PLC分類組成及工作原理

1、6 PLC的分類、組成及工作原理的分類、組成及工作原理 6.1 PLC的分類的分類6.1.1 按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類1. 整體式整體式PLC（單元式（單元式/箱體式箱體式/一體式）一體式） 結(jié)構(gòu)：將中央處理單元結(jié)構(gòu)：將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、外設(shè)輸出單元、外設(shè)I/O接口、電源等集中配置在一起，有的接口、電源等集中配置在一起，有的甚至全部安裝在一塊印刷電路板上，裝在一個(gè)箱體內(nèi)，甚至全部安裝在一塊印刷電路板上，裝在一個(gè)箱體內(nèi)，通常稱為主機(jī)（基本單元）。通常稱為主機(jī)（基本單元）。 q CPU221q CPU 222q CPU 224q CPU 22

2、6q CPU226XM 優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，價(jià)格低，安裝方優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，價(jià)格低，安裝方便，易于與被控設(shè)備組合成一個(gè)整體；但其主機(jī)的輸入便，易于與被控設(shè)備組合成一個(gè)整體；但其主機(jī)的輸入/輸輸出點(diǎn)數(shù)固定，因而使用不靈活。出點(diǎn)數(shù)固定，因而使用不靈活。 Siemens：S7-200系列系列輸出接口輸出接口擴(kuò)展口擴(kuò)展口外設(shè)口外設(shè)口通信口通信口輸入接口輸入接口手持編程器手持編程器 其他常見機(jī)型：其他常見機(jī)型：OMRON：CPM1A、CPM2A、P型機(jī)等型機(jī)等MITSUBISHI：FX系列（系列（FX0S、FX1S、FX2N等）等）2. 模塊式模塊式PLC(機(jī)架式、積木式、

3、組合式機(jī)架式、積木式、組合式) 結(jié)構(gòu)：一般由框架（母板或底板）和模塊組成，即將結(jié)構(gòu)：一般由框架（母板或底板）和模塊組成，即將分別制成的中央處理模塊分別制成的中央處理模塊(CPU) 、輸入模塊、輸出模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等插入機(jī)架內(nèi)各對(duì)應(yīng)插座上（母板）。、電源模塊等插入機(jī)架內(nèi)各對(duì)應(yīng)插座上（母板）。 6.1.1 按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類S7-300模塊式模塊式PLC 2. 模塊式模塊式PLC(機(jī)架式、積木式、組合式機(jī)架式、積木式、組合式) S7- 400模塊式模塊式PLC 2. 模塊式模塊式PLC(機(jī)架式、積木式、組合式機(jī)架式、積木式、組合式) 優(yōu)缺點(diǎn)：配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展

4、和維修；但結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)：配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展和維修；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)高，并且體積大，難于與小型設(shè)備連成一構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)高，并且體積大，難于與小型設(shè)備連成一體。體。 其他常見機(jī)型：其他常見機(jī)型：OMRON：C200H 、CQM1H、CS1等等MITSUBISHI：A系列、系列、Q系列等系列等OMRON： CQM1H模塊式模塊式PLC A-B SLC500模塊式模塊式PLC 三菱三菱Q系列系列模塊式模塊式PLC 3. 疊裝式疊裝式PLC 結(jié)構(gòu)：結(jié)合以上兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：結(jié)合以上兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)的CPU、電、電源、源、I/O等單元也是各自獨(dú)立的模塊，但它們相互的連接僅等單

5、元也是各自獨(dú)立的模塊，但它們相互的連接僅用電纜即可，并且各模塊可以疊裝在一起。用電纜即可，并且各模塊可以疊裝在一起。 特點(diǎn)：靈活配置，體積小巧。特點(diǎn)：靈活配置，體積小巧。 S7200系列系列CPU226：主機(jī)點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展單元點(diǎn)數(shù)：主機(jī)點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展單元點(diǎn)數(shù)248點(diǎn)。點(diǎn)。 最大最大7個(gè)模塊個(gè)模塊最大最大7個(gè)模塊個(gè)模塊最大最大2個(gè)模塊個(gè)模塊無擴(kuò)展能力無擴(kuò)展能力 其他常見機(jī)型：其他常見機(jī)型：OMRON：CPM1A、CPM2A等等MITSUBISHI：FX系列（系列（FX0N、FX1N、FX2N等）等）6.1.2 按按I/O點(diǎn)數(shù)分類點(diǎn)數(shù)分類1. 小型機(jī)（整體式或疊裝式）小型機(jī)（整體式或疊裝式） 功能：開關(guān)量控制

6、為主，也可進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理、通功能：開關(guān)量控制為主，也可進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理、通信聯(lián)網(wǎng)及模擬量控制。信聯(lián)網(wǎng)及模擬量控制。 輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)：輸出點(diǎn)數(shù)：10256點(diǎn)。點(diǎn)。 常見機(jī)型：常見機(jī)型： OMRON：CPM1A（10100點(diǎn)）、點(diǎn)）、CPM2A （10120點(diǎn)）等點(diǎn)）等 MITSUBISHI：FX0N（24128）、）、FX1N （14128點(diǎn)）點(diǎn)） 、 FX2N （10256點(diǎn)）等點(diǎn)）等 Siemens：S7200系列：系列：CPU221 （10點(diǎn)），點(diǎn)）， CPU222 （1478點(diǎn)點(diǎn)），）， CPU226 （40248點(diǎn)）點(diǎn)） 松下：松下：FP0 （10128點(diǎn)）點(diǎn)）2. 中型

7、機(jī)（模塊式）中型機(jī)（模塊式） 功能：具有開關(guān)量、模擬量控制，數(shù)據(jù)的運(yùn)算、處理功能：具有開關(guān)量、模擬量控制，數(shù)據(jù)的運(yùn)算、處理和傳送及通信聯(lián)網(wǎng)的功能。模塊種類多，指令豐富，具有和傳送及通信聯(lián)網(wǎng)的功能。模塊種類多，指令豐富，具有多路多路A/D、D/A轉(zhuǎn)換接口。轉(zhuǎn)換接口。 輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)：輸出點(diǎn)數(shù)：2000點(diǎn)以下。點(diǎn)以下。 常見機(jī)型：常見機(jī)型： OMRON： C200H （1184點(diǎn)）點(diǎn)） 、CQM1H （512點(diǎn)）點(diǎn)） MITSUBISHI：A系列（系列（2084點(diǎn)）點(diǎn)） Siemens：S7-300系列系列 松下：松下：FP2（1600/2048點(diǎn)）點(diǎn)）6.1.2 按按I/O點(diǎn)數(shù)分類點(diǎn)數(shù)分類3

