三、PLC软件

PLC除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，才能满足运行需要。PLC的软件系统由系统程序和用户程序两大部分组成。

（一）系统程序

系统程序由PLC制造商编制，固化在PLC的PROM或EPROM中，随产品提供给用户。系统程序包括系统管理程序、编译程序、监控程序以及供系统调用的标准程序模块等。

改进系统程序可以在不改变硬件系统的情况下大大改善PLC的性能，所以系统程序也在不断升级和完善。

（二）用户程序

用户程序是根据实际生产控制要求，由用户根据PLC编程语言编制的应用程序，包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、控制程序以及操作站系统应用程序等。

PLC编程语言主要有梯形图、指令表、顺序功能流程图和功能块图等，比计算机语言相对简单、易懂。其中梯形图（如下图）是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来，只是符号和表达方式有一定区别。指令表是类似计算机汇编语言的助记符编程方式，是PLC最基本的编程语言。顺序功能流程图是一种图形化的编程方法，也称为功能图，可对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程。功能块图可以查看像普通逻辑门图形的逻辑盒指令，对于顺序控制系统特别适合。另外，随着技术的发展，PLC也可使用BASIC、C等高级语言进行编程，更好地发挥PLC的各项功能。

四、梯形逻辑

梯形图是二次世界大战期间开发出来的自动控制图形语言，是历史最长、使用最广泛的PLC编程语言。

（1）结构

梯形图是基于继电器逻辑控制图而发展起来的。这些图表记录了继电器面板上各设备之间的连接方式。称其为“梯形图”是因为这些图表看起来就象一级级的梯子：有两根扶手，扶手之间是一道道阶梯。电流由电源正极（左边）经过梯级上的物理设备流向电源负极（右边）。下图例中，PB表示按键，CR表示控制继电器，L1表示灯。

（2）输入和输出

梯形逻辑和继电器逻辑差不多，也是一个梯形图，只不过梯形逻辑中，用存储器替代了物理连接和线圈。

下图例中，将继电器逻辑的梯形图转变为梯形逻辑，将存储器替代硬接线逻辑。其中，有的存储器供内部使用，有的用于外部输入和输出。这些存储器要和I/O模块连接才能对物理设备进行监控。此例中，给这些输入输出分配了X和Y的存储地址，X001表示PB1。当物理按键闭合时，I/O模块读取的输入值为常开状态。每一个Y位元与一个输出设备连接，Y001控制灯的开关；其余位元留作内部使用。需要说明的是，如今PLC的CPU可提供很多功能，不仅仅是开关和线圈，还有计算、移位寄存器等等供编程使用。

（3）逻辑执行

CPU会按照顺序依次翻译逻辑。从梯形图的左上部开始，CPU按照从上到下、从左到右的顺序执行逻辑。如果PB1闭合，CPU就会启动CR1。由于CR1状态改变，在第3行，CPU会激活CR3。第4行CR3为常关状态，所以CPU会关掉L1。当CPU到达最后一行时，会返回到程序开始之处，再次执行程序。只要CPU上电，并且在运行模式，这个过程就会循环往复。CPU从开始执行程序到返回开始处所需时间称为扫描周期。对时间要求苛刻的应用来说，参数扫描周期非常重要。需要的情况下，还可采用子程序或特殊I/O模块来缩短扫描周期。