【文章內(nèi)容簡介】 3 種。 （ 4）按功能分類：可將 PLC 分為低檔、中檔、高檔三類。 （ 5） 按 I/O 點(diǎn)數(shù)分類： 可分為 微型 PLC 、 小型 PLC、 中型 PLC、 大型 PLC四類。 PLC 的 組成結(jié)構(gòu) 與特點(diǎn) PLC 的組成結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同，基本構(gòu)成為： （ 1）電源： PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 。 （ 2）中央處理單元 (CPU) ：中央處理單元 (CPU)是 PLC的控制中樞。它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 S7200PLC的簡介 3 PLC 投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即 使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 （ 3）存儲器：存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 （ 4）輸入輸出接口電路：現(xiàn)場輸入接口電路是由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路組成，作用是 PLC 與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道?，F(xiàn)場輸出接口電路是由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用 PLC 通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。 （ 5）功能模塊：如計數(shù)、定位等功能模塊。 （ 6）通信模塊：如以太網(wǎng)、 RS48 ProfibusDP通訊 模塊等。 PLC 的特點(diǎn) （ 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 。 （ 2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。 （ 3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 。 （ 4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 。 （ 5）體積小，重量輕，能耗低。 PLC 優(yōu)劣勢分析 PLC 優(yōu)勢分析 (1)需求優(yōu)勢 國內(nèi) PLC 廠商能夠確切了解中國用戶的需求，并能根據(jù)中國用戶的要求開發(fā)、生產(chǎn)適銷對路的 PLC 產(chǎn)品。因此產(chǎn)品在設(shè)計時充分考慮了中國用戶的需求和使用習(xí)慣，產(chǎn)品的針對性和易用性更強(qiáng)。 (2)產(chǎn)品定制 優(yōu)勢 由于是完全本地化的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)支持，國內(nèi) PLC 廠商可以根據(jù)用戶的特殊需求定制個性化產(chǎn)品。在實(shí)際工作中，有些用戶希望在一個 PLC 模塊上同時具有開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入和模擬量輸出等功能，同時輸出既要有繼電器的，還要有晶體管的。這種一般通用 PLC 不能提供的特殊需求，國內(nèi) PLC 廠商可以快速為用戶專門定制?？鐕镜闹袊脩艉椭袊蛦T很難迅重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 S7200PLC的簡介 4 速將這種特殊需求直接反饋到國外的生產(chǎn)廠家，難以促成產(chǎn)品的改進(jìn)。 (3)成本優(yōu)勢 由于是完全本地化的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)支持，國內(nèi) PLC 廠商具有較大的 成本優(yōu)勢，這種成本優(yōu)勢直接轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品價格優(yōu)勢。 (4)服務(wù)優(yōu)勢 國內(nèi) PLC 廠商的服務(wù)由公司相關(guān)人員去實(shí)施， PLC生產(chǎn)廠商可以直接面向最終用戶。由于公司技術(shù)人員充分了解自己的產(chǎn)品，能夠迅速解決實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題，因而能顯著提高服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量。另外，國內(nèi) PLC 廠商可以在 PLC的售前、售中和售后中為用戶提供免費(fèi)增值服務(wù)。 (5)響應(yīng)速度優(yōu)勢 相對于國際 PLC 廠商而言，國內(nèi) PLC 廠商能更快響應(yīng)用戶的要求。 PLC 劣勢分析 (1)品牌劣勢 在市場開拓初期，國產(chǎn) PLC 的品牌在較長一段時間內(nèi)不為用 戶認(rèn)可，從而加大了市場開拓難度。 (2)應(yīng)用業(yè)績劣勢 相對于國際著名的 PLC 廠商而言，國內(nèi)公司的 PLC 應(yīng)用業(yè)績較少，用戶對國產(chǎn) PLC 的性能、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)支持持懷疑態(tài)度。 (3)產(chǎn)品線劣勢 在國內(nèi)公司開展 PLC 業(yè)務(wù)的最初幾年， PLC 產(chǎn)品線不完善，產(chǎn)品的品種較少，不利于全方位的市場開拓。 (4)研發(fā)實(shí)力劣勢 相對于實(shí)力雄厚的著名 PLC 廠商而言，國內(nèi)公司的研發(fā)實(shí)力較弱。