机电一体化系统设计(第六版) 课件 -第4章 机电一体化系统微机控制系统的选择及接口设计

第4章

机电一体化系统微机控制系统的选择及接口设计§4-1微机控制系统的设计思路§4-6

基于PC机的控制系统应用§4-7基于PLC的控制系统应用§4-2

微机控制系统的构成与种类

§4-5基于单片机的控制系统应用

§4-3微机应用领域及其选用要点

§4-4微机控制系统的软件与程序设计语言2

一、专用与通用的抉择、硬件与软件的权衡

设计微机控制系统，首先会遇到专用与通用的抉择和硬件与软件的权衡问题。1.专用与通用的抉择

专用控制系统的设计，是选用适当的通用IC芯片来组成控制系统，以便与执行元件和检测传感器相匹配，或重新设计制作专用集成电路，把整个控制系统集成在一块或几块芯片上。

通用控制系统的设计，是合理选择主控制微机机型，设计与其执行元件和检测传感器之间的接口，并在此基础上编制应用软件的问题。这实质上就是通过接口设计和软件编制来使通用微机专用化的问题。

§4-1微机控制系统的设计思路大批量生产的机电一体化产品机械与电子有机结合的紧凑结构

专用控制系统适合于

通用控制系统适合于多品种、中小批量生产的机电一体化产品。32.硬件与软件的权衡无论是采用通用控制系统还是专用控制系统，都存在硬件和软件的权衡问题。例如运算与判断处理等，适宜用软件来实现。例如环形脉冲分配，既可用硬件来实现，又可用软件来实现。硬件和软件的合理组成，通常要根据经济性和可靠性的标准权衡决定。在用分立元件组成硬件的情况下，就可以考虑是否采用软件；能采用通用的LSI芯片来组成所需的电路的情况下，则最好采用硬件。二、微机控制系统整体控制方案的确定与微机选择

1.微机控制系统整体控制方案的确定先从系统构成上考虑是采用开环控制还是闭环控制，当采用闭环控制时，应考虑采用何种检测传感元件，检测精度要求如何。其次考虑执行元件采用何种方式，是电动、气动还是液动，比较其方案的优缺点，择优而选。第三要考虑是否有特殊控制要求，对于具有高可靠性、高精度和快速性要求的系统应采取哪些措施。第四是考虑微机在整个控制系统中的作用，是设定计算、直接控制还是数据处理，微机应承担哪些任务，为完成这些任务，微机应具备哪些功能，需要哪些输入／输出通道、配备哪些外围设备，初步成本多少。最后画出系统组成的初步框图，附以说明，以此作为下一步设计的基础和依据。二、微机控制系统整体控制方案的确定与微机选择

2.微型计算机的选择对于给定的任务，通常选择的微机控制系统不是唯一的，主要包括以下几种：设计基于微处理器的专用微机控制系统；较完善的中断系统足够的存储容量完备的输入/输出通道和实时时钟选用标准的工业控制计算机（或普通PC）构建基于PC的微机控制系统；选用可编程序控制器(PLC)构建基于PLC的微机控制系统；专门用于特定机电一体化系统的控制系统，如各类数控机床的数控系统。三、微机控制系统的总体设计与系统软件的确定

1.控制系统总体设计

主要依据是上述的整体方案初框图、设计要求及所选用的微机控制系统类型，对系统控制方案进行具体实施步骤的设计，解决微机、被控制对象和操作者之间可靠、适时进行信息交换的通路和分时控制的时序安排问题，保证系统能正常地运行。设计中主要考虑接口设计操作控制台设计硬件与软件功能的分配与协调可靠性设计等问题。其中硬件与软件功能的分配与协调要根据经济性和可靠性标准进行权衡，可靠性问题主要是制定可靠性设计方案，采取可行的可靠性措施。（1）接口设计接口类型包括：数字量（开关量）信号的输入／输出。关量输入要解决电平转换、去抖动及抗干扰等问题。开关量输出要解决功率驱动问题等。模拟量信号的输入／输出。模拟量输入通道主要由信号处理装置(标度变换、滤波、隔离、电平转换、线性化处理等)、采样单元、采样保持器和放大器、A／D转换器等组成。模拟量输出通道主要由D／A转换器、放大器等组成。（1）接口设计接口设计包括两个方面的内容：扩展接口；选用功能接口板选用通用接口电路用集成电路自行设计接口电路安排通过各接口电路输入／输出端的信号，选定各信号的控制方式。如果信号的输入／输出要采用程序中断方式，就要考虑中断申请输入、中断优先级排队等问题。若要采用直接存储器存取方式，则要增加直接存储器存取(DMA)控制器作为辅助电路加到接口上。（2）操作控制台设计

