.台PLC的诞生

可编程序控制器，英语称之为Programmable Logic Controller，通称PLC。

在20世际60时代，车辆自动生产线的控制系统基本都是由继电器控制设备所组成的。那时候车辆的每一次改形都导致继电器控制装置重新定位及安装。伴随着生产制造的高速发展，汽车车型升级的时间时间越来越短，那样，继电器控制设备那就需要经常性的重新定位及安装，十分费时间、费时、费料，乃至限制了升级周期减少。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年招投标，规定用新控制系统替代继电器控制设备，并给出十项招标会指标值，即：①程序编写便捷，当场可编辑程序；②维修方便，采取模块化设计构造；③稳定性高过继电器控制设备；④容积低于继电器控制设备；⑤数据信息可以直接送进管理计算机；⑥成本费能与继电器控制设备市场竞争；⑦键入能是沟通交流115V；⑧导出为沟通交流115V、2A之上，能直接驱动继电器、交流接触器等；⑨在拓展时，原系统只需不大变动；⑩客户程序存储器容积至少可以拓展到4KB。1969年，国外数字设备企业（DEC）研发出台PLC，在美国通用汽车公司自动装配线上使用，赢得了取得成功。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、坚固耐用等一系列优势，迅速地在国外别的工业应用全面推广。到1971年，PLC早已很好地用于食品类、饮品、冶金工业、造纸工业等工业应用。这一新型工业控制系统的诞生，也受到全球其它国家的高度重视。1971年日本从国外引入了此项新技术应用，迅速研制出了日本台PLC。1973年，欧洲各国也研发出他的台PLC。在我国从1974年逐渐研发，于1977年逐渐工业领域。

2.电磁阀、子程序逻辑性到PLC的演变

图1-1所示的电磁阀不论在过去还是现在一直都被广泛使用着，但作为控制系统的关键，电磁阀已经很少应用，而是将PLC所取代，主要是因为PLC从一开始就融入了继电器控制电源电路。

电磁阀的基本原理比较简单，以电感式电磁阀为例子，它一般由铁芯、电磁线圈、流线圈、接触点弹簧片等构成。只需要在电磁线圈两边再加上一定的电压，电磁线圈中便会穿过一定的电流量，进而产生电磁效应，流线圈便会在磁场力吸引住的影响下摆脱回到弹簧的抗拉力吸向铁芯，从而带动流线圈的动触点与静触点（自锁电路）关闭，常见接触点断掉。当电磁线圈停电后，电磁感应的吸附力也会跟着消退，流线圈便会在弹簧的反冲力下回到原处，使原先关闭的动触点与静触点闭合。那样关闭、断掉，以达到了使电源电路接入、断掉的效果，

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子程序是促进顺序程序逻辑性的专用设计工具，用它描绘的控制逻辑十分形象化通俗易懂。子程序的控制逻辑如下图1-3所显示，电磁线圈A、B和电磁线圈C中常会开、常闭点与线圈的逻辑顺序能够很容易地用子程序逻辑性来描述，键入A非与输入B各相，其结果可想而知导出C。正因如此，子程序专用工具促使输入输出的逻辑顺序更为简单、研发效率高、对电源电路设计师的需求比较低。

子程序以二根平行竖条各自表明电源插头和接地线，在这里二根竖条中间，用直线表明电气连接接地线，把各种意味着逻辑性量（“ON”或“OFF”）的元器件接触点及导出控制元件的电磁线圈用水平线串连成一条电气回路。好几条这种控制回路并排在一起，样子好似台阶，就形成了完成需要顺序程序逻辑子程序。

一个典型性顺序控制回路子程序如下图1-4所显示。在子程序控制回路中，当所有串连的接触点全都处在“ON”的状态下，控制回路就处于导通状态，控制回路末端的导出控制元件电磁线圈被接入。比如，当A为“OFF”，B为“ON”时，控制元件C便被接入，造成导出姿势。