8、. 大型機(jī)（模塊式）大型機(jī)（模塊式） 功能：計(jì)算、控制、調(diào)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信聯(lián)網(wǎng)等。功能：計(jì)算、控制、調(diào)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信聯(lián)網(wǎng)等。 輸入輸入/輸出點(diǎn)數(shù)：輸出點(diǎn)數(shù)：2000點(diǎn)以上。點(diǎn)以上。6.1.2 按按I/O點(diǎn)數(shù)分類點(diǎn)數(shù)分類 常見機(jī)型：常見機(jī)型： OMRON： CVM1 、CS1等等 MITSUBISHI：Q系列系列 Siemens：S7-400系列系列6.1.3 按功能分類按功能分類1.低檔（小型機(jī)）低檔（小型機(jī)）2.中檔（中型機(jī)）中檔（中型機(jī)）3.高檔（大型機(jī)）高檔（大型機(jī)）6.2 PLC的組成與各部分的作用的組成與各部分的作用6.2.1 PLC的組成的組成1. 整體式整體式PLC的組成的

9、組成2. 模塊式模塊式PLC的組成的組成3. 疊裝式疊裝式PLC的組成的組成主機(jī)主機(jī)擴(kuò)展單元擴(kuò)展單元5. 控制過程控制過程輸入量輸入量（開關(guān)量或模擬量）（開關(guān)量或模擬量）P L C（CPU執(zhí)行控制程序）執(zhí)行控制程序）輸出量輸出量（控制外部設(shè)備）（控制外部設(shè)備）中間變換器中間變換器6.2.1 PLC的組成的組成4. PLC基本組成部分基本組成部分 CPU、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器、I/O單元、電源單元、編程單元單元、電源單元、編程單元6.2.2 PLC各部分的作用各部分的作用1. 中央處理單元（中央處理單元（CPU）（PLC的核心，起總指揮的作用）的核心，起總指揮的作用）基本組成部分基本組成部分 (1)

10、控制從編程器或控制從編程器或PLC編程軟件輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接編程軟件輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)；收與存儲(chǔ)； (2) 診斷電源、診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤；誤； (3) 以掃描的方式接收輸入信號(hào)，并存入輸入狀態(tài)寄存器或以掃描的方式接收輸入信號(hào)，并存入輸入狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器保存起來；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器保存起來； (4) PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器中根據(jù)用戶程序存放的進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器中根據(jù)用戶程序存放的先后順序逐條讀取指令先后順序逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后執(zhí)行；，經(jīng)命令解釋后執(zhí)行； (5) 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果經(jīng)輸出部件

11、實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊等功能。打印或數(shù)據(jù)通訊等功能。 2. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1）常見存儲(chǔ)器）常見存儲(chǔ)器（1）RAM 讀寫存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器）：讀寫存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器）：可隨時(shí)由可隨時(shí)由CPU對(duì)其進(jìn)行讀出對(duì)其進(jìn)行讀出和寫入。（內(nèi)容可隨時(shí)改變）和寫入。（內(nèi)容可隨時(shí)改變）（2）ROM 只讀存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器：內(nèi)容不能修改，斷電內(nèi)容保持不變。內(nèi)容不能修改，斷電內(nèi)容保持不變。（3）EPROM可擦除只讀存儲(chǔ)器：可擦除只讀存儲(chǔ)器：修改困難，斷電內(nèi)容保持不變。修改困難，斷電內(nèi)容保持不變。（4）EEPROM 電可擦除只讀存儲(chǔ)器：電可擦除只讀存儲(chǔ)器：修改容易，

12、斷電內(nèi)容保持不變。（閃存）修改容易，斷電內(nèi)容保持不變。（閃存）6.2.2 PLC各部分的作用各部分的作用基本組成部分基本組成部分2）存儲(chǔ)器分配）存儲(chǔ)器分配（1） 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 選用選用ROM或或EPROM，用戶只能訪問，不能更改。，用戶只能訪問，不能更改。 （2）用戶程序存儲(chǔ)器）用戶程序存儲(chǔ)器 選用選用RAM、EPROM或或EEPROM。 （3）工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 選用選用RAM。 2. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器6.2.2 PLC各部分的作用各部分的作用由由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、

13、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分程序調(diào)用等部分 PLC產(chǎn)品手冊(cè)中給產(chǎn)品手冊(cè)中給出的出的“存儲(chǔ)器類型存儲(chǔ)器類型”和和“程序容量程序容量”是針對(duì)用戶是針對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言的。程序存儲(chǔ)器而言的。3. I/O單元（輸入單元（輸入/輸出單元）輸出單元） 輸入單元：輸入單元：接收操作指令和現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息，如控制按鈕、接收操作指令和現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息，如控制按鈕、操作開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)及各類傳感器（如接近開關(guān)操作開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)及各類傳感器（如接近開關(guān)、光電管、光柵）等信號(hào)，并通過輸入接口電路的濾波、光電、光電管、光柵）等信號(hào)，并通過輸入接口電路

14、的濾波、光電隔離和電平轉(zhuǎn)換等將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成隔離和電平轉(zhuǎn)換等將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的數(shù)能夠接收和處理的數(shù)字信號(hào)。字信號(hào)。 輸出單元：輸出單元：將將CPU送出的弱電控制信號(hào)通過輸出接口電路的送出的弱電控制信號(hào)通過輸出接口電路的光電隔離和功率放大等轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的各種等級(jí)的電信號(hào)輸光電隔離和功率放大等轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的各種等級(jí)的電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)各種聲光裝置、繼電器、接觸器、電磁閥和電磁鐵出，以驅(qū)動(dòng)各種聲光裝置、繼電器、接觸器、電磁閥和電磁鐵等執(zhí)行元件。等執(zhí)行元件。 6.2.2 PLC各部分的作用各部分的作用基本組成部分基本組成部分輸入單元輸入單元 工作原理工作原理：當(dāng)輸入開關(guān)當(dāng)輸入開

15、關(guān)S閉合時(shí)，光電耦合器閉合時(shí)，光電耦合器T導(dǎo)通，發(fā)光二導(dǎo)通，發(fā)光二極管極管LED發(fā)光，表示發(fā)光，表示S處于接通狀態(tài)。這時(shí)處于接通狀態(tài)。這時(shí)A點(diǎn)為高電平，經(jīng)濾點(diǎn)為高電平，經(jīng)濾波器、輸入選擇器后，送到波器、輸入選擇器后，送到I/O總線，總線，CPU訪問該路信號(hào)時(shí)，將訪問該路信號(hào)時(shí)，將該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器狀態(tài)置該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器狀態(tài)置“1”；當(dāng)輸入開關(guān)；當(dāng)輸入開關(guān)S斷開時(shí)，斷開時(shí)，LED熄滅，表示熄滅，表示S處于斷開狀態(tài)。光電耦合器不導(dǎo)通，處于斷開狀態(tài)。光電耦合器不導(dǎo)通，A點(diǎn)為低點(diǎn)為低電平，該電平經(jīng)濾波電路、輸入選擇器后，送到電平，該電平經(jīng)濾波電路、輸入選擇器后，送到I/O總線，總線，CP

