5 PLC控制線路安裝與調(diào)試-培訓(xùn)手冊(cè)

1、5 PLC控制線路安裝與調(diào)試目錄5.1 PLC基礎(chǔ)知識(shí)35.1.1 PLC基本概念35.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)組成105.1.3 PLC的工作過(guò)程15習(xí)題175.2 西門(mén)子S7-200系列PLC簡(jiǎn)介235.2.1 S7-200 PLC基本組成235.2.2 S7-200 PLC安裝與接線27習(xí)題335.3 基本邏輯指令375.3.1 S7-200 PLC數(shù)據(jù)類型及編址尋址方式375.3.2 S7-200 PLC內(nèi)部資源405.3.3 編程軟件使用425.3.4 位邏輯指令505.3.5 定時(shí)器指令545.3.6 計(jì)數(shù)器指令56習(xí)題585.4 PLC編程訓(xùn)練635.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)6

2、35.4.2 PLC編程實(shí)例67習(xí)題735.1 PLC基礎(chǔ)知識(shí)【培訓(xùn)目標(biāo)】1.理解PLC的定義、發(fā)展、特點(diǎn)、分類基本概念。2.了解PLC的結(jié)構(gòu)組成及各部分作用。3.理解PLC的工作過(guò)程。5.1.1 PLC基本概念可編程控制器綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來(lái)的一種通用新型工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越、可靠性高，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之一。一、PLC的定義可編程控制器是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Control

3、ler），簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC（Programmable Controller）。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱為PLC。為了使PLC生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)

4、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?？傊?，可編程控制器是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。二、PLC的發(fā)展概況1.PLC的產(chǎn)生1968年美國(guó)通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實(shí)現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希

5、望能有一種新型工業(yè)控制器，能做到盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。其核心思想是用計(jì)算機(jī)代替繼電器控制柜；用程序代替繼電器控制線路的硬接線；輸入輸出信號(hào)可與外部裝置直接相連。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）按照通用汽車公司的想法，制成了世界上第一臺(tái)可編程序邏輯控制器（PLC）PDP-14，在美國(guó)通用汽車公司生產(chǎn)線上應(yīng)用并取得了成功，從此開(kāi)創(chuàng)了可編程序邏輯控制器的時(shí)代。從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始，不到三十年時(shí)間里，PLC生產(chǎn)發(fā)展成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在世界上生產(chǎn)PLC及其網(wǎng)絡(luò)的廠家有200多家，生產(chǎn)大約有400多個(gè)品種的PLC產(chǎn)品。2.PLC的發(fā)

6、展歷史PLC問(wèn)世時(shí)間雖然不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的不斷深入，PLC也在迅速發(fā)展和完善，其發(fā)展過(guò)程大致可分四個(gè)階段：第一階段，在20世紀(jì)60年代末至70年代中期， PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC主要是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能。在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求，裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。在軟件編程上，采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以

7、繼電器命名。此時(shí)的PLC為計(jì)算機(jī)技術(shù)和繼電器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。第二階段，20世紀(jì)70年代中末期至80年代中后期，PLC進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。具有更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位，可編程控制器已步入成熟階段。第三階段，20世紀(jì)80年代中后期至90年代末期，PLC的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生

8、產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。第四階段，進(jìn)入21 世紀(jì)后，就整體而言，不論是硬件還是系統(tǒng)軟件。PLC 正在向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。隨著與互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的結(jié)合，以謀求在ERP，MES 和PCS 的3層體系結(jié)構(gòu)中立于不敗之地，更好地滿足工業(yè)生產(chǎn)，管理及經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)不斷追求降低成本，快速響應(yīng)，綜合和整體高效，從而增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的要求。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流設(shè)備。3.西門(mén)子PLC發(fā)展概況西門(mén)子是全球最大的電子和電氣設(shè)備制造商之一，PLC產(chǎn)品包括LOGO，

9、S7-200，S7-200 SMART，S7-1200，S7-1500，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。西門(mén)子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。西門(mén)子公司的產(chǎn)品最早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器。1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)U系列PLC，較常用機(jī)型有：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。1996年，在過(guò)程控制領(lǐng)域，西門(mén)

