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PLC的特点
1、通用性强、灵活性好、功能齐全 PLC是专为在工业环境下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明特点。通过选配相应的控制模块便可适用于各种不同的工业控制系统。同时，由于PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，当生产工艺改变或生产设备更新时，不必改变
1. 向高集成、高性能、高速度，大容量发展
微处理器技术、存储技术的发展十分迅猛，功能更强大，价格更便宜，研发的微处理器针对性更强。这为可编程序控制器的发展提供了良好的环境。大型可编程序控制器大多采用多CPU结构，不断地向高性能、高速度和大容量方向发展。
在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些可编程序控制器还具有模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。
2. 向普及化方向发展
由于微型可编程序控制器的价格便宜，体积小、重量轻、能耗低，很适合于单机自动化，它的外部接线简单，容易实现或组成控制系统等优点，在很多控制领域中得到广泛应用。
3. 向模块化、智能化发展
可编程序控制器采用模块化的结构，方便了使用和维护。智能I/O模块主要有模拟量I/O、高速计数输人、中断输入、机械运动控制、热电偶输入、热电阻输入、条形码阅读器、多路BCD码输人/输出、模糊控制器、PID回路控制、通信等模块。智能I/O模块本身就是一个小的微型计算机系统，有很强的信息处理能力和控制功能，有的模块甚至可以自成系统，单独工作。它们可以完成可编程序控制器的主CPU难以兼顾的功能，简化了某些控制领域的系统设计和编程，提高了可编程序控制器的适应性和可靠性。
4. 向软件化发展
编程软件可以对可编程序控制器控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构和参数，例如设置各框架各个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通信接口的参数等。在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。可编程序控制器编程软件有调试和监控功能，可以在梯形图中显示触点的通断和线圈的通电情况，查找复杂电路的故障非常方便。历史数据可以存盘或打印，通过网络或Modem卡，还可以实现远程编程和传送。
个人计算机（PC）的价格便宜，有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。目前已有多家厂商推出了在PC上运行的可实现可编程序控制器功能的软件包，如亚控公司的KingPLC。“软PLC"在很多方面比传统的“硬PLC"有优势，有的场合“软PLC"可能是理想的选择。
5. 向通信网络化发展
伴随科技发展，很多工业控制产品都加设了智能控制和通信功能，如变频器、软启动器等。可以和现代的可编程序控制器通信联网，实现更强大的控制功能。通过双绞线、同轴电缆或光纤联网，信息可以传送到几十公里远的地方，通过Modem和互联网可以与**上其他地方的计算机装置通信。
相当多的大中型控制系统都采用上位计算机加可编程序控制器的方案，通过串行通信接口或网络通信模块，实现上位计算机与可编程序控制器交换数据信息。组态软件引发的上位计算机编程革命，很容易实现两者的通信，降低了系统集成的难度，节约了大量的设计时间，提高了系统的可靠性。国际上比较**的组态软件有Intouch、Fix等，国内也涌现出了组态王、力控等一批组态软件。有的可编程序控制器厂商也推出了自己的组态软件，如西门子公司的WINCC。
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S7-300
-
模块化微型PLC系统，满足中、小规模的性能要求
-
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
-
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
-
方便用户和简易的无风扇设计
-
当控制任务增加时，可自由扩展
-
大量的集成功能使它功能非常强劲
信号模块是 SIMATIC S7-300 与过程相连的接口。
大量不同的数字量和模拟量模块可**提供每种任务所需的输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。
对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
另外，面向安全的应用中还可使用故障安全模块。
数字量输入/输出模块具有下列机械特性：
紧凑型设计
坚固的塑料机壳里包括：