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛 樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 （ 1）開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 （ 2）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2 S7200PLC的簡介 5 速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A轉(zhuǎn) 換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 （ 3）運(yùn)動控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。 （ 4）過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉 環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC也具有此功能模塊。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 （ 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控 制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 （ 6）通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 S7200PLC基本指令介紹 6 3 S7— 200PLC 基本指令介紹 PLC 觸點(diǎn)指令 PLC觸點(diǎn)指令如表 31所示 指令 指令功能 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn) 動合 LD 取指令， |— ||— 裝載，動合觸點(diǎn)與左側(cè)母線相 連。 A 與指令， — ||— 與，動合觸點(diǎn)與其他程序段相串聯(lián)。 O 或指令， — ||— 或，動合觸點(diǎn)與其他程序段相并聯(lián)。 動段 LDN 取反指令， |— |/|— 非裝載，動段觸點(diǎn)與左側(cè)母線相連。 AN 與反指令， — |/|— 非與，動段觸點(diǎn)與其他程序段相串聯(lián)。 ON 或反指令 ,— |/|— 非或，動段觸點(diǎn)與其他程序段相并聯(lián)。 PLC 線圈指令 PLC線圈指令如表 32所示 指令 指令功能 輸出 = 將運(yùn)算結(jié)果輸出到某個繼電器。 置位 S 將從指定地址開始的 N個點(diǎn)置位。 復(fù)位 R 將從指定地址開始的 N個點(diǎn)復(fù)位。 軟元件介紹 軟元件是 PLC 內(nèi)部的具有一定功能的器件，這些器件實(shí)際上是由電子電路和寄存器及存儲器單元等組成。例如，輸入繼電器是由輸入電路和輸入映像寄存器構(gòu)成；輸出繼電器是由輸出電路和輸出映像寄存器構(gòu)成；定時器和計數(shù)器也都是由特定功能的寄存器構(gòu)成。 軟元件的特點(diǎn) （ 1）軟元件是看不見、摸不著的、也不存在物理性的觸點(diǎn)。 （ 2）每個軟元件可提供無限多個常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，即它們的觸點(diǎn)可以無限次使用。 （ 3）體積小、功耗低、壽命長。 軟元件的類型 （ 1）輸入繼電器（ I） 輸入繼電器位于 PLC 存儲器的輸入過程映像寄存器區(qū)，其外部有一對物理的重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 S7200PLC基本指令介紹 7 輸入端子與之對應(yīng)，該觸點(diǎn)用于接收外部的開關(guān)信號。 （ 2）輸出繼電器（ Q） 輸出繼電器位于 PLC 存儲器的輸出過程映像寄存器區(qū)，都有一個 PLC上的物理的輸出端子與之對應(yīng)，當(dāng)通過程序使得輸出繼電器的線圈得電時， PLC上的輸出端子開關(guān)閉合，可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號。 （ 3）通用輔助繼 電器（ M） 通用輔助繼電器位于 PLC 存儲器的位存儲器區(qū)，其作用和繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它在 PLC 中沒有外部的輸入端子或輸出端子與之對應(yīng)，因此它不能受外部信號的直接控制，其觸點(diǎn)也不能直接驅(qū)動外部負(fù)載。 （ 4）特殊繼電器（ SM） 由于有些輔助繼電器具有特殊的功能或用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息，稱其為特殊繼電器。用戶可以通過特殊標(biāo)志來建立 PLC 與被控對象之間的關(guān)系。如 該位始終為 ON； 首次掃描時為 ON，常用做初始化脈沖。 （ 5）定時器（ T） 定時器是 PLC 中的 重要部件，它用于實(shí)現(xiàn)或監(jiān)控時間序列。定時器是一種由位和字組成的復(fù)合單元，定時器的觸點(diǎn)由位表示，其定時時間值存儲在字存儲器中。 S7200 提供的定時器有：脈沖定時器，擴(kuò)展定時器，接通延時定時器，帶保持的接通延時定時器，和斷電延時定器。 （ 6）計數(shù)器（ C） 計數(shù)器用來累計輸入脈沖的個數(shù)，經(jīng)常用來對產(chǎn)品進(jìn)行計數(shù)或進(jìn)行特定功能的編程。 （ 7）高速計數(shù)器（ HC） 高速計數(shù)器的工作原理與普通計數(shù)器基本相同，只不過它用來累計比主機(jī)掃描速率更快的高速脈沖。 （ 8）順序控制繼電器（ S） 順序控制指令的操作對象為順序控制繼電 器 S。 S 也稱作狀態(tài)器，每個 S 位都表示功能圖中的一種狀態(tài)。 S 的范圍為 ~。 如表 332所示 指令 指令功能