10、子公司又提出PCS7(過(guò)程控制系統(tǒng)7)的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線)、COROS(監(jiān)控系統(tǒng))、SINEC(西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò))及控調(diào)技術(shù)融為一體。1997年，西門(mén)子公司提出TIA(Totally Integrated Automation)概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)。推出S7系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。由最初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場(chǎng)，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對(duì)S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí)，它是西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)最尖端，功能最強(qiáng)

11、的可編程控制器。三、PLC的特點(diǎn)、應(yīng)用與分類 1.PLC的特點(diǎn)PLC之所以能成為當(dāng)今增長(zhǎng)速度最快的工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備，較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。PLC主要特點(diǎn)有：1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是PLC最重要的特點(diǎn)之一。由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程往往是連續(xù)的，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，各種電磁干擾特別嚴(yán)重，因此PLC采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾措施，使得PLC的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí)。硬件方面 I/O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對(duì)PLC的影響；對(duì)供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對(duì)CPU等重要部件采用良好

12、的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。軟件方面 PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)由外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫(xiě)操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的工作。2）編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。3）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、

13、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。4）控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5）體積小，重量輕，能

14、耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 2.PLC的應(yīng)用目前，PLC已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)。其應(yīng)用范圍大致可歸納為以下幾種：1）邏輯控制邏輯控制是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，如機(jī)床電氣控制、各種電動(dòng)機(jī)的控制等。PLC的邏輯控制功能非常完善，可用于單機(jī)控制，也可用于多機(jī)群控和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制等等，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍及各行各業(yè)。2）運(yùn)動(dòng)控制PLC使用專用的運(yùn)動(dòng)控

15、制模塊，可以對(duì)直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制，使順序控制和運(yùn)動(dòng)控制有機(jī)地結(jié)合。PLC的運(yùn)動(dòng)控制可以用于機(jī)床、機(jī)器人、電梯等機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制。3）閉環(huán)過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PLC通過(guò)模擬量的I/O模塊實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的PID控制?，F(xiàn)代的大中型PLC一般都具有PID控制功能，可以利用PID子程序或?qū)Ｓ玫腜ID模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，可用于鍋爐、化學(xué)反應(yīng)裝置、輸油系統(tǒng)等設(shè)備自動(dòng)控制。4）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)

16、算），數(shù)據(jù)傳遞、排序和查表、位操作等功能；可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。數(shù)據(jù)處理一般用在大中型控制系統(tǒng)中，如機(jī)械、造紙、冶金、化工行業(yè)中的柔性制造系統(tǒng)或過(guò)程系統(tǒng)。5）通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間和它的智能設(shè)備之間的通信。PLC和計(jì)算機(jī)之間具有RS-232接口，用雙絞線、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換。還可以構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布控制系統(tǒng)。I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制，然后利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)構(gòu)成集中管理信息的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 3.PLC的分類目前，PLC的種類很多，性能和規(guī)格都有很大差別。對(duì)于PLC通常根據(jù)它的結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模

17、和功能來(lái)進(jìn)行分類。1）按結(jié)構(gòu)形式分根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同PLC可分為整體式和模塊式兩種，如圖5.1.1.1所示。整體式PLC 這種結(jié)構(gòu)的PLC將各組成部分(I/O接口電路、CPU、存儲(chǔ)器等）安裝在一塊或少數(shù)幾塊印刷電路板上，并連同電源一起裝在機(jī)殼內(nèi)，通常稱為主機(jī)。其輸入、輸出接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的上、下兩側(cè)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示輸入/輸出的狀態(tài)。面板上通常有編程器的插座、擴(kuò)展單元的接口插座等。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，價(jià)格較低。通常小型或超小型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)，適用于簡(jiǎn)單控制的場(chǎng)合。如西門(mén)子的S7-200系列產(chǎn)品、松下電工的FP1型產(chǎn)品、OMRON公司的CPM1A型產(chǎn)品、三

18、菱公司的FX系列產(chǎn)品。模塊式PLC 模塊式PLC也稱為積木式， PLC的各個(gè)組成部分以模塊的形式存在，如電源模塊、CPU模塊、輸入/輸出模塊等等，通常把這些模塊插在底板上，安裝在機(jī)架上。這種PLC具有裝配方便、配置靈活、便于擴(kuò)展、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較高等特點(diǎn)。大型的PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)，一般用于比較復(fù)雜的控制場(chǎng)合。此類PLC如西門(mén)子公司的S7-300、S7-400的PLC，OMRON公司的C200H、C2000H系列產(chǎn)品、三菱公司的QnA/AnA等系列產(chǎn)品。（a）整體式 （b）模塊式圖5.1.1.1 PLC按結(jié)構(gòu)形式分類2）按控制規(guī)模分小型PLC 小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下，其中I

