选择。为此，当今的工程师除了PLC控制外，其PAC不失为是一种选择，它正自动化领域。而PAC概念将在当今和未来的工厂自动化中发挥重要的作用。
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