6ES7288-3AQ02-0AA0 上海自动化科技有限公司

有些接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使ＣＰＵ从耗时的任务处理中解脱出来。２．５智能式输入／输出当前，ＰＬＣ的生产厂家相继推出了一些智能式的输入／输出模块。一般智能式输入／输出模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入ＣＰＵ或直接输出，这样可提高ＰＬＣ的处理速度并节省存储器的容量。
智能式输入／输出模块有高速计数器（可作加法计数或减法计数）、凸轮模拟器（用作编码输人）、带速度补偿的凸轮模拟器、单回路或多回路的ＰＩＤ调节器、ＡＳＣＩＩ／ＢＡＳＩＣ处理器、ＲＳ—２３２Ｃ／４２２接口模块等。
表3选择PLC的I/O接口模块的一般规则I/O模块类型现场设备或操作（举例）说明离散输入模块和I/O模块选择开关、按钮、光电开关、限位开关、电路断路器、接近开关、液位开关、电动机起动器触点、继电器触点、拨盘开关输入模块用于接收ON/OFF或OPENED/CLOSED（开/关）信号，离散信号可以是直流。
离散信号可以是交流或直流模拟量输入模块温度变送器、压力变送器、湿度变送器、流量变送器、电位器将连续的模拟量信号转换成PLC处理器可接受的输入值模拟量输出模块模拟量阀门、执行机构、图表记录器、电动机驱动器、模拟仪表将PLC处理器的输出转为现场设备使用的模拟量信号（通常是通过变送器进行）特种I/O模块电。
表３归纳了选择Ｉ／Ｏ模块的一般规则。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可进行存储器的扩充设计。ＰＬＣ的存储器容量选择和计算的种方法是：根据编程使用的节点数计算存储器的实际使用容量。
*二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表４的公式来估算。为了使用方便，一般应留有２５％～３０％的裕量，获取存储容量的佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。
表4控制目的估算存储器容量的方法控制目的公式说明代替继电路M=Km（10DI+5D0）DI为数字（开关）量输入信号；Do为数字（开关）量输出信号；AI为模拟量输入信号；Km为每个接点所点存储器字节数；M为存储器容量模拟量控制M=Km(10DI+5Do+100AI)多路采样控制M=Km[10DI+5D。
表４同时给出了存储器容量的估算方法。用户应当对所选择ＰＬＣ产品的软件功能有所了解。通常情况下，一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。但是，有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。例如，一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的控制或数据采集功能。
指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。５支撑技术条件的考虑选用ＰＬＣ时，有无支撑技术条件同样是重要的选择依据。支撑技术条件包括下列内容：（１）编程手段●便携式简易编程器主要用于小型ＰＬＣ，其控制规模小，程序简单，可用简易编程器。
●ＣＲＴ编程器适用于大中型ＰＬＣ，除可用于编制和输入程序外，还可编辑和打印程序文本。●由于ＩＢＭ—ＰＣ已得到普及推广，ＩＢＭ—ＰＣ及其兼容机编程软件包是ＰＬＣ很好的编程工具。目前，ＰＬＣ厂商致力于开发适用自己机型的ＩＢＭ—ＰＣ及其兼容机编程软件包，并获得了成功。
PLC控制系统可靠性降低的主要原因虽然工业控制机和可编程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果输入给PLC的开关量信号出现错误，模拟量信号出现较大偏差，PLC输出口控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能使控制过程出错，造成无法挽回的经济损失。
影响现场输入给PLC信号出错的主要原因有：1)造成传输信号线短路或断路（由于机械拉扯，线路自身老化，特别是鼠害），当传输信号线出故障时，现场信号无法传送给PLC，造成控制出错；2)机械触点抖动，现场触点虽然只闭合一次，PLC却认为闭合了多次，虽然硬件加了滤波电路，软件增加微分指令，但由于PLC扫描周。
影响执行机构出错的主要原因有：1)控制负载的接触不能可靠动作，PLC发出了动作指令，但执行机构并没按要求动作；2)控制变频器起动，由于变频器自身故障，变频器所带电机并没按要求工作；3)各种电动阀、电磁阀该开的没能打开，该关的没能关到位，由于执行机构没能按PLC的控制要求动作，使系统无常工作，降低了系。
要提高整个控制系统的可靠性，必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性，否则PLC应能及时发现问题，用声光等报好办法提示给操作人员，尽除故障，让系统安全、可靠、正确地工作。可编程控制器的结构特点单元式单元式的特点是结构紧凑。
它将所有的电路都装入一个模块内，构成一个整体，这样体积小巧、成本低、安装方便。FX2系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及适配器等四种产品构成。仅用基本单元或将上述各种产品组合起来使用均可。
基本单元（M）：内有CPU与存贮器，为必用装置。扩展单元（E）:要增加Ｉ／Ｏ点数时使用的装置。可利用扩展模块，以8为单位增加输入／输出点数。也可只增加输入点数或只增加输出点数，因而使输入／输出的点数比率改变。
2．模块式模块式可编程控制器采用搭积木的方式组成系统，在一块基板上插上CPU、电源、Ｉ／Ｏ模块及功能模块，构成一个总Ｉ／Ｏ点数很多的大规模综合控制系统。这种结构形式的特点是CPU为立的模块,输入、输出也是立模块。
3．叠装式它的结构也是各种单元、CPU自成立的模块，但安装不用基板，仅用电缆进行单元间联接，且各单元可以一层层地叠装。FX2系列PLC是单元式和模块式相结合的叠装式结构。可编程控制器与继电器控制的区别在PLC的编程语言中，梯形图是为广泛使用的语言，通过PLC的指令系统将梯形图变成PLC能接受程序，由编程器键入到PLC用户存储区去。