19、/O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC。其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開(kāi)關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。中型PLC 中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點(diǎn)數(shù)一般在2562048點(diǎn)之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通信聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。大型PLC 一般I/O點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上的稱為大型PLC。大型P

20、LC的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通信聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通信聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)8192點(diǎn)的為超大型PLC。 四、PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 PLC最初是為了取代繼電器控制系統(tǒng)而出現(xiàn)的一種新型的工業(yè)控制裝置，與繼電器控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1組成的器件繼電器控制線路是由許多實(shí)際的繼電器組成，俗稱硬繼電器。而PLC控制系統(tǒng)由許多“軟件繼電器”組成，系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，是通過(guò)存儲(chǔ)器置1，或置0，實(shí)現(xiàn)其用戶控制功能。2觸點(diǎn)的數(shù)量。實(shí)際

21、的繼電器的觸點(diǎn)數(shù)較少，一般只有48對(duì)。而PLC中觸發(fā)器的狀態(tài)可以取用任意次，軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)為無(wú)限對(duì)。3控制方法繼電器控制系統(tǒng)采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，功能專一，缺乏靈活性，體積龐大，安裝維修不方便。而PLC采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。4工作方式繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，為并行工作方式。而PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，

22、受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，為是串行工作方式。5.控制速度繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC通過(guò)程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問(wèn)題。6.定時(shí)和計(jì)數(shù)控制繼電器控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)

23、功能。7.可靠性和可維護(hù)性由于繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。而PLC大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，其壽命長(zhǎng)、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。5.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)組成PLC是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)，它的實(shí)際組成與一般微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。PLC是專為工業(yè)環(huán)境廠應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，為便于接線、擴(kuò)充功能，便于操作與維護(hù)，以及提高系統(tǒng)的抗干擾能力，其組成又與一般計(jì)算機(jī)

24、有所區(qū)別。一、PLC的硬件組成PLC的硬件系統(tǒng)由CPU模塊（主機(jī)系統(tǒng)）、輸入/輸出（IO）擴(kuò)展環(huán)節(jié)及外部設(shè)備組成。其中CPU模塊主要包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出（IO）接口、電源等，如圖5.1.2.1所示。圖5.1.2.1 PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.CPU CPU是PLC的核心部分，它包括微處理器和控制接口電路。微處理器是PLC的運(yùn)算控制中心，由它實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作。它的運(yùn)行是按照系統(tǒng)程序所賦予的任務(wù)進(jìn)行的。PLC在CPU的控制下有條不紊地協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的控制。在PLC中CPU主要完成下列工作：PLC本身的自檢，以掃描方式接收來(lái)自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相

25、應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)；執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息處理；輸出控制信號(hào)，完成用戶指令規(guī)定的各種操作；響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器、可編程終端）的請(qǐng)求。2.存儲(chǔ)器PLC中的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。常用的存儲(chǔ)器主要有PROM、EPROM、EEPROM、RAM等幾種，多數(shù)都直接集成在CPU單元內(nèi)部。根據(jù)PLC的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)、系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)、用戶程序存儲(chǔ)區(qū)三個(gè)區(qū)域。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。它包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷程序等。由制造廠商將其固化在EPROM中，用戶不能夠直接存取。它和硬件

26、一起決定了該P(yáng)LC的各項(xiàng)性能。系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)也稱工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，指PLC在工作過(guò)程中經(jīng)常變化、需要經(jīng)常存取的數(shù)據(jù)，如：參數(shù)測(cè)量結(jié)果、運(yùn)算結(jié)果、設(shè)定值等，這部分?jǐn)?shù)據(jù)一般存放在RAM之中。在工作數(shù)據(jù)區(qū)中開(kāi)辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表，包括I/O映象區(qū)以及各類系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) (例如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等)。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶程序，即用戶通過(guò)編程器輸入的用戶程序。 3.輸入/輸出接口模塊PLC主要是通過(guò)各類接口模塊的外接線，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制。為了使PLC有很好的信號(hào)適應(yīng)能力和抗干擾性能，在輸入/輸出接口模塊單元中，一般均配有電子變換、光耦