16、U訪問該路信號(hào)時(shí)，將該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器狀態(tài)置訪問該路信號(hào)時(shí)，將該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器狀態(tài)置“0”； 工作原理：工作原理：當(dāng)對(duì)應(yīng)于當(dāng)對(duì)應(yīng)于J的輸出映像寄存器的狀態(tài)為的輸出映像寄存器的狀態(tài)為1時(shí)，輸時(shí)，輸出指示燈出指示燈LED發(fā)光，發(fā)光，J得電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，負(fù)載得電得電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，負(fù)載得電。反之，指示燈。反之，指示燈LED熄滅，熄滅，J失電，其常開觸點(diǎn)斷開，負(fù)載失失電，其常開觸點(diǎn)斷開，負(fù)載失電。電。輸出單元輸出單元繼電器輸出單元繼電器輸出單元直流固態(tài)繼電器直流固態(tài)繼電器晶體管輸出單元晶體管輸出單元雙向晶閘管輸出單元雙向晶閘管輸出單元 繼電器輸出單元最常用?？捎糜诮?直流兩

17、種電源，但接通斷開頻率低，壽命有限，存在延時(shí)時(shí)間（10ms），造成輸出滯后輸入。 晶體管輸出單元驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。無觸點(diǎn)輸出，使用壽命長，可靠性高，響應(yīng)速度快（0.2ms），抗過載能力差。 雙向晶閘管輸出單元驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載 輸入輸入/ /輸出單元的外部接線方式輸出單元的外部接線方式COMX0X1X2X3X4X5X6X7匯點(diǎn)式匯點(diǎn)式公共匯集點(diǎn)公共匯集點(diǎn)COM1Y0Y1COM2Y2Y3分組式分組式 輸入輸入/ /輸出單元的外部接線方式輸出單元的外部接線方式Y(jié)0COM0Y1COM1Y2COM2Y3COM3分隔式分隔式 輸入輸入/ /輸出單元的外部接線方式輸出單元的外部接線方式輸入點(diǎn)：輸入點(diǎn)：I0.0I0.

18、7； I1.0I1.7； I2.0I2.7輸出點(diǎn)：輸出點(diǎn)：Q0.0Q0.7； Q1.0Q1.7； Q2.0Q2.7例：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止控制例：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止控制SB1： I0.0（起動(dòng)）；（起動(dòng)）； SB2： I0.1（停止）；（停止）；FR： I0.2（過載）（過載）KM： Q0.0；（運(yùn)行）；（運(yùn)行）HL1： Q0.1 （運(yùn)行指示）（運(yùn)行指示） ； HL2： Q0.2 （停止指示）（停止指示） ；QSFRFUKMM3主主電電路路M3M3 交流交流電源電源直流直流輸入輸入電源電源繼電繼電器輸器輸出出按下按下SB1， I0.0置置ON； Q0.0置置ON，Q0.1置置ON，Q0.2置置OFF

19、；KM線圈通電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；線圈通電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；HL1亮，運(yùn)行指示。亮，運(yùn)行指示。按下按下SB2（或熱過載），（或熱過載）， I0.1置置ON（或（或I0.2置置ON）；）； Q0.0 、Q0.1置置OFF，Q0.2置置ON；KM線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行；線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行；HL2亮，停止指示。亮，停止指示。4. I/O擴(kuò)展口：擴(kuò)展口：PLC總線接口總線接口主機(jī)主機(jī)擴(kuò)展單元擴(kuò)展單元疊裝式疊裝式4. I/O擴(kuò)展口擴(kuò)展口中央控制器中央控制器最遠(yuǎn)最遠(yuǎn) 10 m最遠(yuǎn)最遠(yuǎn) 10 m最遠(yuǎn)最遠(yuǎn) 10 m擴(kuò)展單元擴(kuò)展單元模塊式模塊式5. 智能單元智能單元 智能單元本身是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有自己的智

20、能單元本身是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，有自己的CPU、系、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器，以及與外界相連的接口。統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器，以及與外界相連的接口。智能單元是智能單元是PLC系系統(tǒng)的一個(gè)模塊，和統(tǒng)的一個(gè)模塊，和CPU單元通過系統(tǒng)總線相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交單元通過系統(tǒng)總線相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在換，并在CPU單元的協(xié)調(diào)管理下獨(dú)立地進(jìn)行工作，單元的協(xié)調(diào)管理下獨(dú)立地進(jìn)行工作，即智能單元即智能單元的工作不參加循環(huán)掃描過程，而是按照它自己的規(guī)律參與系統(tǒng)的工作不參加循環(huán)掃描過程，而是按照它自己的規(guī)律參與系統(tǒng)工作，多數(shù)情況下的運(yùn)算功能都由其本身的工作，多數(shù)情況下的運(yùn)算功能都由其本身的CPU完成的完成的。 目前已開發(fā)的常用的智

21、能單元有：目前已開發(fā)的常用的智能單元有：A/D單元、單元、D/A單元、高速單元、高速計(jì)數(shù)單元、脈沖輸出單元、位置控制單元、計(jì)數(shù)單元、脈沖輸出單元、位置控制單元、PID控制單元、溫度控制單元、溫度控制單元和各種通信單元等。控制單元和各種通信單元等。 6. 電源單元電源單元 現(xiàn)代現(xiàn)代PLC一般配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用。有的一般配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用。有的PLC還向外提供還向外提供DC24V直流電源，給開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)直流電源，給開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)無源開關(guān)使用，或給外部傳感器供電。場(chǎng)無源開關(guān)使用，或給外部傳感器供電。 7. 編程工具編程工具 編程工具的主要作用是用來

22、編輯程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序編程工具的主要作用是用來編輯程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行，還可以在線測(cè)試的執(zhí)行，還可以在線測(cè)試PLC的內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與的內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。人機(jī)對(duì)話。 基本組成部分基本組成部分基本組成部分基本組成部分（1） 專用編程器專用編程器（基本編程工具）（基本編程工具）簡(jiǎn)易編程器簡(jiǎn)易編程器圖形編程器圖形編程器（2）計(jì)算機(jī)輔助編程）計(jì)算機(jī)輔助編程 西門子公司（西門子公司（SIEMENS）SIMATIC STEP7 V5.3/；STEP7 Micro/WIN V4.0軟件；軟件； 羅克韋爾公司（羅克韋爾公司（A-B）RSLogix5000 Enteris

23、e Series軟件；軟件； 三菱公司（三菱公司（MITSUBISHI）GX Developer V7 Chinese軟件；軟件； OMRON公司公司 CX-Programmer軟件；軟件； 8. 其他外設(shè)（人機(jī)接口、打印機(jī)等）其他外設(shè)（人機(jī)接口、打印機(jī)等）7. 編程工具編程工具6.3 PLC的編程語言的編程語言 PLC是專為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，是專為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，主要使主要使用對(duì)象是廣大工程技術(shù)人員及操作維修人員用對(duì)象是廣大工程技術(shù)人員及操作維修人員。為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用微機(jī)的編程語言，而常常采用面向不采用微機(jī)的編

