PLC基本指令和应用指令PPT教案
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用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求 而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS 静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了 防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常不需要改变时， 可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM或 FLASH ROM作为用户存储器。
8. 其它外部设备
除了以上所述的部件和ຫໍສະໝຸດ 备 外，PLC还有许多外部设备， 如EPROM写入器、外存储器、 人机接口装置等。
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1.2 可编程控制器的特点和应用领域
1. 可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成
电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰 技术，具有很高的可靠性。例如，三菱公司生产的F系列PLC平均无故 障时间（MTBF）高达30万小时以上。一些使用冗余CPU的PLC的平均 无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制 系统和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关触点已减少 到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故 障自检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，还 可以编写外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及 设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就 不足为怪了。
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2. 配套齐全，功能完善，适用性 强
PLC发展到今天，已经形成了大、 中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场 合。除了逻辑处理功能以外，现 代PLC大多具有完善的数据运算 能力，可用于各种数字控制领域。 近年来PLC的各种功能单元大量 涌现，使PLC第1渗5页/共透215页到了位置控制、 温度控制、CNC等各种工业控制 中。加上PLC通信能力的增强及
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则 大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8个CPU。
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1）接收从编程器输入的用户程序和数据。 2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法
错误等。 3）通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映
像寄存器或数据寄存器中。 4）从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。 5）根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映像
PLC基本指令和应用指令
会计学
1
1.1 PLC的结构与特点
❖ 1969年美国数字设备公司研制成功并用于工业现场 ❖ 70年代，计算机技术使PLC从逻辑控制扩展到生产
过程控制，真正成为一种电子计算机工业控制设备 ❖ 。1980年国外工业界正式将其命名为可编程控制器
简称PLC。 ➢ 中文名字为可编程序控制器； ➢ 英文名字为Programmable Logic Controller。
寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还 具有制表打印或数据通信等功能。
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2. 存储器
存储器主要有两种，一种是 可读/写操作的随机存储器 RAM，另一种是只读存储器 ROM、PROM、EPROM和 EEPROM。在PLC中存储器 主要用于存放第6页系/共2统15页 程序、用 户程序及工作数据等。
4. 系统的设计、建造工作量 小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻 辑，大大减少了控制设备外 部的接线，使控制系统设计 及建造的周期大为缩短，同 时维护也变得容易起来。更 重要的是使同一设备通过改 变程序改变生第17页产/共2过15页 程成为可 能。这很适合多品种、小批
5. 体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出
产的品种底部尺寸小于
100mm，重量小于150g，功
耗仅有数瓦。由于体积小，
很容易装入机械内部，是实
现机电一体化的理想控制设
备。
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1.2 PLC的特点与应用领域
➢ 开关量逻辑控制 可编程序控制器具有“与”、“或”、“非”等
逻辑指令，可以实现触点和电路的串、并联，代替继 电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。
4. 通信接口 PLC配有各种通信接口，这些通
信接口一般都带有通信处理器。 PLC通过这些通信接口可与监视 器、打印机、其它PLC、计算机 等设备实现通信。PLC与打印机 连接，可将过程信息、系统参数 等输出打印。与监视器连接，可 将控制过程图像显示出来。与其 它PLC连接，可组成多机系统或 连成网络，实现更大规模控制。 与计算机连接，可组成多级分布 式控制系统，第实9页/共现215页控制与管理相 结合。远程I/O系统也必须配备相
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1.1 PLC的结构与特点
③ PLC定义
定义1
可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系
统，专为在工业环境下应用而设计；它采用了可
编程序的存储器，用来在起内部存储执行逻辑运
算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的
指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控
制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器
接触器
模拟量输入
块）
块
传感器
电源部件
光电隔离
接开关电源
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1. 中央处理单元 （CPU）
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所 配置的CPU随机型不同而不同，常用有三类，通用 微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理 器（如8031、8096等）和位片式微处理器（如 AMD29W等）。小型PLC大多采用8位通用微处理器 和单片微处理器，中型PLC大多采用16位通用微处 理器或单片微处理器，大型PLC大多采用高速位片 式微处理器。
