1. CPU一般知识

PLC商品品种繁多，其规格尺寸特性不尽相同。在其中PLC的中央处理单元（CPU）主要包括接受并存放可执行程序和信息，确诊开关电源、内部结构电源电路运行状态和程序编写过程的拼写错误，接受当场输出设备状态和信息并存进存储器中，载入可执行程序，按命令造成控制信号，进行所规定的逻辑或算术运算；及其升级相关状况和具体内容，再完成导出操纵、造表、打印出或数据通讯等能。

CPU一般包括：后备电池、DC 24V射频连接器、方式切换开关、情况及故障指示器、RS-485编程接口、MPI。

CPU的挑选是合理布局服务器资源的关键所在，选择的时候一定要考虑自动控制系统对CPU的需求，包含信息系统集成能、程序块数量限制、各种各样位网络资源、MPI插口水平、是否存在PROFIBUS-DP主从关系插口、RAM容积、环境温度等。一般情况下，也可以根据设计定位的有效结构特征、科学合理的安装方法、设计能规定、响应时间要求以及系统的可靠性来挑选PLC的CPU。还好西门子公司的技术支持中进行，以获得科学合理的、理想的挑选计划方案。

每一种PLC都对应一个型号规格，型号的含义如下图2-2所显示。在其中

（1）31x表明CPU编号，从低到高能逐渐增强。

（2）该位表明CPU种类，C表明紧凑，T表明技术性能型，F表明故障安全型。

（3）该位表明CPU具有的串行通讯接口数

（4）该位表明串行通讯接口种类，DP表明PROFIBUS-DP插口，PN表明PROFINET插口，PtP表明点到点插口

2. CPU存储芯片

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次之，详细介绍CPU以前，要了解好多个术语。CPU的存储芯片包含运载存储芯片（Load Memory）、工作中存储芯片（Work Memory）、系统软件存储芯片（System Memory）、微内存卡MMC（Micro Memory Card），主要主要用途如下所示。

（1）运载存储芯片（Load Memory）：其主要用途是运载可执行程序。可执行程序经过串行通讯接口，从程序编写机器设备输送到CPU的运载存储芯片中。

（2）工作中存储芯片（Work Memory）：物理学中为CPU内嵌RAM的一部分，当CPU处在工作状态时，可执行程序和信息从运载存放区加入工作中存放区，在作业存储芯片中运作。

（3）系统软件存储芯片（System Memory）：S7-300系列产品将CPU的一部分内嵌RAM区划出去，用以位存放、I/O影象存储器、电子计数器、计时器等。系统软件存储芯片和工作存储芯片同属CPU集成化物理内存，客户编程代码和信息均在这里两个部分存放区中实行。

（4）微内存卡MMC（Micro Memory Card）：用于对运载存储芯片的扩大，CPU控制模块上面有专用MMC扩展槽，MMC脱卸式，大容量的MMC为8MB。做为运载存储芯片，MMC用于对可执行程序和信息的断电保护，也可以存放S7-300系统程序以利于往后的系统更新。3. CPU种类

S7-300有很多种不同型号的CPU，这种CPU按特性级别划分，几乎涵盖了各种各样应用领域大概划分成4个系列产品。（1）基本型CPU系列产品。包含CPU313、314、315、315-2 DP、316-2 DP、318-2。型号规格尾端有后缀名“DP”字样，说明该型号规格CPU集成化有计算机接口PROFIBUS-DP串行通讯接口。另外还有几类彻底改变型CPU，包含CPU312、314、317-2 DP等。

（2）集成型CPU系列产品。主要包括CPU 312 IFM和CPU 314 IFM二种。在这里二种CPU内部结构搭载了一部分I/O点、高速计数器及一些操纵能。

（3）紧凑CPU系列产品，型号规格后缀名含有英文字母C，包含CPU 312C、313C、313C-2 PtP、313-2 DP、314C-2 PtP、314-2 DP。型号规格尾端后缀名含有“PtP”字样，说明该型号规格CPU集成化有第二个串行接口，2个串行接口都是有点到点（PtP）通讯能。

（

CPU417工作中存储芯片能够拓展，在CPU模块存储芯片卡扩展槽内插进RAM内存卡，能增加运载存储芯片程序容积。Flash EPROM（快闪视频存储芯片）卡用于存储程序和信息，即便在并没有后备电池的情形下，内容都不会遗失。还可以在开发板或CPU上撰写Flash卡具体内容，Flash卡还可以拓展CPU运载存放区域容积。CPU417-4和CPU417-4H也有存储芯片扩展接口，能够拓展工作中存储芯片。集成化RAM不可以拓展，集成化运载存储芯片为256KB（RAM），用存储芯片卡拓展FEPROM和RAM大各64KB。充电电池能够对每一个数据信息给予不间断电源。