24、程語言，而常常采用面向控制過程、面向問題的控制過程、面向問題的“自然語言自然語言”編程。編程。 編程語言編程語言梯形圖（梯形圖（LAD/LD）指令表（指令表（STL/助記符）助記符）順序功能圖（順序功能圖（SFC/流程圖）流程圖）功能塊圖（功能塊圖（FBD）圖示型圖示型文本型文本型高級(jí)語言高級(jí)語言Pascal，Basic，C語言等語言等6.3 PLC的編程語言的編程語言6.3.1 梯形圖梯形圖1. 梯形圖常用的基本符號(hào)梯形圖常用的基本符號(hào)（1）常開常閉觸點(diǎn)）常開常閉觸點(diǎn)（2）線圈）線圈6.3.1 梯形圖梯形圖1. 梯形圖常用的基本符號(hào)梯形圖常用的基本符號(hào)（3）指令）指令ENDMOV#XXXD源

25、數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)地址目標(biāo)數(shù)據(jù)地址6.3.1 梯形圖梯形圖1. 梯形圖常用的基本符號(hào)梯形圖常用的基本符號(hào)例：例：FRFR2. 梯形圖的特點(diǎn)梯形圖的特點(diǎn)（1）梯形圖中的繼電器不是物理繼電器梯形圖中的繼電器不是物理繼電器(硬件繼電器硬件繼電器)，每個(gè)，每個(gè)繼電器實(shí)際上是映像寄存器中的一位，因此稱為繼電器實(shí)際上是映像寄存器中的一位，因此稱為“軟繼電器軟繼電器”。輸入接通時(shí)相應(yīng)位的狀態(tài)為。輸入接通時(shí)相應(yīng)位的狀態(tài)為“l(fā)”時(shí)，表示該時(shí)，表示該繼電器線圈繼電器線圈通電通電，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；相應(yīng)位的狀態(tài)為，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；相應(yīng)位的狀態(tài)為“0”時(shí)，表示該時(shí)，表示該繼電器線圈失電繼電器

26、線圈失電，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。梯形圖是由這些點(diǎn)閉合。梯形圖是由這些“軟繼電器軟繼電器”組成的控制線路，但組成的控制線路，但它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系上的連接，稱為它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系上的連接，稱為“軟接線軟接線”。 6.3.1 梯形圖梯形圖（2）每個(gè)繼電器對(duì)應(yīng)映像寄存器中的一位，其狀態(tài)可以反每個(gè)繼電器對(duì)應(yīng)映像寄存器中的一位，其狀態(tài)可以反復(fù)讀取，因此可以認(rèn)為繼電器有無限多個(gè)常開觸點(diǎn)和常閉復(fù)讀取，因此可以認(rèn)為繼電器有無限多個(gè)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，在程序中可以被反復(fù)使用，沒有數(shù)量限制。觸點(diǎn)，在程序中可以被反復(fù)使用，沒有數(shù)量限制。（3）假想

27、電流）假想電流(虛電流、概念電流、能流虛電流、概念電流、能流)。 假想電流只能單方向流動(dòng)：假想電流只能單方向流動(dòng)：從左向右流動(dòng)，層次改變只能先從左向右流動(dòng)，層次改變只能先上后下。上后下。 （4）輸入繼電器供）輸入繼電器供PLC接收外部輸入信號(hào)，而不是由內(nèi)部其它接收外部輸入信號(hào)，而不是由內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，因此，繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。而不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。（5）輸出繼電器供）輸出繼電器供PLC作輸出控制用。梯形圖中可出現(xiàn)輸出繼作輸出控制用。梯形圖中可出現(xiàn)輸出繼電器的觸點(diǎn)和線圈。電器的觸點(diǎn)和線圈。

28、當(dāng)梯形圖中輸出繼電器線圈滿足接通條件時(shí)當(dāng)梯形圖中輸出繼電器線圈滿足接通條件時(shí)，就表示在對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)有輸出信號(hào)，就表示在對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)有輸出信號(hào)。 2. 梯形圖的特點(diǎn)梯形圖的特點(diǎn)6.3.1 梯形圖梯形圖（6）當(dāng)）當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，PLC就開始按照梯形圖符號(hào)排就開始按照梯形圖符號(hào)排列的先后順序列的先后順序(從上到下、從左到右從上到下、從左到右)逐一處理，也就是說，逐一處理，也就是說，PLC對(duì)梯形圖是按對(duì)梯形圖是按掃描方式掃描方式順序執(zhí)行程序。順序執(zhí)行程序。 （7）梯形圖的邏輯解算。）梯形圖的邏輯解算。 2. 梯形圖的特點(diǎn)梯形圖的特點(diǎn)6.3.1 梯形圖梯形圖6.3.2 指令表指令

29、表 PLC的指令表的指令表(語句表、指令程序、助記符語言語句表、指令程序、助記符語言)是由是由若干條若干條PLC指令組成的程序。指令組成的程序。PLC的指令類似于計(jì)算機(jī)的指令類似于計(jì)算機(jī)匯編語言的形式，它是用指令的助記符來編程的。匯編語言的形式，它是用指令的助記符來編程的。 1. LD/LDN3. O/ON4. OUT2. A/AN例：例：LD I0.0O Q0.0AN I0.1AN I0.2= Q0.0LD Q0.0END= Q0.1LDN Q0.0= Q0.26.3.3順序功能圖順序功能圖碰到10 后3快退1快進(jìn)碰到X0碰到2工進(jìn)1快進(jìn)動(dòng)力頭碰到工件2工進(jìn)3快退送料車裝料后退卸料前進(jìn)4后退

30、15 后2前進(jìn)延時(shí)1裝料3卸料碰到延時(shí)快 退工 進(jìn)啟 動(dòng)初 始 步第 1步快 進(jìn)初 始 步15秒 后10秒 后碰 到第 1步第 2步第 3步第 4步裝 料前 進(jìn)卸 料后 退碰 到啟 動(dòng)X0X2X1第 3步第 2步6.3.4功能塊圖功能塊圖6.3.5結(jié)構(gòu)文本（高級(jí)語言）結(jié)構(gòu)文本（高級(jí)語言）6.4 PLC的工作原理的工作原理6.4.1 PLC的等效電路的等效電路1. PLC控制系統(tǒng)的外部接線控制系統(tǒng)的外部接線（以（以S7-200 CPU224 PLC為例為例 ）2. PLC控制系統(tǒng)的等效電路控制系統(tǒng)的等效電路（1）輸入部分：）輸入部分：接收操作指令接收操作指令(由斷路器、起動(dòng)按鈕、由斷路器、起動(dòng)按