操作控制台便于人机联系，其上集成了微机控制系统操作和显示用的多个按键和显示器等，一般都不能用微机所带的键盘代替，要单独设计一个操作员控制台。图示为KUKA工业机器人的操作控制台（也叫手操盒或示教器）和数控机床的操作面板。KUKA机器人的示教器和数控机床的操作面板（2）操作控制台设计操作控制台一般应有下列一些功能：①有一组或几组数据输入键（数字键或拨码开关等），用于输入或更新给定值、修改控制器参数或其他必要的数据；②有一组或几组功能键或转换开关，用于转换工作方式，启动、停止或完成某种指定的功能；③有一个数字显示装置或显示屏，用于显示各状态参数及故障指示等；④控制板上应有一个“急停”按钮，用于在出现事故时停止系统运行，转入故障处理。2.控制系统软件设计

微机控制系统的软件主要分为两大类，即系统软件和应用软件。

应用软件都要由用户自行编写，所以软件设计主要是指应用软件设计。需要满足实时性、针对性、灵活性和通用性。两种方法：

系统软件包括操作系统、诊断系统、开发系统和信息处理系统，用户不需设计，只需了解其大致原理和使用方法。Windows，macOS，Linux等是目前公众熟知的可运行于PC机上的操作系统。模块化程序结构化程序

微机控制系统设计完成以后，要对整个系统进行调试。调试步骤为硬件调试→软件调试→系统调试。四、确定控制算法

控制算法的正确与否直接影响控制系统的品质，甚至决定整个系统的成败。每个控制系统都有特定的控制规律，因此，每个控制系统都有一套与此控制规律相对应的控制算法。机床控制中常使用的逐点比较法的控制算法和数字积分法的控制算法；直接数字控制系统中常用的PID调节的控制算法；位置数字伺服系统中常用的实现最少拍控制的控制算法；另外，还有各种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法。四、确定控制算法

按所设计的具体控制对象和不同的控制性能指标要求，以及所选用的微机的处理能力选定一种控制算法。应注意控制算法对系统的性能指标有直接影响，因此，应考虑所选定的算法是否能满足控制速度、控制精度和系统稳定性的要求，就是说，应根据不同的控制对象、不同的控制指标要求选择不同的控制算法。当控制系统比较复杂时，控制算法也比较复杂，整个控制系统的实现就比较困难，为设计、调试方便，可将控制算法作某些合理的简化，忽略某些因素的影响(如非线性、小延时、小惯性等)，在取得初步控制成果后，再逐步将控制算法完善，直到获得最好的控制效果§4-2

微机控制系统的构成与种类一．微机的构成“微机”术语是三个概念，即微处理机(Microprocessor，CPU)、微机（Microcomputer，MC）、微机系统（Microcomputersystem，MCS）的统称。