2.3.2 PLC扩展模块型号选择

西门子系统S7系列PLC拓展了CPU能力，带来了各种各样扩展模块（包含数据信号控制模块SM、通讯模块CM或通讯板CP）和信号板（SB）用以拓展CPU能力，通过增加的I/O和串行通讯接口，能够极好地满足客户的诸多业务需求。S7-300/400有很多种扩展方法，具体使用时，可以通过自动控制系统接口模块拓展声卡机架、PROFIBUS-DP计算机接口、通讯模块、远程控制I/O及PLC分站来拓展PLC或预埋拓展口。PLC扩展模块使用中，必须与此同时载入在硬件与软件上，在挑选扩展模块时，应当注意以下几种难题。

（1）模块额定电压。可以根据关键设备与控制模块间的距离来决定。当外界配电线路很长时，可以选用AC 220V开关电源；当外界配电线路稍短且控制系统相对集中时，可选用DC 24V开关电源。

（2）数字信号plc模块的输出类型。数字信号导出有电磁阀、可控硅、晶体三极管三种方式。在导通不频繁地场所要选择继电器输出；在导通频繁地场所，应当采用可控硅或晶体三极管导出，留意可控硅只能用于交流负载，晶体三极管只能用于直流负载。

（3）模拟量信号种类。模拟量信号传送应尽量采用电流量型数据传输。由于工作电压量数据信号非常容易引进影响，一般电压信号于控制系统柜里电阻器设置，或间距近点、电磁环境好一点的场所。

在其中，执行机构—传感器接口（Actuator Sensor Interface，AS-i）合乎EN50295规范，这是一种开放标准，全的执行机构和感应器生产商也支持AS-i。2. 控制板型号选择

目前，市场中的控制板类型有许多，在其中西门子公司从2007年10月1日后投入市场的SIMATIC S7模块化设计控制板具备竞争能力。该系列主要包含S7-300、S7-400、S7-1200，种类丰富多彩，能够满足用户的各种各样业务需求，用户可依据实际需要，选择适合自己的控制板。

以应用CPU312操纵伺服电机为例子，设计的时候考虑到过有“运行”、“终止”、“变向”、“顺转”、“翻转”、“迅速”、“慢速度”7个键入，及其目标和PWM波2个导出。

由于工业化生产的快速发展，生产制造规模不断扩大，控制系统不断提升，传统电磁阀自动控制系统愈来愈不适合工业化发展的需求，急需解决设计方案一种前沿的自动控制装置。因此，1968年美国通用汽车公司（GM）便明确提出一种构想：把计算机能健全、通用性、灵便等特点和电磁阀控制系统的通俗易懂、操作简便、价格低等特点结合在一起，做成一种通用性控制系统。这类通用性控制系统把计算机编程方式和流程输入方式进行简单化，选用面对控制流程、面向对象程序语言。

1969年，国外数字设备企业（Digital E Corporation，DEC）根据这一想象，研发变成世界上台可编程序控制器PDP-14，并且在车辆自动装配线上乘使用。此设备利用计算机作为核心机器设备，其操纵可以是根据存放计算机中程序来完成的，这便是我们常说的存放系统控制。因为当时主要运用于顺序程序，只能进行逻辑函数，故称之为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。

这种新型的产业控制系统因其通俗易懂、操作简便、可靠性高、通用性灵便、体型小、坚固耐用等特点，迅速在国外别的工业应用获得全面推广。到1971年，已经成地用于食品类、饮品、冶金工业、造纸工业等工业应用。

PLC的诞生，得到了其它国家的高度重视。1971年，日本国从国外引入了此项新技术应用，迅速研制出了台PLC（DSC-8）。1973年，欧洲各国也研制出了PLC。

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1.1.2　PLC的发展历史

从PLC控制能来区分，PLC的高速发展经历过下列四个阶段。

阶段，台PLC面世到20个世纪70年代末，是PLC的创业环节。

该阶段的PLC产品主要用以逻辑函数、按时和记数，它CPU由中小规模的数字集成电路构成，它操纵能非常简单。该时期的代表产品有莫迪康（Modicon）企业（如今归属于施耐德电器集团旗下的一个品牌）的084、莱纳-布莱德利（Allen-Bradley，AB）企业（Allen-Bradley现归属于罗克韦尔自动化集团旗下关键品牌）的PDQII、DEC的PDP-14和神钢（HITACHI）企业的SCY-022等。

第二阶段，20个世纪70年代末到后期，是PLC的产品化发展过程。