27、合器和阻容濾波等電路，以實(shí)現(xiàn)外部現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一信號(hào)的匹配和信號(hào)的正確傳遞。并在接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于維護(hù)。PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用，主要類型有I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入(DI)，開(kāi)關(guān)量輸出(DO)，模擬量輸入(AI)，模擬量輸出(AO)等模塊。1）輸入接口模塊輸入接口模塊可以用來(lái)接收和采集現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)一種是指由按鈕開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器或速度繼電器等提供的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一種是指由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)或各種變送器等提供的連續(xù)變化的模擬信號(hào)。常

28、用的開(kāi)關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型：直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口，如圖5.1.2.2所示，當(dāng)外部某個(gè)開(kāi)關(guān)閉合后，就會(huì)有相應(yīng)的發(fā)光二極管(LED)點(diǎn)亮。 （a）直流輸入單元 （b）交流輸入單元（c）交/直流輸入單元圖5.1.2.2 開(kāi)關(guān)量輸入單元2）輸出接口模塊輸出接口模塊用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等。它的作用是把PLC的內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)或模擬信號(hào)。常用的開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊按輸出開(kāi)關(guān)器件不同有三種類型：是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出，其基本原理電路如圖5.1.2.3所

29、示。繼電器輸出接口可驅(qū)動(dòng)交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作頻率低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，動(dòng)作頻率高，但前者只能用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。 (a)繼電器輸出方式 （b）晶體管輸出方式（c）晶閘管輸出方式圖5.1.2.3 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的三種方式 4.電源PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電路提供5V、12V、24V等直流電源。對(duì)于整體式PLC的電源通常和其他模塊封裝在一起；對(duì)于模塊式PLC有的將電源與CPU封裝到一個(gè)模塊中，有的采用單獨(dú)電源模塊。5.I/O擴(kuò)展接口I/O擴(kuò)展接口是PLC主機(jī)為了擴(kuò)展輸

30、入/輸出點(diǎn)數(shù)和類型的部件，輸入/輸出擴(kuò)展單元、遠(yuǎn)程輸入/輸出擴(kuò)展單元、智能輸入/輸出單元等都通過(guò)它與主機(jī)相連。I/O擴(kuò)展接口有并行接口、串行接口等多種形式。 6.外設(shè)I/O接口外設(shè)I/O接口是PLC主機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。通過(guò)它，PLC可以和編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備相連，也可以與其他PLC或上位計(jì)算機(jī)連接。外設(shè)I/O接口一般是RS232C或RS422A串行通信接口，該接口的功能是進(jìn)行串行/并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，通信格式的識(shí)別，數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e(cuò)檢驗(yàn)，信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換等。對(duì)于一些小型PLC，外設(shè)I/O接口中還有與專用編程器連接的并行數(shù)據(jù)接口。7.編程器其他外設(shè)編程器是編制、調(diào)試PL

31、C用戶程序的外部設(shè)備，是人機(jī)交互的窗口。通過(guò)編程器可以把新的用戶程序輸入到PLC的RAM中，或者對(duì)RAM中已有程序進(jìn)行編輯。通過(guò)編程器還可以對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤。編程器分為簡(jiǎn)易型和智能型兩類。簡(jiǎn)易型的編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言助記符(指令表)后才能輸入，它一般由簡(jiǎn)易鍵盤(pán)和發(fā)光二極管或其他顯示器件組成。智能型的編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有LCD或CRT圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過(guò)屏幕進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。除了上述專用的編程器外，還可以利用計(jì)算機(jī)，配上PLC生產(chǎn)廠家提供的相應(yīng)的軟件包來(lái)作為編程器，這種編程方式已成為PLC發(fā)展的趨

