PLC的产生和定义1.PLC的产生

为了尽可能地减少重新设计和安装的工作量，降低成本，缩短周期，美国通用汽车公司在1968年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器-接触器控制系统。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了台PLC（Programmable Logic Controller），即可编程序逻辑控制器，型号为PDP-14，用它取代传统的继电器-接触器控制系统，应用在美国通用汽车公司的汽车自动装配线上，取得了巨大成功，很快在其他工业领域推广应用。

随着计算机技术、自动控制技术和通信技术的发展，PLC大致经历了4次更新换代，现在已经渗透到工业控制的各个领域。

1987年国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器定义如下：“可编程序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、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”

1.1.2 PLC的结构组成

PLC由中央处理单元（Central Process Unit，CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信单元、电源以及扩展单元有机组合而成。根据结构形式的不同，PLC可以分为整体式和模块式两类。

整体式PLC又称为单元式或箱体式，体积小、价格低且结构紧凑。一般小型PLC采用整体式，如西门子的S7-200系列PLC。整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源模块装在一个箱体内构成主机。还提供许多I/O扩展模块供用户需要时选用，另外还配备多种专用的特殊功能模块，使PLC的功能得到扩展。

模块式PLC又称为组合式PLC，由机架和模块组成，配置灵活。中、大型PLC常采用模块式，如西门子的S7-300和S7-400系列PLC。模块式PLC将组成PLC的多个单元分别做成相应的模块，各模块可以灵活安插在机架上，通过总线相互联系，进行广泛地组合和扩展。1.CPU模块

CPU（Central Process Unit）模块是PLC的核心部分，主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。CPU模块在PLC系统中的作用类似于人的大脑，其主要任务是：接收输入的用户程序和数据，送入存储器存储；采集现场的输入信号，存入相应的数据区；监控和诊断电源、电路的工作状态和用户程序中的语法错误，执行用户程序，从存储器逐条读取用户指令并完成其功能；根据数据处理的结果刷新系统的输出。PLC采用的CPU芯片随机型不同而异，芯片的性能决定了PLC处理信号的能力和速度。

存储器主要用来存储程序和数据，分为系统程序存储器、用户程序存储器和系统RAM存储区。系统程序存储器用来存放系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块与系统调用程序，是由生产厂家编写并固化在ROM内的，用户不能直接更改；用户程序存储器用来存放用户根据控制任务编写的控制程序，可以是RAM、EPROM或E2PROM存储器，其内容可以由用户任意修改或删减；系统RAM存储区包括I/O映像区和系统软设备存储区，如逻辑线圈、定时器、计数器、数据寄存器和累加器等。2.电源模块+

西门子工业业务领域是工业生产、基础设施、运输、楼宇和照明技术领域内的****提供商，在“服务客户零距离”这一原则指导下，公司致力于通过创新产品、集成化系统和**的专门知识，助力工业生产提高生产率、效率和灵活性。

　　相反，如果重新启动不能恢复而需要更换硬件或软件，系统才能居处正常，则可认为是固定怀故障，这种故障一般是由系统设计不对或系统运行的年限较长导致。3、硬件故障。这类故障主要指系统中的模块，如CPU、存储器、电源、I/O模块等（特别是I/O模块）损坏而造成的故障。

　　西门子S7-200SMART系列PLC是在S7-200PLC的基础上发展起来的小型整体式可编程逻辑控制器，其结构紧凑、组态灵活、指令丰富、功能强大、可靠性高，具有体积小、运算速度快、****、易于扩展等特点，适用于自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用更加得心应手。

　　严重超时，还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时，则重复起始的过程，PLC将正常工作。显然，有了这个“看门狗”监控程序，可保证PLC用户程序的正常运行，可避免出现“死循环”而影响其工作的可靠性。

　　2.位置控制与位置检测模块常用的位置控制模块有FM351、FM352、FM353、FM354和FM357，常用的位置检测模块有FM352和SM338。FM351双通道定位模块用于控制变级调速电动机或变频器。

　　其突出特点如下：•可任意配置的大号按键，具有触摸反馈，即使戴着手套也能可靠操作；•LED背光照明具有五种可选颜色，用于显示各种机器状态；•集成以太网交换机，支持线性环形拓扑网络；•非常适合安装在全防护人机界面设备的扩展单元中；•故障安全型可连接一个或两个急停按钮或其他故障安全信号。

　　3.输出刷新阶段在这个阶段，系统程序将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器中，经过输出接口或输出端子输出，驱动外部负载。输出锁存器一直将状态保持到下一个循环周期，而输出映像寄存器的状态在程序执行阶段是动态的。

　　设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与相关的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。②在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。③保证控制系统的安全、可靠。

　　1.继电器控制系统继电器控制系统是指驱动电源的全部电压按照控制偏差值符号的正负，正向或反向地加到执行电动机上。它是*早的但至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习更先进电气控制系统的基础。

　　模拟电位器编辑播报CPU221/2221个。CPU224/224XP/2262个。CPU22XP/226还具有。脉冲输出2路高频率脉冲输出（*大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。+

　　300、400系统可以远程管理，通讯能力强支持以太网和多种现场总线。上位机集控、显示以及可以为更高层的ERP系统提供生产数据实时采集等等。它的中、大型机为A系列。AIS、AZC、A3A等。以上是常用的CPU型号，可根据输入输出点、功能和性价比选择型号。

　　中央控制器和扩展单元通过发送IM和接收IM连接。中央控制器*多可插入6个发送IM，每个扩展单元可容纳1个接收IM。每个发送IM有2个接口，每个接口*多可支持4个扩展单元。所有CPU都有一个组合的编程和PROFIBUSDP接口，即它们在任何时间都可以被OP或编程器/工控机所访问或与各种控制器联网。

电源模块将输入的交流电转换为CPU、存储器和I/O模块等需要的DC 5 V工作电源，是整个PLC的能源供给中心，直接影响到PLC的功能和可靠性。电源模块还向外部提供DC 24 V稳压电源，向传感器和其他模块供电。3.信号模块

信号模块是PLC与工业现场连接的接口，包括输入（Input）模块和输出（Output）模块，简称为I/O模块。其中开关量输入、输出模块分别称为DI模块和DO模块，模拟量输入、输出模块分别称为AI模块和AO模块。输入模块用来接收和采集现场的输入信号，输出模块用来控制输出负载，同时它们还有电平转换和隔离作用，使不同的过程信号电平与PLC内部的信号电平相匹配。

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开关量输入模块用来接收从按钮、数字开关、限位开关以及各种继电器等传送来的开关量输入信号，模拟量输入模块用来接收从电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的电压或电流模拟量信号。

开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、显示和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制变频器、电动调节阀等执行器。4.通信处理模块

通信处理模块用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入PROFIBUS-DP、ASI和工业以太网，或用于点对点连接等。