由图1-4中可以看到，在这样一个控制回路中，输入输出被隔离，它们之间的关联都是靠子程序来建立的。倘若这一子程序并不是固定，是能够随便进行调整的，并通过存储芯片来储存，那么这样的控制板就是能够程序编写的，这便是PLC。

在PLC的子程序中，一般都要求控制元件不可以好几个串连，并且接触点所代表逻辑性量则可以在子程序里被多次反复引入，自然电源的各键入/导出（I/O）数据信号还可以在子程序里被多次反复引入。子程序是一种手机软件，是PLC图形界面程序。在继电器电路中，每个电磁阀能够并行处理工作中，而PLC乃是串行通信相关工作的，即PLC的中央处理单元（CPU）在同一时间只有解决一种命令。

自20世际60时代台PLC问世以来，PLC已很快就被运用到汽车工业、机械加工制造、冶金工业、煤业、轻工业等各个领域，大大的推向了机电一体化过程。

经过长时间发展趋势和优化，PLC的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业工作人员所了解，这是一个现阶段任何其他工业控制器（包含DCS和FCS等）都难以与其媲美的极大知识资源。实践活动也进一步证实：PLC系统硬件技术完善、性能价格比比较高、运作稳定可靠、研发流程也简单实用、运行管理成本较低。以上特性成就了PLC的强盛活力，成就了PLC的快速进化。

现今PLC要以微控制器为载体，结合了电子信息技术、智能控制技术和通信技术发展而成的一种新型工业生产控制系统，是工业控制系统的主要手段和关键的前提设备之一，并和机器人、计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）合称为工业化生产的三大支柱。

PLC的发展要在继电器控制逻辑基础上，与电子计算机、操纵、通讯（Computer、Control、Communication，3C）技术相结合，飞速发展完备的。它从过去的较小规模、单机版、顺序程序，已经发展到包含过程管理、传动系统操纵、位置控制、通讯控制等场合绝大多数工业化控制领域及部分商业民用型控制领域。在数据处理能力上，因为计算机接口的诞生，促使一个个单独的PLC系统再也不是信息不对称。即时以太网技术也走入了PLC生产商的视野，甚至是在即时以太网接口产品上早已能够支持CANOpen等计算机接口。即时以太网接口运用的另一方面目的是为了，控制层与管理人员的界限变得不再迥然明晰。伴随着PLC计算能力的不断提升，PLC在数据传输方面的优势与需求也在不断提高，另一方面，信息科技（IT）的迅猛发展促使小型快速储存器的容量也越来越大，价钱急剧下降，稳定性也变得越来越有保证。越来越多PLC控制系统软件早已使用64MB、128MB或者更大容量的闪速（Flash）储存器。

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从整体而言，PLC的生产商可能依据工业生产消费者的需求集成化更多系统的功能，逐渐降低用户的使用难度系数，减少开发进度，节省商品项目成本。但这是一个慢慢发展的进程。从目前技术性现况来讲，一些繁杂控制规定仍然要应用这些“高端”的自动控制系统，应用相对复杂的程序编写方式，对工业用户仍然规定具有更的控制系统知识。

4.PLC的概念

化组织（IEC）于1982年11月和1985年1月出台了PLC规范第1稿和第2稿，对PLC进行了如下所示的概念：“PLC是一种数字运算操控的电子控制系统，专在工业生产条件下运用需求设计。它可以选用可程序编程的存储芯片，用于则在内部存储实行逻辑函数、顺序程序、按时、记数和算术运算等行为的命令，并通过数显式、模拟式的输入输出，操纵各种类型机械和加工过程。PLC以及相关专用设备，都应该便于与电力监控系统连成一个整体，便于扩大作用的基本原则需求设计。”

5.PLC完成操纵的基本原理

构成PLC的功能模块是PLC的硬件环境，仅有搞清选用的PLC都具有什么控制模块以及特性，才可以恰当采用控制模块，去构成一台完整的PLC（如图1-5），以适应自动控制系统对PLC的需求。