31、鈕、停止按鈕、試燈按鈕等提供停止按鈕、試燈按鈕等提供)，或接收被控對(duì)象的各種狀，或接收被控對(duì)象的各種狀態(tài)信息態(tài)信息(由行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)等提供由行程開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)等提供)。PLC的每一個(gè)輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)部輸入繼電器，當(dāng)輸入的每一個(gè)輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)部輸入繼電器，當(dāng)輸入點(diǎn)與輸入公共端（點(diǎn)與輸入公共端（1M/2M）接通時(shí)，輸入繼電器線圈通）接通時(shí)，輸入繼電器線圈通電，它的常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開；當(dāng)輸入點(diǎn)與輸電，它的常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開；當(dāng)輸入點(diǎn)與輸入輸入公共端（入輸入公共端（1M/2M）斷開時(shí)，輸入繼電器線圈斷電）斷開時(shí)，輸入繼電器線圈斷電，它的常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)接

32、通。，它的常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)接通。（2）控制部分：）控制部分：這部分是用戶編制的控制程序，通常這部分是用戶編制的控制程序，通常用梯形圖的形式表示。用戶控制程序放在用梯形圖的形式表示。用戶控制程序放在PLC的用戶程的用戶程序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，序存儲(chǔ)器中。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC依次讀取用戶程序存儲(chǔ)依次讀取用戶程序存儲(chǔ)器中的程序語句，對(duì)它們的內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，器中的程序語句，對(duì)它們的內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，有需要輸出的結(jié)果則送到有需要輸出的結(jié)果則送到PLC的輸出端子，以控制外部的輸出端子，以控制外部負(fù)載的工作。負(fù)載的工作。（3）輸出部分：）輸出部分：根據(jù)程序執(zhí)行的結(jié)果直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。根據(jù)程序

33、執(zhí)行的結(jié)果直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。PLC的每一個(gè)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)部輸出繼電器，每個(gè)輸?shù)拿恳粋€(gè)輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)部輸出繼電器，每個(gè)輸出繼電器僅有一個(gè)出繼電器僅有一個(gè)“硬觸點(diǎn)硬觸點(diǎn)”與輸出點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)程序與輸出點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)程序執(zhí)行的結(jié)果使輸出繼電器線圈通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的硬輸出觸執(zhí)行的結(jié)果使輸出繼電器線圈通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的硬輸出觸點(diǎn)閉合，控制外部負(fù)載的動(dòng)作點(diǎn)閉合，控制外部負(fù)載的動(dòng)作。按下按下SB1， I0.0置置ON； Q0.0置置ON，KM線圈通電。線圈通電。SB1KM3. PLC的控制過程的控制過程程程序序修修改改輸輸入入部部分分控控制制部部分分輸輸出出部部分分程程序序修修改改6.4.2 PLC的工作原理的工作原理

34、1. 循環(huán)掃描循環(huán)掃描CPU連續(xù)執(zhí)行操作系統(tǒng)、用戶程序的循環(huán)序列稱之為掃描。連續(xù)執(zhí)行操作系統(tǒng)、用戶程序的循環(huán)序列稱之為掃描。 掃描周期：掃描周期：PLC在運(yùn)行狀態(tài)下，執(zhí)行一次上圖所示的全部操作所需時(shí)間。在運(yùn)行狀態(tài)下，執(zhí)行一次上圖所示的全部操作所需時(shí)間。 注：注：PLC可以被認(rèn)為是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備，不論可以被認(rèn)為是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備，不論用戶程序用戶程序是否在運(yùn)行是否在運(yùn)行，它依然一直在周而復(fù)始地循環(huán)掃描，只不過在，它依然一直在周而復(fù)始地循環(huán)掃描，只不過在PLC停止?fàn)顟B(tài)下停止?fàn)顟B(tài)下除去了輸出處理、輸入處理、執(zhí)行用戶程序幾部分內(nèi)容。除去了輸出處理、輸入處理、執(zhí)行用戶程序幾

35、部分內(nèi)容。 （1）執(zhí)行）執(zhí)行CPU操作系統(tǒng)（操作系統(tǒng)（CPU自診斷測(cè)試）自診斷測(cè)試）為了保證系統(tǒng)可靠工作，為了保證系統(tǒng)可靠工作，PLC內(nèi)部設(shè)置了系統(tǒng)監(jiān)視定時(shí)器內(nèi)部設(shè)置了系統(tǒng)監(jiān)視定時(shí)器WDT，WDT的時(shí)間設(shè)定值一般為掃描周期的的時(shí)間設(shè)定值一般為掃描周期的23倍，通常為倍，通常為100200 ms。 （2）處理通信請(qǐng)求）處理通信請(qǐng)求（3）寫輸出（輸出刷新階段或輸出更新階段）寫輸出（輸出刷新階段或輸出更新階段） 注：在輸出處理階段完成后，輸出鎖存器的狀態(tài)不變，注：在輸出處理階段完成后，輸出鎖存器的狀態(tài)不變，即使即使輸出映像寄存器的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸出鎖存器的狀態(tài)也不會(huì)輸出映像寄存器的狀態(tài)發(fā)生了變化，

36、輸出鎖存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而變。隨之而變。輸出映像寄存器變化了的狀態(tài)只有等到輸出映像寄存器變化了的狀態(tài)只有等到下一個(gè)掃描下一個(gè)掃描周期的輸出處理階段到來時(shí)周期的輸出處理階段到來時(shí)才能通過才能通過CPU送入輸出鎖存器中，送入輸出鎖存器中，這種輸出工作方式稱為這種輸出工作方式稱為集中輸出工作方式集中輸出工作方式。 6.4.2 PLC的工作原理的工作原理1. 循環(huán)掃描循環(huán)掃描（4）讀輸入）讀輸入 （輸入采樣階段、輸入刷新階段或輸入（輸入采樣階段、輸入刷新階段或輸入更新階段更新階段 ） 注：在輸入處理階段完成后，注：在輸入處理階段完成后，輸入映像寄存器與外界隔離，輸入映像寄存器與外界隔離，即使外部輸入

37、信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而變也不會(huì)隨之而變。輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只有等到下一個(gè)掃描輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只有等到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段到來時(shí)才能通過周期的輸入處理階段到來時(shí)才能通過CPU送入輸入映像寄存器送入輸入映像寄存器中，這種輸入工作方式稱為中，這種輸入工作方式稱為集中輸入工作方式集中輸入工作方式。 6.4.2 PLC的工作原理的工作原理1. 循環(huán)掃描循環(huán)掃描 （5）程序執(zhí)行階段）程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段，CPU按程序的按程序的先左后右，先上后下先左后右，先上后下的順序的順序?qū)γ織l指令

38、進(jìn)行解釋、執(zhí)行，對(duì)每條指令進(jìn)行解釋、執(zhí)行，CPU從從輸入映像寄存器、輸出映輸入映像寄存器、輸出映像寄存器和元件映像寄存器像寄存器和元件映像寄存器中將有關(guān)編程元件的中將有關(guān)編程元件的“0”/“1” (“ON”/“OFF”)狀態(tài)讀出來，并根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系狀態(tài)讀出來，并根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再寫入到對(duì)應(yīng)的輸出映像寄進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再寫入到對(duì)應(yīng)的輸出映像寄存器和元件映像寄存器中。因此，存器和元件映像寄存器中。因此，各編程元件的映像寄存器各編程元件的映像寄存器(輸入映像寄存器除外輸入映像寄存器除外)的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行

