西门子模块中国一级总代理
浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）
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总的来说，我国使用的小型可编程序控制器主要以日本的品牌为主，而大中型可编程序控制器主要以欧美的品牌为主。目前95%以上的PLC市场被国外品牌所占领。
1.2 可编程序控制器的结构和工作原理
1.2.1 可编程序控制器的硬件组成
可编程序控制器种类繁多，但其基本结构和工作原理相同。可编程序控制器的能结构区由CPU（中央处理器）、存储器和输入接口/输出接口三部分组成，CPU的能是完成PLC内所有的控制和监视操作。中央处理器一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储器、输入输出接口电路连接。1.2.1.2 存储器
在PLC中使用两种类型的存储器：一种是只读类型的存储器，如EPROM和EEPROM，另一种是可读/写的随机存储器RAM。程序存储器的类型是只读存储器（ROM），PLC的操作系统存放在这里，程序由制造商固化，通常不能修改。也有的PLC允许用户对其操作系统进行升级，例如西门子S7-200SMART和S7-1200。存储器中的程序负责解释和编译用户编写的程序、监控I/O口的状态、对PLC进行自诊断、扫描PLC中的程序等。系统存储器属于随机存储器（RAM），主要用于存储中间计算结果和数据、系统管理，有的PLC厂家用系统存储器存储一些系统信息，如错误代码等，系统存储器，不对用户开放。
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I/O状态存储器属于随机存储器，用于存储I/O装置的状态信息，每个输入接口和输出接口都在I/O映像表中分配一个地址，而且这个地址是唯一的。数据存储器属于随机存储器，主要用于数据处理能，为计数器、定时器、算术计算和过程参数提供数据存储。有的厂家将数据存储器细分为固定数据存储器和可变数据存储器。用户编程存储器，其类型可以是随机存储器、可擦除存储器（EPROM）和电擦除存储器（EEPROM），的PLC还可以用FLASH。用户编程存储器主要用于存放用户编写的程序。只读存储器可以用来存放系统程序，PLC断电后再上电，系统内容不变且重新执行。只读存储器也可用来固化用户程序和一些重要参数，以免因偶然操作失误而造成程序和数据的破坏或丢失。随机存储器中一般存放用户程序和系统参数。当PLC处于编程工作时，CPU从RAM中取指令并执行。用户程序执行过程中产生的中间结果也在RAM中暂时存放。RAM通常由CMOS型集成电路组成，耗小，但断电时内容消失，所以一般使用大电容或后备锂电池保证掉电后PLC的内容在一定时间内不丢失。1.2.1.3 输入/输出接口
可编程序控制器的输入和输出信号可以是开关量或模拟量。输入/输出接口是PLC内部弱电（low power）信号和工业现场强电（high power）信号联系的桥梁。输入/输出接口主要有两个作用，一是利用内部的电隔离电路将工业现场和PLC内部进行隔离，起保护作用；二是调理信号，可以把不同的信号（如强电、弱电信号）调理成CPU可以处理的信号（5V、3.3V或2.7V等）输入/输出接口模块是PLC系统中大的部分，输入/输出接口模块通常需要电源，输入电路的电源可以由外部提供，对于模块化的PLC还需要背板（安装机架）。
输入接口电路的组成和作用 输入接口电路由接线端子、输入调理和电平转换电路、模块状态显示、电隔离电路和多路选择开关模块组成，如图1-5所示。现场的信号必须连接在输入端子才可能将信号输入到CPU中，它提供了外部信号输入的物理接口；调理和电平转换电路十分重要，可以将工业现场的信号（如强电220V AC信号）转化成电信号（CPU可以识别的弱电信号）；电隔离电路主要利用电隔离器件将工业现场的机械或者电输入信号和PLC的CPU的信号隔开，它能确保过高的电干扰信号和浪涌不串入PLC的微处理器，起保护作用，有三种隔离方式，用得多的是光电隔离，其次是变压器隔离和干簧继电器隔离；当外部有信号输入时，输入模块上有指示灯显示，这个电路比较简单，当线路中有故障时，它帮助用户查找故障，由于氖灯或LED灯的寿命比较长，所以这个灯通常是氖灯或LED灯；多路选择开关接受调理完成的输入信号，并存储在多路开关模块中，当输入循环扫描时，多路开关模块中信号输送到I/O状态寄存器中。PLC在设计过程中就考虑到了电磁兼容（EMC）② 输入信号的设备的种类 输入信号可以是离散信号和模拟信号。当输入端是离散信号时，输入端的设备类型可以是限位开关、按钮、压力继电器、继电器触点、接近开关、选择开关以及光电开关等，如图1-6所示。当输入为模拟量输入时，输入设备的类型可以是压力传感器、温度传感器、流量传感器、电压传感器、电流传感器以及力传感器等。
）输出接口电路
SIMATIC S7-1500 PLC的电源分为系统电源和负载电源，负载电源的安装与系统电源安装类似，而且更简单，因此仅介绍安装系统电源，具体步骤如下。
① 将U形连接器插入系统电源背面。
② 将系统电源挂在安装导轨上。
③ 向后旋动系统电源。
④ 打开前盖。
⑤ 从系统电源断开电源线连接器的连接。
⑥ 拧紧系统电源（扭矩1.5 Nm）。
⑦ 将已经接好线的电源线连接器插入系统电源模块。
（3）安装CPU模块
电源模块的安装与安装系统电源类似，具体操作步骤如下。
① 将U形连接器插入CPU后部的右侧。
② 将CPU钩挂在安装导轨上，并将其滑动至左侧的系统电源
③ 确保U形连接器插入系统电源，向后旋动CPU。
④ 拧紧CPU的螺钉（扭矩为1.5 Nm）。
安装CPU模块的示意图I/O模块、工艺模块和通信模块的安装方法与安装CPU模块基本相同
导轨和模块安装完毕后，就需要安装I/O模块和工艺模块的前连接器（实际为接线端子排），后接线。
SIMATIC S7-1500 PLC的前连接器分为三种，分别是：带螺钉型端子的35 mm前连接器、带推入式端子的25 mm前连接器和带推入式端子的35 mm前连接器，都是40针的连接器，不同于S7-300前连接器有20针的规格。
前连接器的安装如下。
不同模块的前连接器的安装大致类似，仅以I/O模块前连接器的安装为例进行说明，其安装步骤如下。
① 根据需要，关闭负载电流电源。
② 将电缆束上附带的电缆固定夹（电缆扎带）放置在前连接器上。
③ 向上旋转已接线的 I/O模块前盖直至其锁定。
④ 将前连接器接入预接线位置。需将前连接器挂到I/O模块底部，然后将其向上旋转直至前连接器锁上
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