湖南省西門子模塊授權供應商

潯之漫智控技術（上海）有限公司（bfzy-xzm-ssm）
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PLC實質上是一種工業控制計算機，有著與通用計算機相類似的結構，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。1 PLC硬件結構
PLC硬件結構主要由*處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出單元（I/O接口）、I/O擴展接口、通信及編程接口、電源變換器等組成，見圖1-11所示的點畫線框內。
1）*處理器（CPU） CPU是PLC的部件，由運算器和控制器組成。CPU由通用微處理器、單片機或位片式微處理器組成。它通過控制總線、地址總線和數據總線與存儲器、輸入/輸出單元和通信接口等建立聯系。CPU主要用于接收并存儲從編程器輸入的用戶程序，檢查編程過程是否出錯，進行系統診斷，解釋并執行用戶程序，完成通信及外設的某些功能。
（2）存儲器 PLC中的存儲器主要有保持性存儲器、*存儲器以及存儲卡存儲三種。CPU提供了多種功能來確保用戶程序和數據能夠被正確保留。
1）保持性存儲器：在一次上電循環中保持不變的可選擇存儲區。可在系統數據塊中組態
態保持性存儲器。在所有存儲區中，只有V、M和定時器與計數器的當前值存儲區能組態為保持性存儲區。
2）*存儲器：用于存儲程序塊、數據塊、系統塊、強制值、M存儲器以及組態為保持性的值的存儲器。
3）存儲卡：可拆卸Micro SD卡。用于作為程序傳送卡存儲項目塊，作為恢復為出廠默認設置的卡完全擦除PLC，或作為固件新卡新PLC和擴展模塊固件。
（3）輸入/輸出單元 （I/O接口） 輸入/輸出單元通常也稱為輸入/輸出接口（I/O接口），是PLC與工業生產現場設備之間的連接部件。
1）輸入接口：用來接收和采集用戶輸入設備產生的信號。輸入信號主要有兩種類型：一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸點、接近開關、光電開關、數字撥碼開關等來的開關量輸入信號；另一類是由電位器、測速發電機和各種變送器等來的模擬量輸入信號。這些信號經過光電隔離、濾波和電平轉換等處理，變成CPU能夠接收和處理的信號，并送給輸入映像寄存器。
PLC輸入接口電路有直流輸入和交流輸入。輸入接口的電源可以由外部提供，也可以由PLC內部提供。
圖1-12所示為西門子S7-200 SMART PLC的直流輸入接口電路，圖中只畫出對應于一個點的輸入電路，各個輸入點所對應的輸入電路均相同。其中直流電源由外接提供，性可以為任意性。
2）輸出接口。輸出接口是將經過CPU處理的信號通過光電隔離和功率放大等處理，轉換成外部設備所需要的驅動信號（數字量輸出或模擬量輸出），以驅動外部各種執行設備，如接觸器、指示燈、報警器、電磁閥、電磁鐵、調節閥、調速裝置等設備。
輸出接口電路就是PLC的負載驅動回路。為適應實際設備控制的需要，輸出接口的形式有繼電器輸出型和晶體管輸出型。為提高PLC抗干擾能力，每種輸出電路都采用了光電隔離技術。
電器輸出型為有觸點的輸出方式，既可驅動直流負載，又可驅動交流負載，驅動負載的能力在2A左右。其優點是適用電壓范圍比較寬、導通壓降小、承受瞬時過電壓和過電流的能力強。缺點是動作速度較慢、響應時間長、動作頻率低。建議在輸出量變化不頻繁時優先選用，不能用于高速脈沖的輸出。其電路工作原理是：當內部電路的狀態為“1”時，使繼電器線圈通電，產生電磁吸力，觸點閉合，則負載得電，同時點亮輸出指示燈
燈LED（圖1-13a中負載、輸出指示燈LED未畫出），表示該路輸出點有輸出；當內部電路的狀態為“0”時，使繼電器的線圈無電流，觸點斷開，則負載斷電，同時LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。