-
绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
-
前连接器插座，通过前门保护
-
前门上的标签区。
-
连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。
安装方便
模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。
当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。
方便用户接线
装置单元通过连接器连接。当首次连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。
-----------------------------------------------------------------------------------------
S7-300是SIMATIC控制器中销售量**多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说，S7-300 是用于集中式或分布式结构的解决方案。坚持不懈的创新和改革使S7-300这个广泛应用的自动化平台能持续不断的升值概述。
数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。
模块化微型PLC系统，满足中、小规模的性能要求
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
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当控制任务增加时，可自由扩展
大量的集成功能使它功能非常强劲
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大量不同的数字量和模拟量模块可**提供每种任务所需的输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。
对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
另外，面向安全的应用中还可使用故障安全模块。
数字量输入/输出模块具有下列机械特性：
紧凑型设计
坚固的塑料机壳里包括：
-
绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
-
前连接器插座，通过前门保护
-
前门上的标签区。
-
连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。
安装方便
模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。
当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。
方便用户接线
装置单元通过连接器连接。当首次连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。
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S7-300是SIMATIC控制器中销售量**多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说，S7-300 是用于集中式或分布式结构的解决方案。坚持不懈的创新和改革使S7-300这个广泛应用的自动化平台能持续不断的升值概述。
数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。
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电动机起动、自保持及停止控制电路的PLC程序设计
传统的继电器—接触器控制的电动机的起动、自保持及停止电路，按下起动按钮SB2，接触器KM线圈得电并自锁，电动机起动运行，按下停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，电动机停止运行。
和继电器控制系统类似，PLC也是由输入部分，逻辑部分和输出部分组成。其相对应的元件安排如下
按下起动按钮SB2，X000接收外部信号置“1”，Y000置“1”并自锁，自锁的目的是当起动按钮SB2松开，X000置“0”时，Y000仍然能保持置“1”状态，使电动机连续运行。需要停车时，按下停止按钮SB1，X001常闭触电置“0”，断开Y000，使Y000置“0”，使电动机停止运行。其相应的控制梯形图如图1所示：
程序清单：
LD X000
OR Y000
ANI X001
OUT Y000
END
电动机起动、自保持及停止控制电路是梯形图中**典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素，具体体现如下几点：