32、勢(shì)?，F(xiàn)在，有些PLC不再提供編程器，而只提供微機(jī)編程軟件，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。PLC還可以配置其他外部設(shè)備，例如，配置存儲(chǔ)器卡、盒式磁帶機(jī)或磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，用于存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)；配置EPROM寫(xiě)入器，用于將程序?qū)懭氲紼PROM中。配置打印機(jī)等外部設(shè)備，用以打印記錄過(guò)程參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及報(bào)警事故記錄表等。二、PLC的軟件組成軟件系統(tǒng)是PLC的重要組成部分，它和硬件相輔相成，缺一不可，共同構(gòu)成PLC。PLC的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序(又稱系統(tǒng)軟件)和用戶程序(又稱應(yīng)用軟件)兩大部分組成。 1.系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序由PLC的制造商編制，固化在PROM或EPROM中，安裝在PLC上，隨產(chǎn)品提供給用

33、戶。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。2.用戶程序 用戶程序是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求由用戶使用制造企業(yè)提供的編程語(yǔ)言自行編制的應(yīng)用程序。用戶程序包括開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序、模擬量運(yùn)算程序、閉環(huán)控制程序和操作站系統(tǒng)應(yīng)用程序等。 5.1.3 PLC的工作過(guò)程一、 PLC的循環(huán)掃描工作方式及過(guò)程1.PLC的循環(huán)掃描工作方式循環(huán)掃描工作方式是在執(zhí)行用戶程序時(shí)，是從第一條程序開(kāi)始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)的工作與繼電器控制系統(tǒng)的工作原理明顯不同。繼電器控制裝

34、置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)不論處在控制線路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作；而PLC采用掃描工作方式（串行工作方式），如果某個(gè)軟繼電器的線圈被接通或斷開(kāi)，其所有的觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該指令時(shí)才會(huì)動(dòng)作。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與繼電器控制裝置在I/O的處理效果上并沒(méi)有多大差別。2.PLC循環(huán)掃描工作過(guò)程PLC的掃描工作過(guò)程中除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過(guò)程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作。如圖5.1.3.1所示，整個(gè)掃描工作過(guò)程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)階段。整個(gè)過(guò)程掃描執(zhí)行

35、一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1100ms。STOPRUN 內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新圖5.1.3.1 PLC的掃描過(guò)程在內(nèi)部處理階段，PLC進(jìn)行自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。二、PLC執(zhí)行程序的過(guò)程

36、PLC執(zhí)行程序的過(guò)程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，如圖5.1.3.2所示。輸入采樣階段程序執(zhí)行階段輸出刷新階段輸入端子輸入映像寄存器元件映像寄存器輸入端子輸出鎖存器輸出端子按鈕開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)光電開(kāi)關(guān)選擇開(kāi)關(guān)接觸器電磁閥指示燈調(diào)節(jié)閥繼電器掃描周期圖5.1.3.2 PLC執(zhí)行程序的過(guò)程 1.輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個(gè)掃描周期的輸

37、入處理階段才能被采樣到。這方式稱為集中采樣，即在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。 2.程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來(lái)表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過(guò)程而變化。在程序執(zhí)行階段如果對(duì)輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。3.輸出刷新階段當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里，

38、PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。這種方式稱為集中輸出。 對(duì)于小型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較少，用戶程序較短，一般采用集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。 而對(duì)于大中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較多，控制功能強(qiáng)，用戶程序較長(zhǎng)，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。從上述分析可知，當(dāng)PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化到PL

39、C輸出端對(duì)該輸入變化做出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入輸出響應(yīng)滯后。對(duì)一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。應(yīng)該注意的是，這種響應(yīng)滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口的濾波環(huán)節(jié)帶來(lái)的輸入延遲，以及輸出接口中驅(qū)動(dòng)器件的動(dòng)作時(shí)間帶來(lái)輸出延遲，同時(shí)還與程序設(shè)計(jì)有關(guān)。滯后時(shí)間是設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意把握的一個(gè)參數(shù)。三、PLC對(duì)輸入/輸出的處理原則（1）輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸入端子板上各輸入點(diǎn)在上一刷新期間的接通和斷開(kāi)狀態(tài)。（2）程序執(zhí)行結(jié)果取決于用戶所編程序和輸入/輸出映像寄存器的內(nèi)容及其他各元件映像寄存器的內(nèi)容。（3）輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的