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擴展模塊 擴展模塊用來擴展PLC的I/O端子數，當用戶所需要的I/O端子數過PLC基本單元（即主機，帶CPU）的I/O端子數時，可通過I/O擴展模塊（不帶有CPU）與PLC基本單元相連接，以增加PLC的I/O端子數，從而適應控制系統的要求。其他很多的智能單元也通過該模塊與PLC基本單元相連。
（5）通信接口 通信接口是專用于數據通信的，主要實現人-機對話。PLC通過通信接口可與打印機、監視器以及其他的PLC或計算機等設備實現通信。
（6）電源 PLC的電源是指將外部輸入的電源處理后轉換成滿足PLC的CPU、存儲器、輸入/輸出接口等內部電路工作需要的直流5V電源電路或電源模塊。另一方面可為外部輸入元件提供DC 24V標準電源，而驅動PLC負載的電源由用戶提供。圖1-14所示為將CPU連接至電源的兩種供電方式，分別是直流型和交流型。
PLC軟件
PLC軟件由系統程序和用戶程序組成。
（1）系統程序 系統程序是由PLC制造廠商采用匯編語言設計編寫的，固化于ROM型系統程序存儲器中，用于控制PLC本身的運行，用戶不能直接讀寫與改。系統程序分為系統管理程序、用戶指令解釋程序、標準程序模塊和系統調用程序。
（2）用戶程序 用戶程序是用戶為完成某一控制任務而利用PLC的編程語言編制的程序。由于PLC是專門為工業控制而開發的裝置，其主要使用者是廣大電氣技術人員，因此為了滿足他們的傳統習慣和掌握能力，PLC的編程語言采用比計算機語言相對簡單、易懂、形象的專用語言。PLC的主要編程語言有梯形圖和語句表等。
三、PLC的基本工作原理1 PLC的工作過程
PLC在本質上雖然是一臺微型計算機，其工作原理與普通計算機類似，但是PLC的工作方式卻與計算機有很大的不同。計算機一般采用等待輸入-響應（運算和處理）-輸出的工作方式，如果沒有輸入，則一直處于等待狀態；而PLC采用的是周期性循環掃描的工作方式，每一個周期都要按部就班完成相同的工作，與是否有輸入或輸入是否變化無關。
PLC的工作過程一般包括內部處理、通信操作、輸入處理、程序執行、輸出處理五個階段，（1）內部處理 PLCCPU模塊內部的硬件是否正常，進行監控、定時器復位等工作。在運行模式下，還要檢查用戶程序存儲器，如果發現異常，則停止并顯示錯誤。若自診斷正常，則繼續向下掃描。
（2）通信操作 在通信操作階段，CPU自檢并處理各通信端口接收到的任何信息，完成數據通信服務，即檢查是否有計算機、編程器的通信請求，若有則進行相應處理。
（3）輸入處理 輸入處理階段又稱輸入采樣階段。在此階段，按順序掃描輸入端子，把所有外部輸入電路的接通/斷開狀態讀入到輸入映像寄存器，輸入映像寄存器被刷新。
（4）程序執行 用戶程序在PLC中是順序存放的。在程序執行階段，在無中斷或跳轉指令的情況下，CPU根據用戶程序從一條指令開始按自上而下、從左至右的順序逐條掃描執
行。

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20世紀60年代，美國的汽車制造工業迅速發展，行業競爭激烈，汽車新換代加快，生產線相應地隨之改變，為之服務的繼電接觸器控制系統需要重新設計和安裝。為了適應生產工藝不斷新、減少重新設計控制系統的時間和費用的要求，1968年，美國通用汽車公司首先公開招標研制新的工業控制器，并提出“編程方便、可在現場修改和調試程序、維護方便、可靠性高、體積小、易于擴展”等幾項指標。
1969年，美國數字設備公司（DEC）中標，并根據上述要求研制出世界上一臺可編程序邏輯控制器PDP-14，用在通用汽車公司的汽車自動裝配線上，獲得成功，從此PLC誕生了。
PLC是工業控制計算機的簡稱，它的全稱是Programmable Logic Controller（可編程序邏輯控制器）。如果說融入我們日常生活的計算機是通用級電腦的話，那么PLC則是專業級的，是業界備受推崇的工業控制器。1.1.2 PLC的特點
PLC自誕生以來，種類越來越多，但它們有一些共同的特點，可以從以下幾方面體現：1.編程簡單直觀
采用直接面向對象的編程語言，易于理解和掌握。2.控制系統簡單通用
用戶只需確定PLC的硬件配置和I/O外部接線即可，同時其模塊化的結構具備通用性。3.抗干擾能力強、可靠性高
專為工業控制而設計，內部采用了隔離、濾波等抗干擾措施，能適應工業現場的惡劣環境。4.易于操作與維護
PLC軟件具備監控功能，能診斷故障，也便于排除故障，在損壞時，只需換插入式模塊，既方便又減少影響工作的時間。5.設計、施工、調試
PLC本身軟硬件資源豐富，設計和施工可同時進行，大大縮短了工程周期。1.1.3 PLC的組成
任何能夠自動工作的設備均需要具備3方面的功能，它們是能夠提供足夠的動力；能夠完成預定工作目標；能夠自動完成全部工作過程。例如，數控機床結構可分為工作部分、驅動部分和控制部分，其中，工作部分由床身、主軸箱、進給機構、換機構等組成，完成對零件的切削加工；驅動部分由電動機、液壓系統組成，為加工過程提供動力；控制部分由PLC、數控單元等電氣系統組成，控制設備自動完成零件的全部加工過程。
對一般設備來說主要由如下三大組成部分。
1）固定支撐機構及功能執行機構（工作部分）。
2）工作部件的驅動裝置。
3）控制驅動裝置實現功能執行機構工作要求的控制系統。
設備控制系統的構成有多種形式，圖1-1中所列主要是與可編程序控制器應用有關的典型形式。1.設備電氣控制系統
一般設備的電氣控制系統組成，其中3個基本功能部分如下。
1）輸入設備：接收各種現場控制指令和信號的裝置。
2）輸出設備：設備上各種被控制的電器和設備。
3）控制部分：處理輸入指令和信號，并且按照工作要求輸出用于驅動設備的各種控制信號。2.PLC控制系統
使用PLC與各種具有特定控制功能的電器元件組合連接在一起，實現預定控制功能的電氣系統稱之為PLC控制系統，其特點如下。
1）控制系統中，輸入、控制和輸出部分自成體系，PLC通過連接端口與輸入、輸出部分的電器元件連接來構成電氣控制系統，PLC完成控制部分的功能。