通信、多台PLC之间的通信、可编程序控制器和
其他智能控制设备(如变频器、智能仪表等)之间
的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组
成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
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附加1：PLC的现状及发展趋势
1969年美国数据设备公司（DEC）研制了第一台PLC， 从此PLC发展迅猛。
我国改革开放后，美国AB、GE、MODICON、TI，日本 OMRON、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进 入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。
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附加1：PLC的现状及发展趋势
PLC三大流派 欧洲：德国的西门子(SIEMENS)、AEG及法国的TI公司 美国：A-B（Allen-Bradly）(其产品约占美国PLC市场50％的份额。)、GE（
5. 特殊功能模块
特殊功能模块是一独立的计算机 系统，有自己的CPU、系统程序、 存储器以及与PLC系统总线相连 的接口。作为PLC系统的一个模 块，它通过总线与PLC相连，进 行数据交换，并在PLC的协调管 理下独立地进行工作。
PLC的特殊功能模块种类很多， 如高速计数模块、PID控制模块、 运动控制模块第1、0页/共中215页断控制模块等。 本书将在第九章对三菱的特殊功
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7. 电源
PLC配有开关电源，以供内 部电路使用。与普通电源相 比，PLC电源的稳定性好、 抗干扰能力强。对电网提供
的电源稳定度要求不高，一
般允许电源电压在其额定值 ±15%的范围内波动。许多 PLC还向外提供直流24V稳压
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电源，用于对外部传感器供 电。
3. 易学易用，深受工程技术人 员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机， 是面向工矿企业的工控设备。 它的接口容易，编程语言易于 为工程技术人员接受。梯形图 编程语言的图形符号、表达方 式和继电器电路图相当接近， 只用PLC少量的开关量逻辑控制 指令就可以方便地实现继电器 电路的功能。为不熟悉电子电 路、不懂计算第16机页/共2原15页理和汇编语 言的人使用计算机从事工业控
及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成
是什么
功能
设计原则
一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
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1.1 PLC的基本概念与基本结构
（2） PLC的基本结构 计算机 编程器 打印机
外设接口
继电器、可控硅、 晶体管电路
按
继钮电器触点
输
输
照明
行程开关
入
CPU
出
电磁阀
模 （ROM、RAM 模
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1.2 PLC的特点与应用领域
运动控制 可编程序控制器的运动控制功能
广泛地用于各种机械，如金属切削 机床、金属成形机械、装配机械、 机器人、电梯等场合。
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1.2 PLC的特点与应用领域
➢ 闭环过程控制 过程控制是通过模拟量 I／O模块，进行A／
D和D／A转换，实现对温度、压力、流量等连续 变化的模拟量的PID闭环控制。其控制功能已经 广泛地应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理 炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、冶金、电力 等行业。
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据，它存放在RAM 中以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出 继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的 状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要部分数据 在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存 储区域称为保持数据区。
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附加1：PLC的现状及发展趋势
PLC的国内状况 1974年我国开始仿制美国的第二代PLC产品，但因元器件
质量和技术问题等原因未能推广。直到1977年，我国才研制 出第一台具有实用价值的PLC，并开始批量生产和应用于工 业过程的控制。
主要厂家有：北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达 ，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达 ，恒日等。
General Electric）、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(T1)公司、 歌德 (Gould)公司、西屋公司 日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、 FUJI （日 本主要发展中小型PLC，在世界小型PLC市场上， 日本产品约占有70％的份额。 在中国，OMRON产品的销量居首位。） 目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品；现在市场上出现了系列化的国产PLC， 其价格相对低廉，性价比较高。
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1.2 PLC的特点与应用领域
➢ 数据处理 现代的PLC具有数学运算、比较、
数据传送、转换等功能，可以完成数 据的采集、分析和处理。这些数据也 可以用通信功能传送到别的智能设备 中去。
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1.2 PLC的特点与应用领域
通信联网
PLC的通信包括主机与远程I／O之间的
6. 编程装置 编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序，也可在线
监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开 发、应用、维护PLC不可缺少的工具。编程装置可以是专 用编程器，也可以是配有专用编程软件包的通用计算机系 统。专用编程器是由PLC厂家生产，专供该厂家生产的某 些PLC产品使用，它主要由键盘、显示器和外存储器接插 口等部件组成。专用编程器有简易编程器和智能编程器两 类。 简易型编程器只能联机编程，而且不能直接输入和编辑梯 形图程序，需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。 简易编程器体积小、价格便宜，它可以直接插在PLC的编 程插座上，或者用专用电缆与PLC相连，以方便编程和调 试。有些简易编程器带有存储盒，可用来储存用户程序， 如三菱的FX-20P-E简易编程器。