40、執(zhí)行結(jié)果。（4）輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)決定。（5）輸出端子的接通和斷開(kāi)狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。習(xí)題一、選擇題1.1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)PLC的型號(hào)為（ ）。A、FX2N-48MR B、PDP-14 C、CPM2A D、S7-200 CPU2242.世界上第一臺(tái)PLC生產(chǎn)于（ ）A、1967年日本 B、1968年德國(guó) C、1970年法國(guó) D、1969年美國(guó) 3工業(yè)上通稱的PC機(jī)是指：( )。 A、順序控制器 B、工業(yè)控制器 C、可編程控制器 D、PC微型計(jì)算機(jī)4.PLC是在（ ）和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。A、機(jī)器人技術(shù) B、傳感器

41、技術(shù) C、繼電器控制技術(shù) D、CAD技術(shù)5第一臺(tái)PLC是由以下哪個(gè)公司研制成功的？（ ）A、GE公司 B、DEC公司 C、ABB公司 D、OMRON公司6.PLC 具有較強(qiáng)的（ ），隨著 PLC 的發(fā)展，已經(jīng)能對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理。 A、數(shù)據(jù)處理能力 B、數(shù)字處理能力 C、批處理能力 D、文本處理能力7.PLC 是專門(mén)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取了多層次抗干擾、精選元件的措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的（ ）較高。 A、穩(wěn)定性和可靠性 B、安全性和可靠性 C、可靠性和靈活性 D、穩(wěn)定性和安全性8.PLC 的最大特點(diǎn)之一，就是采用易學(xué)易懂的（ ）為編程語(yǔ)言。

42、A、梯形圖語(yǔ)言 B、C語(yǔ)言 C、匯編語(yǔ)言 D、機(jī)器語(yǔ)言9.PLC能把計(jì)算機(jī)的功能和（ ）結(jié)合起來(lái)。 A、繼電器控制系統(tǒng) B、自動(dòng)化控制系統(tǒng) C、軟件控制系統(tǒng) D、電子控制系統(tǒng)10.PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在（ ）應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 A、工業(yè)環(huán)境 B、軟件環(huán)境 C、室內(nèi)環(huán)境 D、自然環(huán)境11.PLC的輸入電路通常采用（ ）方式提高抗干擾能力。A、磁耦合 B、加裝熔斷器C、外部電器直接和PLC輸入電路相連 D、光電隔離 12.下列PLC中哪個(gè)是屬于小型PLC（ ）。A、西門(mén)子S7-400系列PLC B、歐姆龍C2000H系列 PLCC、西門(mén)子S7-200系列PLC D、三菱QnA/An

43、A系列PLC 13以下關(guān)于ROM不正確的描述是( )。 A、ROM的英文是Read Only Memory B、掉電后，ROM中的內(nèi)容不消失，因此可以保存程序和數(shù)據(jù) C、所有ROM在運(yùn)行時(shí)只能將其內(nèi)存儲(chǔ)的內(nèi)容讀出來(lái)，不能寫(xiě)入新的內(nèi)容 D、PROM中的內(nèi)容用戶不能改變，EPROM、E2PROM和FLASH ROM用戶可以修改14PLC存儲(chǔ)器的作用是( )。 A、存放二進(jìn)制形式的程序和指令 B、存放用戶程序和數(shù)據(jù) C、存放系統(tǒng)程序和用戶程序 D、存放系統(tǒng)程序、用戶程序和用戶數(shù)據(jù)15I/O外部電源是指用于PLC輸入模塊、輸出模塊、輸入傳感器、( )的電源。 A、觸摸屏 B、接近開(kāi)關(guān) C、光電開(kāi)關(guān) D

44、、輸出執(zhí)行元件16雙向晶閘管用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，允許負(fù)載電壓為( ),允許單點(diǎn)輸出電流為0.20.5A。 A、AC85242V B、AC35242V C、AC75242V D、AC55242V17.PLC常見(jiàn)的輸出方式中，既可以帶直流負(fù)載有可帶交流負(fù)載輸出模塊是（ ）。A、晶體管輸出 B、晶閘管輸出 C、繼電器輸出 D、電阻輸出18.下列哪些設(shè)備可以接在PLC的輸出端上的（ ）。A、三相異步電動(dòng)機(jī) B、限位開(kāi)關(guān) C、控制按鈕 D、指示燈19匯點(diǎn)輸入是由PLC內(nèi)部提供輸入信號(hào)的電源，適應(yīng)于( )PLC，源輸入全部輸入信號(hào)為有源信號(hào)。 A、超大型 B、大型 C、中型 D、小型20、PLC的系統(tǒng)程序不