39、而變化。 6.4.2 PLC的工作原理的工作原理1. 循環(huán)掃描循環(huán)掃描輸入處理輸入處理程程序序執(zhí)執(zhí)行行輸出處理輸出處理輸入處理輸入處理集中輸入集中輸入程程序序執(zhí)執(zhí)行行輸出處理輸出處理集中輸出集中輸出例：例：控制要求：按下控制要求：按下SB1，HL1、HL2亮；亮； 按下按下SB2，HL2亮。亮?？刂埔螅喊聪驴刂埔螅喊聪耂B1，HL1、HL2亮；亮； 按下按下SB2，HL2亮。亮。按下按下SB1， HL1亮、亮、HL2滅滅； 按下按下SB1，HL1、HL2亮；亮；能否實(shí)現(xiàn)？能否實(shí)現(xiàn)？集中輸出集中輸出 注：注：PLC的循環(huán)掃描工作方式也為的循環(huán)掃描工作方式也為PLC提供了一條提供了一條死循環(huán)自

40、診斷功能死循環(huán)自診斷功能。PLC內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)監(jiān)視定時(shí)器內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)監(jiān)視定時(shí)器WDT，其定時(shí)時(shí)間可由用戶設(shè)置，應(yīng)大于用戶程序的，其定時(shí)時(shí)間可由用戶設(shè)置，應(yīng)大于用戶程序的掃描周期，掃描周期，PLC在每個(gè)掃描周期的內(nèi)部處理階段將監(jiān)在每個(gè)掃描周期的內(nèi)部處理階段將監(jiān)視定時(shí)器復(fù)位視定時(shí)器復(fù)位。正常情況下，監(jiān)視定時(shí)器不會(huì)動(dòng)作，。正常情況下，監(jiān)視定時(shí)器不會(huì)動(dòng)作，如果由于如果由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)，那么內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)，那么，掃描周期將超過監(jiān)視定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間，這時(shí)，監(jiān)，掃描周期將超過監(jiān)視定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間，這時(shí)，監(jiān)視定時(shí)器動(dòng)作，運(yùn)行停止，以警示用戶。視定時(shí)器動(dòng)作，運(yùn)行停止，以警示

41、用戶。 6.4.2 PLC的工作原理的工作原理1. 循環(huán)掃描循環(huán)掃描2. 掃描循環(huán)時(shí)間掃描循環(huán)時(shí)間(掃描周期掃描周期)6.4.2 PLC的工作原理的工作原理2. 掃描循環(huán)時(shí)間掃描循環(huán)時(shí)間3. 循環(huán)監(jiān)視時(shí)間循環(huán)監(jiān)視時(shí)間 PLC可以修改缺省的最大循環(huán)監(jiān)視時(shí)間（監(jiān)控定時(shí)器可以修改缺省的最大循環(huán)監(jiān)視時(shí)間（監(jiān)控定時(shí)器WDT的設(shè)定值）。如果這個(gè)時(shí)間超出，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，的設(shè)定值）。如果這個(gè)時(shí)間超出，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，CPU轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為STOP模式。模式。 4. 最小循環(huán)時(shí)間最小循環(huán)時(shí)間 使用使用SIMATIC STEP 7，可以為，可以為S7-400和和S7-300 CPU318設(shè)置設(shè)置最小循環(huán)時(shí)間，在以下情況下這

42、個(gè)功能是有用的：最小循環(huán)時(shí)間，在以下情況下這個(gè)功能是有用的：（1）當(dāng)主程序執(zhí)行的起動(dòng)時(shí)間必須一致時(shí)，保證每個(gè)掃描周期）當(dāng)主程序執(zhí)行的起動(dòng)時(shí)間必須一致時(shí)，保證每個(gè)掃描周期時(shí)間相同。時(shí)間相同。（2）如果循環(huán)時(shí)間太短，過程映象的刷新沒有必要過于調(diào)整。）如果循環(huán)時(shí)間太短，過程映象的刷新沒有必要過于調(diào)整。 6.4.2 PLC的工作原理的工作原理6.4.3 PLC的響應(yīng)時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間1. PLC和繼電接觸控制系統(tǒng)工作方式的比較和繼電接觸控制系統(tǒng)工作方式的比較（1）繼電接觸控制系統(tǒng)：并行工作，存在觸點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序的）繼電接觸控制系統(tǒng)：并行工作，存在觸點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序的失配問題。失配問題。（2）PLC：串行工作

43、（循環(huán)掃描的工作方式），避免觸點(diǎn)的競(jìng)：串行工作（循環(huán)掃描的工作方式），避免觸點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序的失配問題。爭(zhēng)和時(shí)序的失配問題。 2. 循環(huán)掃描工作方式產(chǎn)生的問題循環(huán)掃描工作方式產(chǎn)生的問題 導(dǎo)致了輸出對(duì)輸入時(shí)間上的滯后，掃描循環(huán)時(shí)間越長，滯后越嚴(yán)重導(dǎo)致了輸出對(duì)輸入時(shí)間上的滯后，掃描循環(huán)時(shí)間越長，滯后越嚴(yán)重 3. I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間 輸出滯后于輸入的時(shí)間稱為輸出滯后于輸入的時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間（輸入輸入/輸出響應(yīng)時(shí)間、輸入輸出響應(yīng)時(shí)間、輸入/輸出滯后時(shí)間）。輸出滯后時(shí)間）。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間是指是指PLC的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻到它所控制的有關(guān)外部輸出信的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻到它所控制

44、的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。 存在觸存在觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng) 不存在觸不存在觸 點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)周期內(nèi)的狀態(tài)一個(gè)周期內(nèi)的狀態(tài)是不會(huì)互相影響的是不會(huì)互相影響的 （1）輸入接口電路的）輸入接口電路的RC濾波時(shí)間濾波時(shí)間（2）輸出接口電路的滯后時(shí)間）輸出接口電路的滯后時(shí)間 （3）PLC的掃描工作方式的掃描工作方式 （4）用戶程序的設(shè)計(jì)）用戶程序的設(shè)計(jì) 3. I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間t1：輸入延時(shí)；：輸入延時(shí)； t2：輸出延時(shí)；：輸出延時(shí)； I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間掃描周期掃描周期6.4.3 PLC的響應(yīng)時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間 3. I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間t1：輸入延

45、時(shí)；：輸入延時(shí)； t2：輸出延時(shí)；：輸出延時(shí)； I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間最大最大I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間輸入輸入ON延時(shí)延時(shí)兩個(gè)掃描循環(huán)（周期）兩個(gè)掃描循環(huán)（周期）輸出輸出ON延時(shí)延時(shí) 最小最小I/O響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間輸入輸入ON延時(shí)延時(shí)一個(gè)掃描循環(huán)（周期）一個(gè)掃描循環(huán)（周期）輸出輸出ON延時(shí)延時(shí) 注：注：PLC掃描周期和掃描周期和I/O響應(yīng)時(shí)間是隨機(jī)量。響應(yīng)時(shí)間是隨機(jī)量。6.4.3 PLC的響應(yīng)時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間4. 如何提高如何提高I/O響應(yīng)速度響應(yīng)速度（1）選用掃描速度快的）選用掃描速度快的PLC（2）在硬件方面，可選用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等；）在硬件方面，可選用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等