1．事件：每一个梯形图支路都针对一个事件。事件用输出线圈表示，本例中为Y000。
2．事件发生的条件：梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置“1”的条件即是事件发生的条件，本例中为起动按钮SB2使X000“1”。
3．事件得以延续得条件：触点组合中使线圈置“1”得以保持得条件是与X000并联得Y000自锁触点闭合。
4．使事件终止的条件：触点组合中使线圈置“1”中断的条件。本例中为停止按钮SB1使X001常闭触点断开。
星形-三角形减压起动控制线路原理与实现
1.Y—Δ降压起动的原理：把正常运行时，定子绕组应作三角形联接的笼型异步电动机在起动时接成Y形，起动电压从380V→220V，从而减小起动电流。待转速上升后，再改接成Δ联结，投入正常运行。这是一种**常用的降压起动。起动时绕组承受的电压为额定电压的1/
倍，起动电流为三角形接法时的1/3。
2．控制过程:
主回路：合上QS→控制线路接上电源
控制回路：
（1）SB2按钮按下→KT、KM3线圈得电→KM3触头闭合→KM1线圈得电自锁→KM1、KM3主触头闭合→电动机星形联接起动。
（2）KT整定时间到→延时断开触点断开→KM3线圈失电→KM3常开触头断开，常闭复位→KT失电，KM2线圈得电→KM2主触头闭合→电动机三角形联接正常运行。
3．Y—Δ降压起动投资少，线路简单，操作方便，但起动转矩小，适用于空载或轻载场合，普遍应用于空载或轻载的正常运行是三角形联结的笼型异步电动机起动。
PLC触点串联运算(相乘运算)实验
AND串开点，ANI串闭点
[案例3-2] PLC触点串联运算(相乘运算)实验
3)PLC实验接线图、及动作顺序分析
梯形图有时又称继电器形逻辑图编程。这种方法是当今使用**为广泛的，对些我们将在介绍基本指令应用中作详细介绍。它使用**广泛的主要原因是它和以往的继电器控制线路十分接近。
如图1是典型的梯形图，两边垂直的线称为母线，在母线之间通过串并（与、非）关系构成一定的逻辑关系。PLC中还有一个关键的概念“能流”（Power plow）。这仅仅是概念上的能流。如图，把梯形图中左边的母线假想为电源的“火线”，右边的母线假想为“零线”。如果有“能流”，则从左至右流向线圈，线圈被激励。原则线圈未被激励。母线中是否有“能流”流过，即线圈能否被激励，其关键主要取决于母线的逻辑线路是否接通。
应该强调指出的是，“能流”仅仅是假想的，便于理解梯形图各输出点动作的概念，并非实际存在的。
S7-200系列PLC乘除法指令应用举例梯形图
S7-200系列PLC乘除法指令应用举例，程序如图1所示。
LD I0.0
MUL AC1 VD100
DIV VW10 VD200图1
注意：因为VD100包含：VW100和VW102两个字，VD200包含：VW200和VW202两个字，所以在语句表指令中不需要使用数据传送指令。
S7-200CPU上的通信口是与RS-485兼容的9针D型连接器，符合欧洲标准EN 50170。下表给出了通信口的引脚分配。
表1 S7-200 CPU通信口引脚分配
|
连接器 |
针 |
PROFIBUS名称 |
端口0/端口1 |
|
|
1 |
屏蔽 |
逻辑地 |
|
2 |
24V返回 |
逻辑地 |
|
|
3 |
RS-485信号B |
RS-485信号B |
|
|
4 |
发送申请 |
RTS(TTL) |
|
|
5 |
5V返回 |
逻辑地 |
|
|
6 |
+5V |
+5V，100Ω串联电阻 |
|
|
7 |
+24V |
+24V |
|
|
8 |
RS-485信号A |
RS-485信号A |
|
|
9 |
不用 |
10位协议选择 |
|
|
连接器外壳 |
屏蔽 |
屏蔽 |
PLC的运行对环境的要求注意事项
国产plc因而正在运用中应留意以下成绩：电源：PLC关于电源线带来的搅扰存正在一定的抵抗力。正常PLC都由直流24 V输入需要应输出端，当输出端运用外接电流源时，应选用直流稳压电源。
环境：防止有侵蚀和易爆的气体，相似化学的酸碱等。 国产plc关于环境中有较多粉尘或者侵蚀性气体的条件，可将PLC装置正在开启性较好的掌握室或者掌握柜中。相似电厂的干排渣、干除灰等，正在基建前期增多了开启蜗居。
震动：应使PLC远离激烈的震动源，预防振动频次为10～55 Hz的屡次或者陆续振动。当运用条件没有可防止震动时，必需采取减震措施，如采纳减震胶。
湿度：为了保障PLC的绝缘功能，环境的**于湿度应小于85％(无凝露)。
温度：PLC请求条件温度正在0～55℃，装置时没有能放正在发烧能大的部件上面，四处透风散热的时间应剩余大。
PLC是国产plc一种用来轻工业消费主动化掌握的设施，正常没有需求采取什么措施，就能够间接正在轻工业条件中运用。但是，虽然有如上所述的牢靠性较高，抗搅扰威力较强，但当消费 条件过于顽劣，电磁搅扰尤其激烈，或者装置运用没有当，就能够形成顺序谬误或者演算谬误，从而发生误输出并惹起误输入，这将会形成设施的失控和误举措，国产plc从而没有能保障PLC的畸形运转。要进步PLC掌握零碎牢靠性，一范围请求PLC消费厂家进步设施的抗搅扰威力；另一范围，请求设想、装置和运用保护中惹起高低注重，多方合作能力完美处理成绩，无效地加强零碎的抗搅扰功能。
