西门子电缆授权总代理商

时间：2023-03-10

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PLC

PLC的由来

在PLC问世之前，继电器控制系统在工控领域中占有主导地位。但它的缺点十分明显，如体积大、耗电多、寿命短、可靠性差、运行速度慢、适应性差等，尤其当生产工艺发生变化时，必须重新设计与安装，造成时间和资金上的严重浪费。1968年，美国大的汽车制造商通用汽车公司(GM)，为了适应汽车型号不断新的需求，在激烈竞争的汽车工业中保持优势，并从用户的角度，提出了新一代工业控制装置的技术要求:

(1)编程简单方便，可在现场修改程序;

(2)硬件维护方便，好是插件式结构;

(3)可靠性要**继电器控制装置;

(4)体积小于继电器控制装置;

(5)可将数据直接送入管理计算机;

(6)成本上可与继电器柜竞争;

(7)输入可以是交流115V:

(8)输出为交流115V、2A以上，能直接驱动接触器等;

(9)扩展时原有系统改动量少;

(10)用户程序存储器容量大于 4KB。

1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上一台PLC(PDP-14 型)，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功。从此，PLC这一新的控制技术迅速发展起来。

PLC的定义

在PLC的发展过程中，美国电气制造商协会(NEMA)经过4年的调查，于1980年对PLC给出如下定义:“PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算术运算功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。”

1982年11月，电工**(EC)颁布了PLC标准草案一稿;1985年1月，又发表了草案二稿;1987 年 2月，颁布了草案三稿。该草案中 PLC的定义是:“PLC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、计数和算术运算等操作的指令。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。PLC及其有关外部设备，都应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。”定义强调了PLC直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力、广泛地适应能力和应用范围，这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。

PLC 的分类

PLC一般可按控制规模和结构形式分类。

1.按控制规模分类

按PLC的控制规模分类，PLC可分为小型机、中型机和大型机。通常小型机的控制点数小于256点，用户程序存储器的容量小于8K字。小型机常用于单机控制和小型控制场合，在通信网络中常作从站。例如，西门子公司的S7-200PLC就属于小型机。小型机中，控制点数小于64点的为小型机或微型PLC。中型机的控制点数一般为256点~2048点，用户程序存储器的容量小于50K字。中型机控制点数较多、控制功能强，常用于中型控制场合，在通信网络中可作主站也可作从站。例如，西门子公司的S7-300PLC就属于中型机。大型机的控制点数都在2048点以上，用户程序存储器的容量达50K字以上。大型机控制点数多、功能很强、运算速度很快，常用于大型控制场合，在通信网络中常作主站。例如，西门子公司的S7-400PLC就属于大型机。以类没有十分严格的界限，随着PLC技术的飞速发展，这些界限会发生变。

2.按结构形式分类

PLC按结构形式可分为整体式、模块式和叠装式三类。

(1) 整体式PLC整体式PLC是将电源、*处理器(CPU)、I/O部件都集中在一个机箱内，又称单元式或箱体式，整体式S7-200CPU模块外形如图1-2所示。其优点是结构紧凑、体积小、价格低。一般小型 PLC采用这种结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O和电源。扩展单元内只有I/O和电源。整体式PLC一般配备有特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使PLC的功能得以扩展。

图1-2整体式S7-200CPU模块外形图

(2)模块式PLC模块式结构是将 PLC各部分分成若干个单独的模块，例如，电源模块、CPU模块、I/O模块和各种功能模块。模块式PLC由机架和各种模块组成，如图1-3所示。模块插在机架内的插座上。模块式PLC的优点是配置灵活、装配方便、便于扩展和维修。一般大、中型PLC宜采用模块式结构。例如，西门子公司的 S7-30OPLC、S7-400PLC就是采用模块式结构。有的小型 PLC也采用这种结构。

(3)叠装式PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。它除了基本单元外还有扩展模块和特殊功能模块，配置比较方便。叠装式PLC集整体式PLC与模块式PLC优点于一身，即结构紧凑、体积小、配置灵活、安装方便。例如，西门子公司的S7-200PLC就是叠装式结构形式。

PLC控制系统设计的一般流程与要求

PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。

（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。

（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

（3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

（4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义**的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。

（5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。

（6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。

传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。

6ES7211-1BE40-0XB0	CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1AE40-0XB0	CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1HE40-0XB0	CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7212-1BE40-0XB0	CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1AE40-0XB0	CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1HE40-0XB0	CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7214-1BG40-0XB0	CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1AG40-0XB0	CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1HG40-0XB0	CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7215-1BG40-0XB0	CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1AG40-0XB0	CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1HG40-0XB0	CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72171AG400XB0	CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO

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