系统程序是由PLC的制造厂家编写的、与PLC的硬件组成有关，完成系统诊 断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等 功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用 过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM 或EPROM中，用户不能访问和修改。
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3. 输入/输出接口电路 输入/输出接口电路通常也称
为I/O单元或输入输出模块， 是PLC与工业生产现场之间 的连接部件。PLC通过输入 接口可以检测被控对象的各 种数据，以这些数据作为 PLC对被控制对象进行控制 的依据。同时第8页P/共2L15C页 又通过输 出接口将处理结果送给被控 制对象，以实现控制目的。
8. 其它外部设备
除了以上所述的部件和ຫໍສະໝຸດ 备 外，PLC还有许多外部设备， 如EPROM写入器、外存储器、 人机接口装置等。
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1.2 可编程控制器的特点和应用领域
1. 可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成
电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰 技术，具有很高的可靠性。例如，三菱公司生产的F系列PLC平均无故 障时间（MTBF）高达30万小时以上。一些使用冗余CPU的PLC的平均 无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制 系统和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关触点已减少 到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故 障自检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，还 可以编写外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及 设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就 不足为怪了。
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2. 配套齐全，功能完善，适用性 强
PLC发展到今天，已经形成了大、 中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场 合。除了逻辑处理功能以外，现 代PLC大多具有完善的数据运算 能力，可用于各种数字控制领域。 近年来PLC的各种功能单元大量 涌现，使PLC第1渗5页/共透215页到了位置控制、 温度控制、CNC等各种工业控制 中。加上PLC通信能力的增强及
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则 大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8个CPU。
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1）接收从编程器输入的用户程序和数据。 2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法
错误等。 3）通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映
像寄存器或数据寄存器中。 4）从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。 5）根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映像
PLC基本指令和应用指令
会计学
1
1.1 PLC的结构与特点
❖ 1969年美国数字设备公司研制成功并用于工业现场 ❖ 70年代，计算机技术使PLC从逻辑控制扩展到生产
过程控制，真正成为一种电子计算机工业控制设备 ❖ 。1980年国外工业界正式将其命名为可编程控制器
简称PLC。 ➢ 中文名字为可编程序控制器； ➢ 英文名字为Programmable Logic Controller。
寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还 具有制表打印或数据通信等功能。
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2. 存储器
存储器主要有两种，一种是 可读/写操作的随机存储器 RAM，另一种是只读存储器 ROM、PROM、EPROM和 EEPROM。在PLC中存储器 主要用于存放第6页系/共2统15页 程序、用 户程序及工作数据等。
4. 系统的设计、建造工作量 小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻 辑，大大减少了控制设备外 部的接线，使控制系统设计 及建造的周期大为缩短，同 时维护也变得容易起来。更 重要的是使同一设备通过改 变程序改变生第17页产/共2过15页 程成为可 能。这很适合多品种、小批
5. 体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出
产的品种底部尺寸小于
100mm，重量小于150g，功
耗仅有数瓦。由于体积小，
很容易装入机械内部，是实
现机电一体化的理想控制设
备。
第18页/共215页
1.2 PLC的特点与应用领域
➢ 开关量逻辑控制 可编程序控制器具有“与”、“或”、“非”等
逻辑指令，可以实现触点和电路的串、并联，代替继 电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。
4. 通信接口 PLC配有各种通信接口，这些通
信接口一般都带有通信处理器。 PLC通过这些通信接口可与监视 器、打印机、其它PLC、计算机 等设备实现通信。PLC与打印机 连接，可将过程信息、系统参数 等输出打印。与监视器连接，可 将控制过程图像显示出来。与其 它PLC连接，可组成多机系统或 连成网络，实现更大规模控制。 与计算机连接，可组成多级分布 式控制系统，第实9页/共现215页控制与管理相 结合。远程I/O系统也必须配备相
第1页/共215页
1.1 PLC的结构与特点
③ PLC定义
定义1
可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系
统，专为在工业环境下应用而设计；它采用了可
编程序的存储器，用来在起内部存储执行逻辑运
算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的
指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控
制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器
接触器
模拟量输入
块）
块
传感器
电源部件
光电隔离
接开关电源
第3页/共215页
1. 中央处理单元 （CPU）
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所 配置的CPU随机型不同而不同，常用有三类，通用 微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理 器（如8031、8096等）和位片式微处理器（如 AMD29W等）。小型PLC大多采用8位通用微处理器 和单片微处理器，中型PLC大多采用16位通用微处 理器或单片微处理器，大型PLC大多采用高速位片 式微处理器。