46、；在軟件方面，改變?cè)谲浖矫?，改變I/O刷新方式、運(yùn)用中斷處理、調(diào)整輸入濾波刷新方式、運(yùn)用中斷處理、調(diào)整輸入濾波器的時(shí)間常數(shù)等器的時(shí)間常數(shù)等（3）在實(shí)際工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)研究過程（或課題）中，應(yīng)盡可能）在實(shí)際工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)研究過程（或課題）中，應(yīng)盡可能選用輸入選用輸入/輸出延遲短的輸出延遲短的I/O模塊、輸入延遲時(shí)間較短的各類開模塊、輸入延遲時(shí)間較短的各類開關(guān)或傳感器。關(guān)或傳感器。 6.4.3 PLC的響應(yīng)時(shí)間的響應(yīng)時(shí)間6.4.4 PLC的計(jì)數(shù)頻率的計(jì)數(shù)頻率PLC的計(jì)數(shù)方式的計(jì)數(shù)方式 ：普通計(jì)數(shù)；高速計(jì)數(shù)：普通計(jì)數(shù)；高速計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)間大計(jì)數(shù)脈沖時(shí)間大于于PLC掃描周期掃描周期時(shí)間可以用內(nèi)部時(shí)間可以用

47、內(nèi)部計(jì)數(shù)器，小于必計(jì)數(shù)器，小于必須用高速計(jì)數(shù)器須用高速計(jì)數(shù)器 6.5 SIMATIC S7-200系列系列PLC概述概述6.5.1 S7-200系列系列PLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)1. 體積小體積小2. 外型先進(jìn)美觀外型先進(jìn)美觀q CPU221q CPU 222q CPU 224q CPU 226q CPU226XM3. 選擇范圍廣選擇范圍廣6.5.1 S7-200系列系列PLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)8DI 16DI8 DO (DC, AC or relay)4DO 5A4DO 10A4 AI4 AI / 1AO2 AO 2 AI or 4 AI Thermo couples RTD modules PROFIB

48、US DP AS-i-Master4DI / 4DO8DI / 8DO16DI / 16DOTeleserviceCommuni-cationMessagingPosition module for stepper solution模擬量模擬量I/O模塊模塊測(cè)溫測(cè)溫模塊模塊通訊通訊擴(kuò)展模塊擴(kuò)展模塊Modem模塊模塊定位定位模塊模塊以太網(wǎng)以太網(wǎng)模塊模塊(IT)EM22XEM23XEM231EM241EM253 CP243-1EM277CP243-2數(shù)字量數(shù)字量I/O模塊模塊 模塊種類多：基本單元（模塊種類多：基本單元（CPU）；數(shù)字量、模擬量輸入）；數(shù)字量、模擬量輸入/輸輸出擴(kuò)展單元或模塊；通信

49、模塊等出擴(kuò)展單元或模塊；通信模塊等 S7-200 PLC配置有配置有24VDC傳感器電源、電流限定傳感器電源、電流限定1.5A（峰（峰值）可供外部電源或接近開關(guān)、光電開關(guān)等傳感器電源。值）可供外部電源或接近開關(guān)、光電開關(guān)等傳感器電源。 S7-200 PLC的輸出方式：繼電器輸出（的輸出方式：繼電器輸出（24VDC /250VAC，最大最大2A/點(diǎn)）；晶體管輸出（點(diǎn)）；晶體管輸出（24VDC 最大最大0.75A/點(diǎn)）點(diǎn)）4. 系統(tǒng)配置靈活系統(tǒng)配置靈活5. 功能強(qiáng)，使用方便功能強(qiáng)，使用方便 注：注：S7-200 PLC在基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊和功能在基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊和功能模塊采用

50、插入式的模塊采用插入式的接線端子排接線端子排，更換方便快捷。為保持內(nèi)存不，更換方便快捷。為保持內(nèi)存不丟失，有存儲(chǔ)卡和后備電池選項(xiàng)。丟失，有存儲(chǔ)卡和后備電池選項(xiàng)。 6.5.1 S7-200系列系列PLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)24VDC傳感器電源傳感器電源6.5.2 S7-200系列系列PLC的系統(tǒng)配置的系統(tǒng)配置1. 型號(hào)型號(hào) S7- 公司名稱代號(hào)：公司名稱代號(hào)：SIEMENS。 產(chǎn)品序列號(hào)產(chǎn)品序列號(hào) PLC分類：分類： 200（整體式）；小型機(jī)（整體式）；小型機(jī) 300（模塊組合式滑軌安裝）中型機(jī)（模塊組合式滑軌安裝）中型機(jī) 400（模塊組合式基板安裝）大型機(jī)（模塊組合式基板安裝）大型機(jī)2.系統(tǒng)配置系統(tǒng)配

51、置1）CPU221（10點(diǎn)）點(diǎn)）無擴(kuò)展能力無擴(kuò)展能力（1）本機(jī)）本機(jī)I/O：6點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/4點(diǎn)輸出；點(diǎn)輸出； I/O地址：地址： I0.0I0.5； Q0.0Q0.3；2. 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置1）CPU221（10點(diǎn)）點(diǎn)）2. 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置1）CPU221（10點(diǎn)）點(diǎn)）（1）本機(jī)）本機(jī)I/O：6點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/4點(diǎn)輸出；點(diǎn)輸出； I/O地址：地址： I0.0I0.5； Q0.0Q0.3；（2）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器4096B，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2048B （6KB）2. 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置1）CPU221（10點(diǎn)）點(diǎn)）（3）擴(kuò)展）擴(kuò)展I/O：無：無（4）通信：一

52、個(gè)）通信：一個(gè)RS-485通信接口通信接口（5）附加功能：內(nèi)置）附加功能：內(nèi)置4個(gè)高速計(jì)數(shù)器（個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30kHz），），2個(gè)高速脈沖個(gè)高速脈沖輸出（輸出（20kHz）2）CPU222（14點(diǎn)）點(diǎn)）（1）本機(jī)）本機(jī)I/O：8點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/6點(diǎn)輸出；點(diǎn)輸出；I/O地址：地址：I0.0I0.7； Q0.0Q0.5。（3）擴(kuò)展）擴(kuò)展I/O：可接兩個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至：可接兩個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至78點(diǎn)數(shù)字量點(diǎn)數(shù)字量I/O或或10路模路模擬量擬量I/O。（2）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器4096B，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2048B（6KB）2. 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置2. 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置2

