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可编程控制器特点

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（一）可靠性高，抗干扰能力强 ^[2] 

PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了*的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均*时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有*的可靠性也就不奇怪了。

（二）硬件配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线 ^[3]  。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

（四）容易改造

系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

（五）体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制器。

可编程控制器主要用途

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PLC采用微电子技术来完成各种控制功能，在现场的输入信号作用下，按照预先输入的程序，控制现场的执行机构，按照一定规律进行动作。其主要功能如下 ^[3]  。

顺序逻辑控制

　　这是PLC最基本较广泛的应用领域，用来取代继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。它即可用于单机控制或多机控制又可用于自动化生产线的控制。PLC根据操作按钮、限位开关及其他现场给出的指令信号，控制机械运动部件进行相应的操作 ^[5]  。

运动控制

在机械加工行业，可编程控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，完成机床的运动控制。很多PLC制造厂家已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴的位置控制模板。在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据送给模板，模板移动一轴或数轴到目标位置。当每个轴移动时，位置控制模板保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。目前已用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削、磨消应用当中。

定时控制

PLC为用户提供了一定数量的定时器，设置了定时器指令，如OMRON公司的CPM1A,，每个定时器可实现0·1~999·9s或0·01~99·9s的定时控制，SIEMENS公司S7—200系列可提供时基单位为0·1s/0`01s及0·00s的定时器，实现从0·001s到3276·7s的定时制。可按一定方式进行定时时间的扩展。定时精度高，定时设定方便、灵活。PLC还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。

记数控制

PLC为用户提供的记数器分为普通记数器，可逆记数器(增减计数器)、高速计数器等，用来完成不同用途的记数控制命令。计数器值等于计数器设定值，或在某一数值范围时，发出控制命令。计数器的记数值可在运行中被读出，也可在运行中进行修改^[3]  。

步进控制

　　PLC为用户提供了一定数量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步进控制功能。在一道工序完成之后，自动进行下一道工序。一个工作周期结束后，自动进入下一个工作周期。有些PLC还专门设有步进控制指令，使得步进控制更为方便。

数据处理

大部分PLC都具有不同程度的数据处理功能 ^[3]  ，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成数据运算如；加、减、乘、除、乘方、开方等，逻辑运算如；字与、字或、字异或、求反等，移位、数据比较和传送数值的转换等操作。

模、数和数、模转换

在过程控制或闭环控制系统中，存在温度、压力、流量、速度位移、电流、电压等连续变化的物理量。过去，PLC用于逻辑控制，对于这些物理量的控制主要靠仪表控制或分布式系统DCS。目前，大、中型PLC都具有物理处理功能，很多小型PLC也具有物理量处理功能，编程和使用都很方便 ^[2]  。

通信及联网

大都分PLC都具备通信能力，能够实现PLC与计算机，PLC与PLC之间的通信。通过这些通信技术，使PLC更容易构成工厂自动化（FA）系统。也可与打印机、监视器等外部设备相连，记录和监视有关数据

根据用户的使用方式和特点，可编程控制器可以分为两种*不同的市场：项目型市场和OEM型市场。可编程控制器的主要应用 ^[5]  ：

项目型市场中，可编程控制器主要应用在冶金、汽车、市政、电力等行业；OEM市场中，可编程控制器主要应用在纺织机械、包装、机床等传统行业。小型PLC主要用于OEM市场，主要以三菱，西门子，欧姆龙、爱德克等品牌为主，爱德克的可编程控制器有：FC4A,FC5A,FT1A,其中FT1A将 PLC 功能与小型显示器结合在一起，无需主机设备，省接线，省空间，性价比高。而FT1A使用非常方便，例如其触点输出为10A，可以直接带动大容量负载，如电磁阀等。

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技术数据也趋于一致，I/O过程映像区增大。同时，CPU315(F)-2DP的PROFIBUS可以使用同步模式，并带有可以进行数据设置的路由。性能提升新一代的S7-300CPU性能比现有的312，314和315(F)-2DPCPU有了显著提升，例如，新一代的CPU的用户程序执行速度是原来CPU的2倍或更高。位运算时间缩减到50ns，字运算时间缩减到90ns，定点和浮点数运算性能也有了较大的提升。同时监控两个块新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同时在线监控两个块，用户可以选择在一个PG或PC上同时监视两个块或在两个PG或PC上同时监控一个块。此外，增加了在块状态中监视的程序行数。只有在STEP7V5.4SP5中才有这个功。
        检查无误后送电。此外，应避免两线制与四线制信号、电流与电压信号的混接，以免烧坏模块。(4)一般变送器的负载能力为600Ω，而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏，必须注意抗阻的匹配；模拟量输出模块的负载能力为600Ω，一般执行器的负载能力为250Ω；如线路较长，也存在抗阻匹配问题。此外，要加强信号的，是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备配套的小型PLC之间的信号，防止相互干扰。四结束语S7-300PLC的应用非常广泛，在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题。本文从实际出发，总结多年实践经验，对以上各方面的问题提出了自己的见解，希望对工程技术人员能有一定的参考价。
        代表了未来小型可编程控制器的发展方向，西门子也将一如既往开拓，自动化潮流。西门子中型可编程控制器系列S7-300技术革新啦！S7-300PLC是SIMATICS7家族中的中型可编程序控制器，作为以前版本的升级，新一代固件版本为V3.0的S7-300系列的CPU315-2DP和315F-2DP已经发布，这些CPU都有新的订货号。新一代的S7-300系列CPU与以前对应版本备件兼容，具备以下亮点：性能方面，性能提升了2倍或者更高。内存方面，CPU314从96KB扩展到128KB，CPU315-2DP从128KB扩展到256KB，CPU315F-2DP从192KB扩展到384KB。此外，可以同时在线监控两个。

一、电源

可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去

二、中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

三、存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

四、输入输出接口电路

1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。

2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

五、功能模块

如计数、定位等功能模块。

六、通信模块

工作原理折叠编辑本段

当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。