通信、多台PLC之间的通信、可编程序控制器和
其他智能控制设备(如变频器、智能仪表等)之间
的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组
成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
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附加1：PLC的现状及发展趋势
1969年美国数据设备公司（DEC）研制了第一台PLC， 从此PLC发展迅猛。
我国改革开放后，美国AB、GE、MODICON、TI，日本 OMRON、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进 入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。
第24页/共215页
附加1：PLC的现状及发展趋势
PLC三大流派 欧洲：德国的西门子(SIEMENS)、AEG及法国的TI公司 美国：A-B（Allen-Bradly）(其产品约占美国PLC市场50％的份额。)、GE（
5. 特殊功能模块
特殊功能模块是一独立的计算机 系统，有自己的CPU、系统程序、 存储器以及与PLC系统总线相连 的接口。作为PLC系统的一个模 块，它通过总线与PLC相连，进 行数据交换，并在PLC的协调管 理下独立地进行工作。
PLC的特殊功能模块种类很多， 如高速计数模块、PID控制模块、 运动控制模块第1、0页/共中215页断控制模块等。 本书将在第九章对三菱的特殊功
第11页/共215页
7. 电源
PLC配有开关电源，以供内 部电路使用。与普通电源相 比，PLC电源的稳定性好、 抗干扰能力强。对电网提供
的电源稳定度要求不高，一
般允许电源电压在其额定值 ±15%的范围内波动。许多 PLC还向外提供直流24V稳压
第12页/共215页
电源，用于对外部传感器供 电。
3. 易学易用，深受工程技术人 员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机， 是面向工矿企业的工控设备。 它的接口容易，编程语言易于 为工程技术人员接受。梯形图 编程语言的图形符号、表达方 式和继电器电路图相当接近， 只用PLC少量的开关量逻辑控制 指令就可以方便地实现继电器 电路的功能。为不熟悉电子电 路、不懂计算第16机页/共2原15页理和汇编语 言的人使用计算机从事工业控
及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成
是什么
功能
设计原则
一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
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1.1 PLC的基本概念与基本结构
（2） PLC的基本结构 计算机 编程器 打印机
外设接口
继电器、可控硅、 晶体管电路
按
继钮电器触点
输
输
照明
行程开关
入
CPU
出
电磁阀
模 （ROM、RAM 模
第19页/共215页
1.2 PLC的特点与应用领域
运动控制 可编程序控制器的运动控制功能
广泛地用于各种机械，如金属切削 机床、金属成形机械、装配机械、 机器人、电梯等场合。
第20页/共215页
1.2 PLC的特点与应用领域
➢ 闭环过程控制 过程控制是通过模拟量 I／O模块，进行A／
D和D／A转换，实现对温度、压力、流量等连续 变化的模拟量的PID闭环控制。其控制功能已经 广泛地应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理 炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、冶金、电力 等行业。
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据，它存放在RAM 中以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出 继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的 状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要部分数据 在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存 储区域称为保持数据区。
第25页/共215页
附加1：PLC的现状及发展趋势
PLC的国内状况 1974年我国开始仿制美国的第二代PLC产品，但因元器件
质量和技术问题等原因未能推广。直到1977年，我国才研制 出第一台具有实用价值的PLC，并开始批量生产和应用于工 业过程的控制。
主要厂家有：北京和利时，科迪纳，张前苏。洛阳易达 ，无锡信捷，南京嘉华，兰州全志，广州科赛恩，中山智达 ，恒日等。
General Electric）、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(T1)公司、 歌德 (Gould)公司、西屋公司 日本：三菱电机（Mitsubishi Electric）、 欧姆龙（OMRON）、 FUJI （日 本主要发展中小型PLC，在世界小型PLC市场上， 日本产品约占有70％的份额。 在中国，OMRON产品的销量居首位。） 目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品；现在市场上出现了系列化的国产PLC， 其价格相对低廉，性价比较高。
第21页/共215页
1.2 PLC的特点与应用领域
➢ 数据处理 现代的PLC具有数学运算、比较、
数据传送、转换等功能，可以完成数 据的采集、分析和处理。这些数据也 可以用通信功能传送到别的智能设备 中去。
第22页/共215页
1.2 PLC的特点与应用领域
通信联网
PLC的通信包括主机与远程I／O之间的
6. 编程装置 编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序，也可在线
监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开 发、应用、维护PLC不可缺少的工具。编程装置可以是专 用编程器，也可以是配有专用编程软件包的通用计算机系 统。专用编程器是由PLC厂家生产，专供该厂家生产的某 些PLC产品使用，它主要由键盘、显示器和外存储器接插 口等部件组成。专用编程器有简易编程器和智能编程器两 类。 简易型编程器只能联机编程，而且不能直接输入和编辑梯 形图程序，需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。 简易编程器体积小、价格便宜，它可以直接插在PLC的编 程插座上，或者用专用电缆与PLC相连，以方便编程和调 试。有些简易编程器带有存储盒，可用来储存用户程序， 如三菱的FX-20P-E简易编程器。
系统程序是由PLC的制造厂家编写的、与PLC的硬件组成有关，完成系统诊 断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等 功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用 过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM 或EPROM中，用户不能访问和修改。
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3. 输入/输出接口电路 输入/输出接口电路通常也称
为I/O单元或输入输出模块， 是PLC与工业生产现场之间 的连接部件。PLC通过输入 接口可以检测被控对象的各 种数据，以这些数据作为 PLC对被控制对象进行控制 的依据。同时第8页P/共2L15C页 又通过输 出接口将处理结果送给被控 制对象，以实现控制目的。