而梯形图与继电器控制原理图十分相似，主要原因是PLC梯形图的发明大致上沿用户继电器控制电路的元件符号，仅个别处有些不同。PLC与继电器控制的主要区别有以下几点：（1）组成器件不同继电器控制线路是由许多真正的硬件继电器组成的。
而PLC是由许多“软继电器”组成的，这些“继电器”实际上是存储器中的触发器，可以置“0”或置“1”。（2）触点的数量不同硬继电器的触点数有限，一般只有4至8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限对，因为触发器状态可取用任意次。
（3）控制方法不同继电器控制是通过元件之间的硬接线来实现的，因此其控制功能就固定在线路中了，因此功能专一，不灵活；而PLC控制是通过软件编程来解决的，只要程序改变，功能可跟着改变，控制很灵活。又因PLC是通过循环扫描工作的，不存在继电器控制线路中的联锁与互锁电路，控制设计大大简化了。
（4）工作方式不同在继电器控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器都处于受制约状态，该合的合，该断的断。而在PLC的梯形图中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，从客观上看，每个“软继电器”受条件制约，接通时间是短暂的。

PLC使用以下几类CPU芯片：(1)通用微处理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；(2)单片微处理器(单片机)，如Intel公司的MCS51／96系列单片机；(3)位片式微处理器，如AMD2900系列位片式微处理器。
PLC中的常用的CPU和存储器简介CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。1．CPU芯片CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。2．存储器PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。
系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能直接读取。PLC的用户程序由用户设计，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。
用户程序存储器的容量一般以字(每个字由16位二进制数组成)为单位，三菱的FX系列PLC将用户程序存储器的单位称为步(Step，即字)。小型PLC的用户程序存储器容量在lK字左右，大型PLC的用户程序存储器容量可达数M(兆)字。
PLC常用以下几种存储器：(1)随机存取存储器：(RAM)用户可以用编程器读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读／写存储器。它是易失性的存储器，将它的电源断开后，储存的信息将会丢失。
RAM的工作速度高，价格低，改写方便。为了在关断PLC外部电源后，保存RAM中的用户程序和某些数据(如计数器的计数值)，为RAM配备了一个锂电池。现在有的PLC仍用RAM来储存用户程序。锂电池可用2~5年，需要更换锂电池时，PLC面板上的“电池电压过低”发光二管亮，同时有一个内部标志位变为l状态，可以用它的常开触点来接通控制屏面板上的指示灯或声光报好器，通知用户及时更换锂电池。
(2)只读存储器(ROM)ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM—般用来存放PLC的系统程序。(3)可电擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)它是非易失性的，但是可以用编程器对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点。
可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController）简要介绍可编程控制器是60年代末在美国先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
但是写入信息所需的时间比RAM长得多，EEPROM用来存放用户程序。有的PLC将EEPROM作为基本配置，有的PLC将EEPROM作为可选件。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为处理器，输入输出模块和电路也都采用了中、大规模甚至**大规模的集成电路，这时的PLC已不再是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连接方便。可编程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，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。

而PLC克服了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控对象方便的连接起来。由于PLC是由微处理器、存储器和器件组成，所以应属于工业控制计算机中的一类。
对用户来说，可编程控制器是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此如果在初步设计阶段就选用可编程控制器，可以使得设计和调试变得简单容易。从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求设计控制器，适合批量生产。
我国从1974年也开始研制可编程序控制器，1977年开始工业应用。目前它已经大量地应用在楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域，并涌现出大批应用可编程序控制器的新型设备。掌握可编程序控制器的工作原理，具备设计、调试和维护可编程序控制器控制系统的能力，已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。
PLC的存储器、I/O单元、I/O扩展接口、外设接口和电源简介存储器可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
只读存储器ROM用以存放系统程序，可编程控制器在生产过程中将系统程序固化在ROM中，用户是不可改变的。用户程序和中间运算数据存放的随机存储器RAM中，RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。