比较常见的PLC控制模块有：

1）CPU控制模块，这是PLC的硬件关键。PLC的重要特性，如速率、经营规模均由它特性来展现。

CPU控制模块由微控制器系统软件、系统软件程序存储器与用户程序存储器构成，其实质为一台计算机，该电子计算机承担系统程序的生产调度、管理方法、运行和PLC的自确诊，负责将可执行程序做出编译程序表述解决及其生产调度客户总体目标程序执行任务。

2）电源芯片，为PLC运作给予内部结构工作电源，而且有些还可以为输入信号给予开关电源。

PLC的工作电源一般为沟通交流单相电源，电源电流一定要和额定电流相符合，如AC110V或AC220V，不过也有DC24V供电的。PLC对开关电源的稳定要求较低，一般都容许电源电流额定电流在±15％的范围内起伏，有一些沟通交流键入开关电源乃至可在AC85V～AC240V的范围内起伏。

3）I/O控制模块，主要包括键入/导出（I/O）电源电路，并依据种类划分成不同规格的控制模块。

键入一部分

PLC与加工过程相互连接的键入安全通道，键入一部分接受来源于作业现场的各类数据信号，如行程开关、按键、传感器数据信号等。

导出一部分

PLC与加工过程相互连接的输出安全通道，导出一部分接纳CPU的处理方法导出，并转化成被测机器设备能够接受的电压、电流信号，以推动被测机器设备。

4）扩展槽，它主要存放可执行程序，有些更为系统提供辅助的工作中运行内存，结构类型扩展槽全是额外于CPU控制模块当中。

5）底版、声卡机架，为PLC各模块组装给予基材，并且为控制模块之间联络给予系统总线。多个底版之间联络或是用接口模块，或是用总线接口。

壳体式中小型PLC主壳体就是把以上几类控制模块集成化在一个箱体内，并依很有可能给予I/O等级多与少，划分成不一样的规格。

壳体式PLC也有I/O拓展壳体，它没有CPU，只有开关电源及I/O单元作用。拓展壳体都是按I/O等级多与少区划有着不同的规格型号。

6.S7-200 PLC

西门子系统S7-200系列产品中小型PLC适用各个领域、任何场合里的检验、检测及控制的自动化技术，它强劲作用使之不论在单独运作中常相连成互联网都可以做到繁杂的控制功能。

S7-200 CPU将一个微控制器、一个集成电源和数字信号I/O点集成化在一个紧凑的壳体中，从而形成了一个功能强大中小型PLCS7-200PLC具备集成化24V负荷开关电源，它可以相互连接到感应器、智能变送器和执行机构，CPU221、CPU222具备180mA导出，CPU224、CPU224XP、CPU226各自导出280mA或400mA，可用作负荷开关电源。

S7-200 CPU的类型较多，但是根据导出构造，大概分为两种，即伤害为晶体三极管总和导出为电磁阀的。

自打PLC问世以来，虽然时间很短，但蓬勃发展，这书主要是以西门子公司的S7-300/400系列产品为依托开展论述。本讲首先从以下几方面阐述了S7-300/400 PLC的新手入门知识。

 PLC这个概念、原理及归类：PLC是一台计算机，是专门为工业生产自然环境运用而生产设计。它拥有丰富的键入、输出接口，而且有较强的驱动能力。

 大中小型PLC的智能化构造：PLC配置一般都选用声卡机架配置表去完成，它可以帮助用户设置一个声卡机架或系统软件。

 S7-300 PLC新手入门：S7-300 PLC能选多种不同特性等级分类的CPU作控制板应用，根据高效率解决速度，能够提供比中小型PLC快得多的扫描时间去执行同样的程序流程。

S7-400 PLC新手入门：S7-400主要是用于中、高端特性区域范围PLC，具备经久耐用、非常容易拓展和广泛数据处理能力、非常容易完成分布式结构、操作面板用户友好等优点。