45、包括（ ） A、管理程序 B、供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊 C、用戶指令解釋程序 D、開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序21.下列結(jié)構(gòu)中，不屬于PLC的基本組成結(jié)構(gòu)的是（ ）。A. CPU B. 輸入、輸出接口 C. 存儲(chǔ)器 D. 定時(shí)器22. 某PLC的輸出接口是晶體管電路，則其輸出可驅(qū)動(dòng)（ ）負(fù)載。A. 交流 B. 直流 C. 交、直流 D. 不能確定23.中央處理單元 ( ) 是 PLC 的控制核心。 A、CPU B、CDU C、DTU D、TRU24.PLC的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和（ ）存儲(chǔ)器。 A、用戶程序 B、應(yīng)用程序 C、邏輯 D、只讀25.在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于（ ）的系統(tǒng)程序。 A、

46、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) B、軟件控制系統(tǒng) C、自動(dòng)化系統(tǒng) D、邏輯控制系統(tǒng)26下列哪些設(shè)備可以接在PLC的輸入端上的（ ）。A、電磁閥 B、限位開(kāi)關(guān) C、繼電器線圈 D、指示燈27.可編程序控制器（ ）中存放的數(shù)據(jù)斷電即丟失。A、RAM B、ROM C、EEPROM D、以上都是28.由于 PLC 投入運(yùn)行后，只是在（ ）階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。 A、輸入采樣 B、輸入驗(yàn)證 C、輸出采樣 D、輸出驗(yàn)證29.當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式采集現(xiàn)場(chǎng)各（ ）的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。 A、輸入裝置 B、輸出裝置 C、運(yùn)行裝置 D、停止裝置30.PLC的

47、主要工作方式是（ ）。A、循環(huán)掃描工作方式 B、中斷工作方式C、獨(dú)立工作方式 D、等待工作方式31.在掃描輸入階段，PLC會(huì)將所有輸入端的狀態(tài)送到（ ）保存。A、輸出映像寄存器 B、輸入映像寄存器C、內(nèi)部寄存器 D、變量寄存器32.S7-200PLC CPU模塊當(dāng)輸入端0.0和對(duì)應(yīng)的公共端1M之間輸入為DC24V時(shí)， ( )。 A、在當(dāng)前掃描周期的采樣階段，輸入繼電器I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)會(huì)立即閉合 B、無(wú)論何時(shí)，輸入繼電器I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)都立刻閉合 C、在程序執(zhí)行階段，輸入繼電器I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)立刻閉合 D、不能確定33PLC控制系統(tǒng)上電后，導(dǎo)致某個(gè)輸出點(diǎn)（O）狀態(tài)指示燈亮的原因是( )。

48、A、該輸出點(diǎn)（O）已連接外部負(fù)載 B、在用戶程序中使用了該輸出點(diǎn) C、PLC正處于運(yùn)行狀態(tài) D、PLC在停機(jī)狀態(tài)下對(duì)該輸出點(diǎn)34.在輸出掃描階段，將（ ）寄存器中的內(nèi)容復(fù)制到輸出接線端子上。 A、 輸入映象 B、 輸出映象 C、 變量存儲(chǔ)器 D、 內(nèi)部存儲(chǔ)器二、判斷題1.PLC可以用在任何控制場(chǎng)合。（ ）2.PLC只能處理數(shù)字量，不能處理模擬量。（ ）3.世界上第一臺(tái)可編程序邏輯控制器（PLC）PDP-14。（ ）4.可編程控制器是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。（ ）5.PLC常用的編程語(yǔ)言為梯形圖語(yǔ)言。（ ）6.PLC的輸入電路均采用光電耦合隔離方式。（ ）7.S7-200系列PLC是