CPU、MC与MCS的关系一、微机的构成微机的基本硬件构成

实际使用时，多根据与机械有机结合的需要，取其最低限度的构成予以应用。输入/输出装置和辅助存储装置等统称为计算机的外围设备。许多廉价、实用的外围设备均有出售。当微机用于控制机械设备时，输入信息的传感器和接收信息的执行元件都可以认为是广义的输入/输出装置。二、微型计算机的分类方法通常按组装形式、微处理机位数、微处理机的制造工艺或封装芯片数以及用途范围对微机进行分类。按组装形式单片机单板机微型计算机系统单板机微型计算机系统单片机二、微型计算机的分类方法通常按组装形式、微处理机位数、微处理机的制造工艺或封装芯片数以及用途范围对微机进行分类。按微处理机位数4位：主要用于仪器仪表、家用电器、游戏机等单机控制中8位：主要用于控制和计算16位：功能更强、性能更好，用于比较复杂的控制系统，可以使小型机微型化32位/64位：超级微机，它具有面向高级语言的系统结构、有支持高级调度、调试以及开发系统用的专用指令，大大提高了软件的生产效率。二、微型计算机的分类方法通常按组装形式、微处理机位数、微处理机的制造工艺或封装芯片数以及用途范围对微机进行分类。按用途微型计算机分为控制用和数据处理用微型计算机。单片机分为通用型和专用型§4-3微机应用领域及其选用要点1.应用领域（1）工业控制产品的机电一体化，如自动生产系统、数控机床、工业机器人等。（2）交通与能源设备的机电一体化，如汽车发动机点火控制、汽车变速器控制、交通灯控制、炉温控制等。（3）家用电器的机电一体化，如洗衣机、电冰箱等。（4）商用产品机电一体化，如电子秤、自动售货（票）机、电子收款机、银行自动化系统等。（5）仪器、仪表机电一体化，如三坐标测量仪、医疗电子设备、测长仪、测温仪、测速仪等。（6）办公自动化设备的机电一体化，如复印机、打印机、图仪、印刷机等。（7）信息处理自动化设备，如语音处理、语音识别、语音分析、语言合成设备，图像分析、图像识别设备等。（8）导航与控制，如导弹控制、鱼雷制导、航空航天系统、智能武器装置等。§4-3微机应用领域及其选用要点2.选用要点生产系统自动化、机床自动化、数控机床一般应用可选8位或16位微机系统。家用电器、商用产品，计算机一般装在产品内，故应采用单片机或微处理器,主要采用4位或8位微机。在要求很高的实时控制及复杂的过程控制、高速运算及大量数据处理等场合，如智能机器人、导航系统、信号处理系统应主要使用16位与32位微机。对一般的工业控制设备及机电产品、汽车机电一体化控制、智能仪表、计算机外设控制、磅秤自动化、交通与能源管理等，多采用8位机。§4-4微机控制系统的软件与程序设计语言1.程序设计语言机器语言汇编语言高级语言§4-5基于单片机的控制系统应用一、MCS-51系列单片机的结构特点典型单片机的结构图一、MCS-51系列单片机的结构特点IntelMCS-48、MCS-51系列单片机主要参数一、MCS-51系列单片机的结构特点(1)I/O口线P0,P1,P2,P3共四个8位口。(2)控制口线PSEN(片外取指控制)、ALE(地址锁存控制)，

EA

(片外存储器择),RESET(复位控制)(3)电源及时钟Vcc、Vss；XTAL1/XTAL.。MCS-51系列单片机的引脚及其功能二、MCS-51系列单片机的最小应用系统及其扩展单片机的应用系统构成二、MCS-51系列单片机的最小应用系统及其扩展（1）8031最小应用系统

8031内部不带ROM，需外接EPROM作为外部程序存储器。地址的低8位信息及数据信息分时复用，故还需一片74LS373来锁存低8位地址信息。8031与一片EPROM2764及一片74LS373组成最小的微机应用系统。最小的微机应用系统二、MCS-51系列单片机的最小应用系统及其扩展(2)8031的数据存储器的扩展

8031扩展的6264静态数据存储器电路二、MCS-51系列单片机的最小应用系统及其扩展(3)8031输入/输出接口的扩展

8031输入/输出接口的扩展如用8255A的B通道的PB0、PB1、PB2和PB4、PB5、PB6以及C通道的PC0、PC1、PC2三组引线各控制一个3相6拍运行方式的步进电机，就可实现一个三轴联动控制。三、基于单片机的控制系统开发