53、）CPU222（14點(diǎn)）點(diǎn)） I/O地址分配：地址分配：CPU222：I0.0I0.7； Q0.0Q0.5EM223： I1.0I1.7 ，I2.0I2.7 ，I3.0I3.7 ，I4.0I4.7 ； Q1.0Q1.7， Q2.0Q2.7， Q3.0Q3.7， Q4.0Q4.7 注：擴(kuò)展模塊數(shù)量的約束條件：基本單元能帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量；注：擴(kuò)展模塊數(shù)量的約束條件：基本單元能帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量； 基本單元所提供的總線電流的容量。基本單元所提供的總線電流的容量。 CPU222可提供可提供DC5V總線電流總線電流340mA， EM223消耗消耗DC5V總線總線電流電流150/160mA。2. 系統(tǒng)配置系

54、統(tǒng)配置2）CPU222（14點(diǎn)）點(diǎn)）（4）通信：一個(gè)）通信：一個(gè)RS-485通信接口通信接口（5）附加功能：內(nèi)置）附加功能：內(nèi)置4個(gè)高速計(jì)數(shù)器（個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30kHz），），2個(gè)高速脈沖個(gè)高速脈沖輸出（輸出（20kHz）3）CPU224（24點(diǎn)）點(diǎn)）（2）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器8192B，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8192B（16KB）（1）本機(jī)）本機(jī)I/O：14點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出；點(diǎn)輸出； I/O地址：地址：I0.0I0.7， I1.0I1.5； Q0.0Q0.7， Q1.0Q1.1（3）擴(kuò)展）擴(kuò)展I/O：可接：可接7個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至168點(diǎn)數(shù)

55、字量點(diǎn)數(shù)字量I/O或或35路模擬量路模擬量I/O2. 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置最大最大7個(gè)模塊個(gè)模塊3）CPU224（24點(diǎn)）點(diǎn)）I/O地址分配：地址分配：CPU224：I0.0I0.7, I1.0I1.5 ； Q0.0Q0.7，Q1.0，Q1.1EM223： I2.0I2.7 ，I3.0I3.7 ，I4.0I4.7 ，I5.0I5.7 ， I6.0I6.7 ，I7.0I7.7 ，I8.0I8.7 ，I9.0I9.7 ；Q2.0Q2.7， Q3.0Q3.7，Q4.0Q4.7，Q5.0Q5.7，Q6.0Q6.7，Q7.0Q7.7， Q8.0Q8.7，Q9.0Q9.7EM221： I10.0I10.7 ，

56、I11.0I11.7 3）CPU224（24點(diǎn)）點(diǎn)）（4）通信：一個(gè)）通信：一個(gè)RS-485通信接口通信接口（5）附加功能：內(nèi)置）附加功能：內(nèi)置6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30kHz），），2個(gè)高速脈沖個(gè)高速脈沖輸出（輸出（20kHz）4）CPU224XP（24點(diǎn)）點(diǎn)）（1）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器12288B，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器10240B（2）本機(jī)）本機(jī)I/O：14點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出；點(diǎn)輸出；I/O地址：地址：I0.0I0.7， I1.0I1.5； Q0.0Q0.7， Q1.0Q1.1（3）擴(kuò)展）擴(kuò)展I/O：可接：可接7個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至

57、168點(diǎn)數(shù)字量點(diǎn)數(shù)字量I/O或或38路模擬量路模擬量I/O。（4）通信：）通信：2個(gè)個(gè)RS-485通信接口通信接口（5）附加功能：內(nèi)置）附加功能：內(nèi)置6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（個(gè)高速計(jì)數(shù)器（100kHz），），2個(gè)高速脈沖輸出（個(gè)高速脈沖輸出（100kHz）。）。（22KB）5）CPU226（40點(diǎn)）點(diǎn)）（1）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)容量：程序存儲(chǔ)器16384B，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器10240B（26KB）（2）本機(jī)）本機(jī)I/O：24點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出；點(diǎn)輸出；I/O地址：地址：I0.0I0.7， I1.0I1.7，I2.0I2.7 Q0.0Q0.7， Q1.0Q1.7（3）擴(kuò)展）擴(kuò)展

58、I/O：可接：可接7個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至個(gè)擴(kuò)展，可擴(kuò)展至248點(diǎn)數(shù)字量點(diǎn)數(shù)字量I/O或或35路模擬量路模擬量I/O（4）通信：）通信：2個(gè)個(gè)RS-485通信接口通信接口（5）附加功能：內(nèi)置）附加功能：內(nèi)置6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30kHz），），2個(gè)高速脈沖個(gè)高速脈沖輸出（輸出（20kHz）6）其它模塊）其它模塊（1）EM221數(shù)字量擴(kuò)展輸入模塊：數(shù)字量擴(kuò)展輸入模塊：8點(diǎn)輸入（點(diǎn)輸入（DC/AC）；）；16點(diǎn)輸點(diǎn)輸入（入（DC）（2）EM222數(shù)字量擴(kuò)展輸出模塊：數(shù)字量擴(kuò)展輸出模塊：8點(diǎn)輸出（點(diǎn)輸出（DC/繼電器繼電器/AC ）；4點(diǎn)輸出（點(diǎn)輸出（DC/繼電器）繼電器）（3）EM223數(shù)字量

59、擴(kuò)展混合模塊：數(shù)字量擴(kuò)展混合模塊：4/8/16點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/輸出（輸出（DC/繼電繼電器或器或DC/ DC ）（4） EM231模擬量輸入模塊：模擬量輸入模塊：4路模擬量輸入（電壓或電流）路模擬量輸入（電壓或電流）（5） EM232模擬量輸出模塊：模擬量輸出模塊：2路模擬量輸入（電壓或電流）路模擬量輸入（電壓或電流）（6） EM235模擬量混合模塊：模擬量混合模塊：4路模擬量輸入路模擬量輸入/1路模擬量輸出（路模擬量輸出（電壓或電流）電壓或電流）EM231 模擬模擬量輸入點(diǎn)數(shù)量輸入點(diǎn)數(shù) 4 4個(gè)，個(gè)，輸入電壓范圍輸入電壓范圍（單極性）（單極性）010V，05V；輸入電壓范圍輸入電壓范圍（雙極性

60、）（雙極性）5V，2.5V；輸入電流輸入電流020mA；輸入分辨率：輸入分辨率：輸入電壓輸入電壓（單極性）（單極性）2.5mV（010V時(shí)）時(shí)）、1.25mV（05V時(shí)）；時(shí)）；輸入電壓輸入電壓（雙極性）（雙極性）2.5mV（5V時(shí)）、時(shí)）、1.25mV（2.5V時(shí)），時(shí)），輸入電流輸入電流 5 5 A A（020mA時(shí)時(shí)）。）。EM232 模擬量輸出點(diǎn)數(shù) 2個(gè)，電壓輸出10V，電流輸出 020mA；數(shù)據(jù)字格式，電壓-32000+32000、電流0+32000；穩(wěn)定時(shí)間，電壓輸出100 s、電流輸出2ms。S7-200PLC還有EM231熱電阻、熱電偶擴(kuò)展模塊、EM277 PROFIBUS-D