它存储的内容是易失的，掉电后内容丢失；当系统掉电时，用户程序可以保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。EEPROM兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，用来存放需要长期保存的重要数据。
2.I/O单元及I/O扩展接口（1）I/O单元PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光电耦合电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力，输入响应时间一般在0.1~15ms之间。
（2）I/O扩展接口可编程控制器利用I/O扩展接口使I/O扩展单元与PLC的基本单元实现连接，当基本I/O单元的输入或输出点数不够使用时，可以用I/O扩展单元来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。
根据输入信号形式的不同，可分为模拟量I/O单元、数字量I/O单元两大类。根据输入单元形式的不同，可分为基本I/O单元、扩展I/O单元两大类。3.外设接口外设接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成PLC的控制网络。
外部连接的电源，通过PLC内部配有的一个开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（直流5伏、正负12伏、24伏），并为外部输入元件（如接近开关）提供24V直流电源（仅供输入端点使用），而驱动PLC负载的电源由用户提供。

PLC的基本性能及指标工作速度工作速度是指PLC的CPU执行指令的速度及对急需处理的输入信号的响应速度。执行时间短可加快PLC对一般输入信号的响应速度。5.2控制规模控制规模代表PLC控制能力，看其能对多少输入、输出点及对多少路模拟进行控制。
控制规模是对PLC其它性能指标起着制约作用的指标；也是PLC划分为微、小、中、大和特大型5.3组成模块PLC的结构虽有箱体及模块式之分，但从质上看，箱体也是模块，只是它集成了更多的功能。组成PLC的模块是PLC的硬件基础，只有弄清所选用的PLC都具有那些模块及其特点，才能正确选用模块，去组成一整的PLC，以满足控制系统PLC的要求。
常见的PLC模块有：CPU模块，它是PLC的硬件核心。I/O模块，它集成了I/O电路，并依点数及电路类型划分为不同规格的模块。底板、机架模块，它为PLC各模块的装提供基板，并为模块间的联系提供总线。5.4内存容PLC内存有用户及系统两大部分。
5.5指令系统PLC有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。5.6支持软件为了便于编制PLC程序，多数PLC厂家都开发有关计算机支持软件。再前进一步，从理论上讲使自然语言编程也是完全可能的。
(一)运算功能简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。
PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。
5.7可靠控制为使PLC能可靠工作，在硬件与软件两个方面PLC厂家都采取了很多措施，对一些可靠要求的PLC，还有相应的的措施，如热备、冗余等等。5.8经济指标以上七条讲的都是PLC的技术性能。PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。
例如对输入模块，应考虑信号电平、信号输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。3）根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。(六)经济性的考虑选择PLC时，应考虑性能价格比。PLC设计时应注意安全问题假若您拥有原始程式，您只要将PLC记忆体全部即可。
方法如下：1.若您使用掌上型程式书写器当书写器与PLC连接后选择ONLINE模态，按GO鍵，银幕会要求您打入密码，此时请您按SP鍵8次，再按GO鍵3次，如此一來，您的PLC就恢复到出厂时的状态，您只要再将原始程式打入PLC即可。
2.若您使用FXN,DOS版V2.0以上版本软件于MODE视窗中按7，5，3，再于出现的画面中选项，以上、下键选择＂MEMORYALLCLEAR＂再按＂Enter＂鍵，如此，PLC內部记忆体将全部被。使用者再将原始程序写入PLC內即可。
3.若您使用FXNWindows版V1.0以上版本软件先将原始程序显示余荧屏上，将PLC置于STOP状态，再于画面上功能功能选择列中选PLC，再选PLCmemoryclear…，跳出新画面后，将三项选项全部选定，再按＂Enter＂键，画面将出现＂确定＂及＂取消＂两选择让您做決定，此时，选＂确定＂，。
4用于数据采随着PLC技术的发展，其数据存储区越来越大。农业的大棚环境参数调控，水利灌溉也用到它PLC能有上述几个范围广泛的应用，是PLC自身特点决定的，也是PLC技术不断完善的结果。为什么说PLC使用方便PLC有五个方面的方便：（1）配置方便：可接控制系统的需要确定要使用哪家的PLC，那种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上定货购买即可。
（2）安装方便：PLC硬件安装简单，组装容易。外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，更换模块时，把接线器安装到新模块上即可，都不必再接线。内部什么线都不要接，只要作些必要的DIP开关设定或软件设定，以及编制好用户程序就可工作。
（3）编程方便：PLC内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器，但它通过程序（软件）与系统内存，这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC，内部继电器数都可以千计，时间继电器、计数也以百计。