单片机应用系统开发流程1.硬件开发工具（1）仿真器开发模式该模式通常由PC、仿真器(含配套仿真头)和用户自己设计的单片机应用系统硬件板共同组成。在PC中进行程序开发，编译通过后，通过类似RS-232的接口总线把生成的目标代码传给仿真器，由仿真器模拟单片机的功能进行联机调试。这种模式需要一个专门的仿真器，如南京伟福公司生产的E51、E2000和V8等系列的仿真器，就可用于8051单片机的仿真。该模式需要专用的仿真器和仿真头，价格相对较高。1.硬件开发工具（2）基于ISP和JTAG的新开发模式近年来许多单片机生产商为了降低开发费用，在单片机内部都集成有联合测试工作组(JointTestActionGroup，JTAG)接口或者支持在系统可编程（In-SystemProgramming，ISP）功能从而出现基于ISP和JTAG的新开发模式，现有的单片机应用系统开发基本都采用这种模式，但是该模式只是不需要用户单独购买仿真器，仍然要求用户事先设计制作好单片机应用系统的硬件电路。1.硬件开发工具（3）单片机开发板模式（a）Arduino开发板（c）ARM开发版（b）51单片机开发板为方便产品开发者迅速掌握单片机这门技术，许多公司研制了单片机开发板，单片机开发板是指集成了许多单片外围器件、LED数码管、行列式按键、液晶显示屏、步进电机控制接口和伺服电机控制接口等，用来学习单片机开发的实验板。1.硬件开发工具（4）用专业软件来模拟和仿真单片机模式用Proteus完成的单片机控制原理图在无任何真实硬件的情况下，用户还可以用专业软件来模拟和仿真单片机的硬件功能，典型的有英国LabCenterElectronics公司的Proteus、原Protel软件开发商Altium公司推出的AltiumDesigner、美国国家仪器(NI)有限公司推出的Multisim等。2.软件开发工具用于8051单片机程序开发的软件工具很多，目前被单片机开发人员所广泛采用的是KeilC开发工具，KeilC支持C语言编程和汇编语言编程。在Proteus中绘制好原理图后，调入KeilC中已编译好的目标代码文件：*.HEX，就可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。KeilμVision3的主界面2.软件开发工具应用KeilC和Proteus进行单片机应用系统开发步骤如下:(1)启动KeilμVision进入集成开发环境。(2)利用KeilC工具进行程序编辑。(3)把编辑好的程序进行汇编(编译)，生成目标代码。(4）将目标代码导入Proteus原理模型中，进行仿真调试；(5）进行应用系统硬件设计或者直接使用现成的电路板；(6）通过并口或者串口将计算机和编程器连接在一起，把要编程的51芯片置入编程器的插槽内。有的单片机集成了编程器的功能，可以直接通过并口或者串口与计算机相连；(7）打开51芯片相应的服务程序，经过相关设置将代码下载到芯片中；(8）进行结果观察，反复调试直到达到预期结果。四、基于单片机的控制系统开发1、数字显示器的结构及其工作原理

单片机应用系统中，常使用LED(发光二极管)和LCD(液晶显示器)等作为显示器件。LED由若干个发光二极管组成。当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发亮。控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。七段LED能显示的字符数量较少，但控制简单、使用方便。常用七段LED显示器的结构LED实物图4位LED集成模块共阴极共阳极1、数字显示器的结构及其工作原理

点亮显示器有静态和动态两种方法：

①静态显示

当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止。例如七段显示器的a、b、c、d、e、f导通，g截止，显示0。这种显示方式每一位都需要一个8位输出口控制，三位显示器的接口逻辑如图所示。

三位静态显示器接口1、数字显示器的结构及其工作原理②动态显示

一位一位地轮流点亮各位显示器(扫描)。对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。

显示器的亮度既与导通电流有关，也和点亮时间与间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示；若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位并行口(称为扫描口)。控制各位显示器所显示的字形也需一个共用的8位口(称为段数据口)。8位共阴极显示器和8155的接口逻辑如图所示。②动态显示

8155的PA口作为扫描口，经BIC8718驱动器接显示器公共极，PB口作为段数据口，经驱动后接显示器的a、b、c、d、e、f、g、dp各引脚。如，PB0输出经驱动后接各显示器的a脚，PB1输出经驱动后接各显示器的b脚，依次类推。动态扫描显示程序流程图如图所示。

2、键盘、显示器的接口电路Intel8279芯片为专用键盘显示控制芯片。键盘配置最大为8x8。扫描线由SL0~SL2通过3-8译码器提供，接入键盘列线(设扫描线为列线)，查询线由反馈输入线RL0~RL7提供，接入键盘行线(设定查询线为行线)。显示器最大配置为16位显示，位选线由扫描线SL0~SL3经4-16位译码器、驱动器提供；段选线由B0~B7通过驱动器提供。(1)行列式键盘工作原理