1）控制规模不断扩大，单台PLC可控制成千乃至上万个点，多台PLC进行同位链接可控制数万个点。
2）指令系统功能增强，能进行逻辑运算、计时、计数、算术运算、PID运算、数制转换、ASCⅡ码处理。**PLC还能处理中断、调用子程序等。使得PLC能够实现逻辑控制、模拟量控制、数值控制和其他过程监控，以至在某些方面可以取代小型计算机控制。
3）处理速度提高，每个点的平均处理时间从10μs左右提高到1μs以内。
4）编程容量增大，从几K字节增大到几十K，甚至上百K字节。
5）编程语言多样化，大多数使用梯形图语言和语句表语言，有的还可使用流程图语言或高级语言。
6）增加通信与联网功能，多台PLC之间能互相通信，互相交换数据，PLC还可以与上位计算机通信，接受计算机的命令，并将执行结果告诉计算机。通信接口多采用RS-422／RS-232C等标准接口，以实现多级集散控制。
目前，为了适应不同的需要，进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范围，PLC正朝着以下两个方向发展。其一是低档PLC向小型、简易、廉价方向发展，使之广泛地取代继电器控制；其二是中、**PLC向大型、高速、多功能方向发展，使之能取代工业控制微机的部分功能，对大规模的复杂系统进行综合性的自动控制。
在数控机床上采用PLC代替继电器控制，使数控机床结构更紧凑，功能更丰富，响应速度和可靠性大大提高。在数控机床、加工中心等自动化程度高的加工设备和生产制造系统中，PLC是不可缺少的控制装置。
起保停电路及点动控制电路
在自动控制电路中，起动按钮SB2，停止按钮SB1和交流接触器KM组成了起动、保持、停止（简称起保停电路）典型控制电路。图1-24是一个常用的**简单的控制电路。
起动时，合上隔离开关QS。引入三相电源，按下起动按钮SB2，接触器KM的线圈通电，接触器的主触头闭合，电动机接通电源直接起动运转。同时与SB2并联的常开辅助触头KM也闭合，使接触器线圈经两条路通电，这样，当SB2复位时，KM的线圈仍可通过KM触头继续通电，从而保持电动机的连续运行。这种依靠按接触器自身常开辅助触头而使其线圈保持通电的功能称为自保或自锁，这一对起自锁作用的触头称作自锁触头。
要使电动机停止运转，只要按下停止按钮SB1，将控制电路断开，接触器KM断电释放，KM的常开主触头将三相电源切断，电动机停止运转。当按钮SB1松开而恢复闭合时，接触器线圈已不能再依靠自锁触头通电了，因为原来闭合的触头早已随着接触器的断电而断开了。
起保停电路实现了电动机的连续运行控制。但有些生产机械要求按钮按下时，电动机运转，松开按钮时，电动机就停止，这就是点动控制。如图1-25图a所示。图b、c是实现点动与连续运行的电路。
一个声控开关控制的照明灯控制程序的梯形图举例
试设计一个照明灯的控制程序。当接在I0.0上的声控开关感应到声音信号后，接在Q0.0上的照明灯可发光30S。如果在这段时间内声控开关又感应到声音信号，则时间间隔从头开始。这样可确保**后一次感应到声音信号后，灯光可维持30S的照明。
答案：参考梯形图
1）周期可调的脉冲信号发生器
如图5-6所示采用定时器T0产生一个周期可调节的连续脉冲。当X0常开触点闭合后，**次扫描到T0常闭触点时，它是闭合的，于是T0线圈得电，经过1s的延时，T0常闭触点断开。T0常闭触点断开后的下一个扫描周期中，当扫描到T0常闭触点时，因它已断开，使T0线圈失电，T0常闭触点又随之恢复闭合。这样，在下一个扫描周期扫描到T0常闭触点时，又使T0线圈得电，重复以上动作，T0的常开触点连续闭合、断开，就产生了脉宽为一个扫描周期、脉冲周期为1s的连续脉冲。改变T0的设定值，就可改变脉冲周期。
图5-6 周期可调的脉冲信号发生器
a）梯形图 b）时序图
（2）占空比可调的脉冲信号发生器
如图5-7所示为采用两个定时器产生连续脉冲信号，脉冲周期为5秒，占空比为3：2（接通时间：断开时间）。接通时间3s，由定时器T1设定，断开时间为2s，由定时器T0设定，用Y0作为连续脉冲输出端。
图5-7 占空比可调的脉冲信号发生器
a）梯形图 b）时序图
（3）顺序脉冲发生器
如图5-8a所示为用三个定时器产生一组顺序脉冲的梯形图程序，顺序脉冲波形如图5-8b所示。当X4接通，T40开始延时，同时Y31通电，定时l0s时间到，T40常闭触点断开，Y31断电。T40常开触点闭合，T41开始延时，同时Y32通电，当T41定时15s时间到，Y32断电。T41常开触点闭合，T42开始延时．同时Y33通电，T42定时20s时间到，Y33断电。如果X4仍接通，重新开始产生顺序脉冲，直至X4断开。当X4断开时，所有的定时器全部断电，定时器触点复位，输出Y31、Y32及Y33全部断电。