4系统设计的工作量小，维护方便，容易改造(1)设计与维护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，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。特别适合多品种、小批量的生产场合。(2)安装与布线动力线、控制线以及PLC的电源线电源线是用作电气组件或设备与电源的连接线，通常来说指电线与其一端连接的插头或尾插的体，是电器产品的基本零部件之一。
电源线分为电线和插头两部分。和I／O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I／O之间应采用双绞线连接。将PLC的I／O线和大功率线分开走线，如必须在同*槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线好，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到低限度。
PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200mm)。PLC的输入与输出好采用分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。
模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。应小于屏蔽层电阻的1／10。
交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层，有时还加有防止水份侵入的严密内护层，或还加机械强度大的外护层，结构较为复杂，截面积较大的产品叫做电缆。
，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。(3)I／O端的接线输入接线：输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些；输入／输出线不能用同一根电缆，输入／输出线要分开；尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

绘制电气控制原理图的要求在绘制电气控制原理图时，先要求整体布局合理，一般是左边为输入回路，右边为输出回路，或者下边为输入回路，上边为输出回路，主要控制元件位于中间位置；其次要求所画原理图正确；再次所用元器件的图形符号应符合*共和国标准，要求对所用元件进行标注和说明，并对所有连线进行编号。
可编程序控制器的合理选择机型的选择我国市场**行的有如下几家PLC产品：1．施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；2．罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、MicroLogix、ControlLogix等产品。
如YL-235A光机电一体化实训装置中所用的PLC为FX2N-48MR型，它的输出分为五组，其中有四组是四个输出端共用一个COM端，有一组是八个输出端共用一个COM端。PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择可靠、维护使用方便以及性能价格比优的机型。
通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则好选用模块式结构的PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复。
这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各立系统的多台PLC联成一个DCS系统，这样便于相互通信，集中管理。
根据不同的应用对象，表1列出了PLC的几种功能选择。表1PLC的功能及应用场合应该注意的是，同一企业应尽量做到机型统一。二、I/O的选择成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五种。
PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
（一）确定I/O点数根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应再增加10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。
表2典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数（二）开关量I/O开关量I/O接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报好器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。
尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于错误信号的抖动电路等。（三）模拟量I/O模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。
一些制造厂家在PLC上设计有模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。（四）功能I/O在选择一台PLC时，用户可能会面临一些类型且不能用标准I/O实现的I/O限定（如定位、快速输入、频率等）。

1．处理单元（CPU）CPU作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。
CPU的功能有以下一些：从存储器中读取指令，执行指令，取下一条指令，处理中断。2．存储器（RAM、ROM）存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据存储器。
常用的存储器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在RAM中的用户程序可方便地修改。RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。
掉电时，可有效地保持存储的信息。EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程序和应用程序。3．输入输出单元（I/O单元）I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。