行列式键盘按键设置在行、列线交点上，键盘中有无按键按下是由列线送入全扫描字、行线读入行线状态来判断的。给列线所有I/O线置低电平，读行线电平到累加器A中。若有键按下，行输入不全为1。依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，若全为1，则所按下之键不在此列；若不全为1，则所按下的键必位于行列均为0的相交点。键值赋值：将行、列线按二进制顺序排列或采用依次排列键值的方法。(2)键盘工作方式键盘的工作方式有编程扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式三种。在键盘扫描子程序中完成下述几个功能：①判断键盘上有无键按下：PA口输出全扫描字00H，读PC口状态，PC0~PC3为全l，则键盘无键按下，若不全为1，则有键按下。②去键的机械抖动影响：在判断有键按下后，软件延时一段时间再判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有键按下，否则按键抖动处理。

③求按下键的键号。④键闭合一次仅进行一次功能操作。(2)键盘工作方式FEXEFDXEFBXEF7XEEFXEDFXEBFXE7FXEFEXDFDXDFBXDF7XDEFXDDFXDBFXD7FXDFEXBFDXBFBXBF7XBEFXBDFXBBFXB7FXBFEX7FDX7FBX7F7X7EFX7DFX7BFX77FX7

键扫描子程序框图§4-6

基于PC机的控制系统应用一、PC用于工业控制的基本原理PC系统的工作原理由于PC机上有丰富的软、硬件资源，因此，如果将PC机应用在控制系统中，可以为控制系统的开发提供便利。CPU、内存等I/O控制器和接口电路(如硬盘控制器、软驱控制器、USB控制器、网络接口、键盘接口、鼠标接口、并行接口、串行接口等)等。§4-6

基于PC机的控制系统应用一、PC用于工业控制的基本原理PC系统的工作原理PC系统的工作过程是信息处理与变换的过程。通过PC系统的输入设备将信息输入PC内；然后通过PC内的硬件系统和操作系统，将输入信息传递给完成该任务的应用软件；应用软件通过与操作系统、PC核心硬件相配合，共同完成信息变换与处理任务，产生所需的输出信息；再通过操作系统、硬件系统，将输出信息送往PC外部或显示、保存到合适的载体上。§4-6

基于PC机的控制系统应用一、PC用于工业控制的基本原理PC系统用于工业控制的基本原理PC系统的工作原理二、PC机控制系统的组成1.PC机系统硬件组成普通PC机的硬件主要由五大部分组成，包括主板、CPU、内存、硬盘和人机接口。PC机用作控制系统主机时，除了这五大部分，通常还包括一些能实现各种功能的I/O接口卡。各个硬件之间通过系统总线联系在一起。1）主板一般为矩形电路板，上面安装了中央处理器(CPU)、存储器(RAM,ROM)和接口等部件，还有一些总线插槽。主板的作用是将采集到的实时信息按照预定程序进行必要的数值计算、逻辑判断、数据处理，及时选择控制策略并将结果输出到被控对象。2)硬盘硬盘是计算机主要的存储介质，主要用于安装计算机操作系统、用户软件和存储用户数据。硬盘的容量通常以GB（1GB=1000MB）或TB（1TB=1000GB）字节为单位。早期的机械硬盘（HDD）包含用于旋转磁盘片的马达，以及负责移动读写头的传动系统，故障率高，读写速度较慢。随着技术的发展，出现了基于半导体存储技术的固态硬盘（SSD），它没有移动部件，可以提供更快的读写速度和更高的可靠性。3)人机接口人机接口包括显示器、键盘、打印机以及专用操作控制台等，用于操作员与PC机控制系统之间进行信息交换。人机接口既可用于显示工业生产过程的状况，也可用于修改运行参数。4)

I/O接口卡（1）模拟量接口卡（2）数字量（开关量）接口卡（3）运动控制接口卡5)

系统总线总线是PC机各模块间进行信息交换的通道。在PC发展历程中，出现过多种类型的总线，其中应用较多的是ISA,PCI,PCIExpress，USB和RS232当PC机要控制的外部设备较多，且外部设备距离PC机较远时，往往采用现场总线技术。5)

系统总线(1)ISA总线(2)PCI总线(3)PCIExpress总线ISA插槽和PCI插槽PCIe插槽主要用于PC机内部元件之间的数据通讯5)

系统总线（4）通用串行总线USB第一代USB1.1的传输速率为12Mb/s，第二代USB2.0的传输速率已经达到了480Mb/s，第三代USB3.0的理论速度为5.0Gb/s，最新一代USB4.0的理论速度可达40Gb/s。目前USB几乎被所有PC制造商所接受，绝大多数PC都配置有1~6个标准USB接口。市面上有很多带有USB接口的外部设备，为工业控制系统集成提供了方便。USB测力数据采集卡5)