49、德國(guó)OMRON公司生產(chǎn)的小型PLC。（ ）8.1975年西門(mén)子公司SIMATIC S3投放市場(chǎng)的，它是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器。（ ）9.PLC對(duì)供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾。（ ）10.大型的PLC通常采用整體式結(jié)構(gòu)，一般用于比較復(fù)雜的控制場(chǎng)合。（ ）11.輸出接口為晶體管輸出的PLC可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。（ ）12.PLC的輸出模塊主要有繼電器輸出R、雙向晶體管輸出T、晶閘管輸出S。（ ）13.有的PLC能夠向外部提供24V直流電源。（ ）14.在PLC控制系統(tǒng)中，控制按鈕一般接在PLC的輸入點(diǎn)上。（ ）15.PLC中輸出接口電路的作用是把由CPU處理過(guò)的數(shù)

50、字信號(hào)送給輸出端的電路元件，以控制其通斷，從而驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備。（ ）16.PLC中使用的存儲(chǔ)器有只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM兩種。（ ）17.PLC在CPU的控制下有條不紊地協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的控制。（ ）18.PLC直流輸入接口電路不采用光電耦合器進(jìn)行隔離。（ ）19.根據(jù)PLC的存儲(chǔ)空間一般包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)、系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)、用戶程序存儲(chǔ)區(qū)三個(gè)區(qū)域。（ ）20.PLC的基本電源一般使用AC100V/240V與DC24V兩種類型。（ ）21.PLC掃描周期主要取決于程序的長(zhǎng)短。( )22.PLC的程序執(zhí)行過(guò)程分為三個(gè)階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出處理階段。( )23.

51、PLC運(yùn)行程序時(shí)，其輸入輸出存在滯后現(xiàn)象。( )24.PLC的程序執(zhí)行就是將用戶程序調(diào)入到存儲(chǔ)器中進(jìn)行分析處理。( )25.PLC是采用“并行”方式工作的。( )5.1習(xí)題參考答案一、選擇題1.B 2.D 3.C 4.C 5.B 6.A 7.A 8.A 9.A 10.A11.D 12.C 13.D 14.D 15.D 16.A 17.C 18.D 19.D 20.D21.D 22.B 23.A 24.A 25.A 26.B 27.A 28.A 29.A 30.A31.B 32.A 33.B 34.B二、判斷題1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.11. 12. 13. 1

52、4. 15. 16. 17. 18. 19. 20.21. 22. 23. 24. 25.5.2 西門(mén)子S7-200系列PLC簡(jiǎn)介【培訓(xùn)目標(biāo)】1.掌握西門(mén)子PLC的基本組成及各部分的作用。2.了解PLC的基本技術(shù)規(guī)范。 3.了解西門(mén)子PLC的安裝條件及方式。 4.掌握西門(mén)子PLC的接線要求。5.2.1 S7-200 PLC基本組成S7-200 PLC是一種緊湊型可編程序控制器。整個(gè)系統(tǒng)的硬件架構(gòu)主要由CPU模塊和豐富的擴(kuò)展模塊組成。它可以滿足各種設(shè)備的自動(dòng)化控制的需求。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見(jiàn)

53、的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號(hào)。一、S7-200 CPU單元S7-200 CPU又稱為PLC系統(tǒng)的主機(jī)或主單元，其外形如圖5.2.1.1所示。它將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I/O點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而形成了一個(gè)功能強(qiáng)大的微型PLC，在下載了程序之后，S7-200將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序中的輸入輸出設(shè)備。圖5.2.1.1 S7-200 CPU 外形圖在圖5.2.1.1中，蓋板下的工作模式選擇開(kāi)關(guān)用于選擇PLC的RUN，TERM和STOP工作模式。蓋板下還有有模擬電位器和擴(kuò)展端口。S7-200 CPU221、222有一個(gè)模擬電位器，S7-200 CPU224、226、有兩個(gè)模擬電位器0和1，用小型旋具調(diào)節(jié)模擬電位器，可將0255之間的數(shù)值分別存入特殊存儲(chǔ)器字節(jié)SMB28和SMB29中。多在調(diào)試中使用，可以作為如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過(guò)程量的控制參數(shù)。擴(kuò)展端口通過(guò)扁平電纜連接PLC的各種擴(kuò)展模塊。PLC的工作狀態(tài)由狀態(tài)LED顯示，其中SF/DIAG狀態(tài)LED亮表示為系統(tǒng)故障指示，RUN狀態(tài)LED亮表示系統(tǒng)處于運(yùn)行工作模式，STOP狀態(tài)LED亮表示系統(tǒng)處于停止工作模式。通信口用于PLC與個(gè)人計(jì)算