I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的各输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流和直流型，高电压型和低电压型，电压型和电流型。
4．电源PLC电源单元包括系统的电源及备用电池，电源单元的作用是把外部电源转换成内部工作电压。PLC内有一个稳压电源用于对PLC的CPU单元和I/O单元供电。5．编程器编程器是PLC的重要设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态。
除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对PLC编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。PLC的工作的三个基本过程内容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。

（1）PLC控制系统的程序设计思想。由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。基本程序:既可以作为立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序;依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。
模块化程序:把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。
特别是用于复杂控制要求的生产过程。（2）PLC控制系统的程序设计要点。PLC控制系统I/O分配，依据生产流水线从前至后，I/O点数由小到大;尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编址，以利于维护。
定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保PLC工作运行的可靠性。程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位（不是I/O位），也要统一编号，进行分配。在地址分配完成后，应列出I/O分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。
彼此有关的输出器件，如电机的正/反转等，其输出地址应连续安排，如Q2.0/Q2.1等。（3）PLC控制系统编程技巧。PLC程序设计的原则是逻辑关系简单明了，易于编程输入，少占内存，减少扫描时间，这是PLC编程必须遵循的原则。
下面介绍几点技巧。PLC各种触点可以多次重复使用，*用复杂的程序来减少触点使用次数。同一个继电器线圈在同一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易引起误动作，在程序中尽量要避免线圈重复使用。如果必须是双线圈输出，可以采用置位和复位操作（以S7-300为例如SQ4.0或者RQ4.0）。
如果要使PLC多个输出为固定值1（常闭），可以采用字传送指令完成，例如Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同时都为1，可以使用一条指令将十六进制的数据0A9H直接传送QW2即可。对于非重要设备，可以通过硬件上多个触点串联后再接入PLC输入端，或者通过PLC编程来减少I/O点数，节约资源。
例如:我们使用一个按钮来控制设备的启动/停止，就可以采用二分频来实现。模块化编程思想的应用:我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为一个模块，正反转点动封装成为一个模块，在PLC程序中我们可以重复调用该模块，不但减少编程量，而且减少内存占用量,有利于大型PLC程序的编制。
4PLC控制系统程序的调试PLC控制系统程序调试一般包括I/O端子测试和系统调试两部分内容，良好的调试步骤有利于加速总装调试的过程。4.1I/O端子测试用手动开关暂时代替现场输入信号，以手动方式逐一对PLC输入端子进行检查、验证，PLC输入端子的指示灯点亮，表示正常;反之，应检查接线或者是I/O点坏。
我们可以编写一个小程序，在输出电源良好的情况下，检查所有PLC输出端子指示灯是否全亮。PLC输入端子的指示灯点亮，表示正常。反之，应检查接线或者是I/O点坏。4.2系统调试系统调试应先按控制要求将电源、外部电路与输入输出端子连接好，然后装载程序于PLC中，运行PLC进行调试。
将PLC与现场设备连接。在正式调试前全面检查整个PLC控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下即可送电。把PLC控制单元的工作方式设置为“RUN”开始运行。
反复调试可能出现的各种问题。在调试过程中也可以根据实际需求对硬件作适当修改以配合软件的调试。应保持足够长的运行时间使问题充分暴露并加以纠正。调试中多数是控制程序问题。一般分以下几步进行:（1）对每一个现场信号和控制量做单测试;（2）检查硬件/修改程序;（3）对现场信号和控制量做综合测试;（4）带设备调试;（5）调试结束。

1．合理的结构型式整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，I／O点数量、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面，选择余地较大。
选择适当的接地处单点接点。PLC的机型选择基本原则机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争佳的性能价格比。维修时只要更换模块，判断故障的范围也很方便。因此，模块式PLC一般适用于较复杂系统和环境差（维修量大）的场合。
2．安装方式的选择根据PLC的安装方式，系统分为集中式、远程I／O式和多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低。大型系统经常采用远程I／O式，因为它们的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在I／O装置附近，I／O连线比集中式的短，但需要增设驱动器和远程I／O电源。