系统总线（5）RS-232C外形针脚符号输入/输出信号说明

1DCD输入数据载波检测2RXD输入接收数据3TXD输出发送数据4DTR输出数据终端准备好5GND—信号地6DSR输入数据装置准备好7RTS输出请求发送8CTS输入允许发送9RI输入振铃指示RS-232CDB9接口的信号定义PC与RS-232C的“一对一”通信RS-232C（C是指总线标准修改次数）总线是1970年由美国电子工业协会(EIA)牵头制定的串行通信标准，它被广泛用于计算机串行接口外设连接。RS-232C的最大传输速率为19Kb/s，传输距离不超过15m。5)

系统总线（6）RS422/485总线网络以差动方式发送和接受信息，具有较强抑制共模干扰的能力；最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在19Kb/s传输速率下能传输1200米，在100Kb/S传输速率下，可以达到最大的通信距离；允许在相同传输线上连接多个接收节点，一主多从；PC与RS-485/422的“点对多”的通信5)

系统总线（7）Fieldbus总线网络虽然RS-485可以在PC机和外部设备之间组网，但它不提供多设备管理和地址分配的功能，因此主要用在相对简单的场合。Fieldbus总线可以自动分配设备地址，提供更高级的通信和控制功能，更适用于复杂的工业自动化系统；目前世界上存在着大约四十余种Fieldbus总线，Profibus、CAN、Ethernet/IP、PROFINET、DeviceNet、Ethercat等都是常用的Fieldbus总线。3.PC机控制软件开发PC控制软件属于运行于操作系统平台上的实时型软件，其实时功能的实现直接受操作系统和硬件系统的制约，Windows是最流行的PC机操作系统，非常有利于人机界面的开发和多任务的并行处理，但它不是实时操作系统，只允许享有最高特权的核心层程序可以直接访问CPU内部硬件，而用户以常规方法编写的应用程序特权较低，不能直接访问硬件，因此不能直接用于控制系统软件的开发。3.PC机控制软件开发（1）基于PC+运动控制卡的方案PC作为主处理器，运行Windows平台和PC控制系统中实时性要求不高的任务，如人机界面（上位机软件）；运动控制过程中的所有实时性较强的细节工作，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等，由运动控制卡完成（下位机软件）。运动控制卡一般会提供相应的动态链接库，上位机控制软件可以在这些高级语言开发环境中调用动态链接库中的运动控制函数。3.PC机控制软件开发（2）基于PC的纯软件方案一种是直接对其内核进行改造，从而提高系统的实时能力，这主要限制在国际大公司的范围内，他们通过与微软公司合作，取得授权，但需要支付昂贵的费用。另一种方式是从外部对Windows进行实时性扩展，例如，通过编写设备驱动程序对PC硬件(8259、实时时钟等)进行直接操作，从而实现基于PC的控制程序的实时运行，这种方法成本较低，但对程序开发人员要求较高。§4-7基于PLC的控制系统应用一、

PLC的构成及其工作原理PLC的硬件结构框图PLC采用特殊的结构和抗干扰技术，是一种特殊的工业控制计算机。根据输入输出点数不同分为一、

PLC的构成及其工作原理按照模块的组合方式分为小型PLC：输入输出点数一般在128点以下中型PLC：输入输出点数一般在256~1024整体式组合式大型PLC：输入输出点数一般超过1024无论小型还是中大型，基本都采用模块化方式设计，包括电源模块、CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通讯模块、智能模块等。一、

PLC的构成及其工作原理

西门子S7-1200PLC汇川H5U小型整体式PLC

西门子S7-1500

汇川AM600中大型组合式PLCPLC有五种标准编程语言一、

PLC的构成及其工作原理梯形图语言（LD）指令表语言（IL）功能块图语言（FBD）顺序功能图语言（SFC）结构化文本语言（ST）PLC厂家一般会提供特定的编程和调试工具，方便用户编写程序、模拟调试程序和在线调试程序。一、

PLC的构成及其工作原理①菜单和工具栏:包含编程、调试、通信等相关设置，文件管理与编程调试工具的快捷方式