多台联网的分布式适用于多台设备分别立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通信模块。3．相当的功能要求一般小型（低档）PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A单元。具有加减算术运算。数据传送功能的增强型低档PLC。但是中、PLC价格较贵，一般大型机主要用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
4．响应速度的要求PLC的扫描工作方式引起的延迟可达2－3个扫描周期。对于大多数应用场合来说，PLC的响应速度都可以满足要求，不是主要问题。然而对于某些个别场合，则要求考虑PLC的响应速度。为了减少PLC的I／O响应的延迟时间，可以选用扫描速度高的PLC，或选用具有高速I／O处理功能指令的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
5．系统可靠性的要求对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备用系统。6．机型统一一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑以下三个方面的问题：（l）同一机型的PLC，其编程方法相同，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
（2）同一机型的PLC，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。（3）同一机型的PLC，其设备通用，资源可共享，易于联信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。PLC的容量选择两个方面的技巧PLC的容量选择PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面。
1．I／O点数PLC的I／O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I／O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用I／O点少，但必须留有一定的备用量。通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10％－15％的备用量来确定。
2．用户存储容量用户存储容量是指PLC用于存储用户程序的存储器容量。需要的用户存储容量的大小由用户程序的长短决定。一般可按下式估算，再按实际需要留适当的余量（20％－30％）来选择。存储容量=开关量I／O点总数X10十模拟量通道数X100绝大部分PLC均能满足上式要求。
应当要注意的是：当控制系统较复杂。数据处理量较大时，可能会出现存储容量不够的问题，这时应对待。继电器的结构和工作原理及其在电机控制中的应用举例继电器的结构和工作原理l-2a是继电器结构示意图，它主要由电磁线圈、铁心、触点和复位弹簧组成。

6．编程顺序对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。S7-200PLC中断源的类型介绍S7-200设置了中断功能，用于实时控制、高速处理、通信和网络等复杂和的控制任务。
中断就是终止当前正在运行的程序，去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序，执行完毕再返回原先被终止的程序并继续运行。中断源即发出中断请求的事件，又叫中断事件。为了便于识别，系统给每个中断源都分配一个编号，称为中断事件号。
S7-200系列可编程控制器多有34个中断源，分为类：通信中断、输入/输出中断和时基中断。（1）通信中断在自由口通信模式下，用户可通过编程来设置波特率、奇偶校验和通信协议等参数。用户通过编程控制通讯端口的事件为通信中断。
（2）I/O中断I/O中断包括外部输入上升/下降沿中断、高速计数器中断和高速脉冲输出中断。S7-200用输入（I0.0、I0.1、I0.2或I0.3）上升/下降沿产生中断。这些输入点用于捕获在发生时必须立即处理的事件。
高速计数器中断指对高速计数器运行时产生的事件实时响应，包括当前值等于预设值时产生的中断，计数方向的改变时产生的中断或计数器外部复位产生的中断。脉冲输出中断是指预定数目脉冲输出完成而产生的中断。（3）时基中断时基中断包括定时中断和定时器T32/T96中断。
定时中断用于支持一个周期性的活动。周期时间从1毫秒至255毫秒，时基是1毫秒。使用定时中断0，必须在SMB34中写入周期时间；使用定时中断1，必须在SMB35中写入周期时间。将中断程序连接在定时中断事件上，若定时中断被允许，则计时开始，每当达到定时时间值，执行中断程序。
定时中断可以用来对模拟量输入进行采样或定期执行PID回路。定时器T32/T96中断指允许对定时间间隔产生中断。这类中断只能用时基为1ms的定时器T32/T96构成。当中断被启用后，当前值等于预置值时，在S7-200执行的正常1毫秒定时器更新的过程中，执行连接的中断程序。
西门子S7-200PLC的安装方式、安装环境和安装注意事项1）安装方式S7-200的安装方法有两种：底板安装和DIN导轨安装。底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔，用螺钉将其固定在底版上。DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子，把模块固定在一个标准的DIN导轨上。
（2）安装环境PLC适用于工业现场，为了保证其工作的可靠性，延长PLC的使用寿命，安装时要注意周围环境条件：环境温度在0～55℃范围内；相对湿度在35%～85%范围内（无结霜），周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒；避免过度的震动和冲击；避免太阳光的直射和水的溅射。
导轨安装既可以水平安装，也可以垂直安装。（3）安装注意事项除了环境因素，安装时还应注意：PLC的所有单元都应在断电时安装、拆卸；切勿将导线头、金属屑等杂物落入机体内；模块周围应留出一定的空间，以便于机体周围的通风和散热。
此外，为了防止高电子噪声对模块的干扰，应尽可能将S7-200模块与产生高电子噪声的设备（如变频器）分隔开。S7-200的工作过程和CPU的工作模式1)S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。