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输出模块的类型
1．按I/O点数及存储器的容量分类
一般而言，处理的I/O点数比较多，则控制关系比较复杂，用户需要的程序存储器容量比较大，要求PLC指令及其他功能比较多，指令执行的过程也比较快等。按PLC模块的输入输出点数可分为如下三类：
1）小型输出模块——小型PLC的功能一般以开关量控制为主，其输入、输出总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4K字以下。现在的高性能小型PLC还具有一定的通讯能力和少量的模拟量处理能力。这类PLC的特点是价格低廉，体积小巧，适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。典型的小型机有西门子公司的S7-200系列、Rockwell公司的SLC500系列、OMRON公司的CPM2A系列、三菱公司的FX系列等产品。
2）中型PLC——中型PLC的输入、输出总点数在256～1024点之间，用户程序存储器的容量大于8K字。中型PLC具有更强的模拟量处理能力、数字计算能力和通讯能力。中型机的指令比小型机更丰富，一般适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程的控制场合。典型的中型机有西门子的S7-300系列、Rockwell公司的、OMRON公司的C200H系列等产品。
3）大型PLC——大型PLC的I/O总点数在1024点以上，用户程序存储器容量可达8～16M。大型PLC的性能已经与工业控制计算机相当，模块它具有计算、控制和调节的功能，还具有强大的通讯联网能力。它可以连接HMI作为系统或操作界面，能够表示过程的动态流程，记录各种曲线，可配备多种智能模块，构成一个多功能系统。这种系统还可以和其他型号的控制器、上位机相连，组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用于设备自动化、过程自动化控制和过程监控。典型的大型PLC有西门子的S7-400、OMRON公司的CVMl和CSl系列、Rockwell公司的PLC5/05系列等产品。
2. 根据结构形式分
三菱FX系列
1）整体式（箱体式）——整体式结构的特点是将PLC的基本部件，如CPU板、输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元（主机）或扩展单元。基本单元上设有扩展端口，通过扩展电缆与扩展单元相连。以构成PLC不同的配置。整体式结构的PLC体积小，成本低，安装方便。微型和小型PLC一般为整体式结构。
西门子PLC S7-300
2）机架模块式——模块式结构的PLC是由一些模块单元构成，这些标准模块如CPU模块、输人模块、输出模块、电源模块和各种功能模块等，将这些模块插在框架上或基板上即可。各模块功能是独立的，外形尺寸是统一的，插入什么模块可根据需要灵活配置。目前，中、大型PLC多采用这种结构形式
1.使用灵活、通用性强
2.可靠性高、抗干扰能力强
3.接口简单、维护方便
4.体积小、功耗小、****
5.编程简单、容易掌握
6.设计、施工、调试周期短
具体阐述：1.使用灵活、通用性强——PLC的硬件是标准化的，加之PLC的产品已系列化，功能模块品种多，可以灵活组成各种不同大小和不同功能的控制系统。在PLC构成的控制系统中，只需在PLC的端子上接入相应的输入输出信号线。当需要变更控制系统的功能时，可以用编程器在线或离线修改程序，同一个PLC装置用于不同的控制对象，只是输入输出组件和应用软件的不同。
2.可靠性高、抗干扰能力强——微机功能强大但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能导致一般通用微机不能正常工作；传统的继电器—接触器控制系统抗干扰能力强，但由于存在大量的机械触点（易磨损、烧蚀）而寿命短，系统可靠性差。PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高，从实际使用情况来看，PLC控制系统的平均*时间一般可达4～5万小时。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，能适应有各种强烈干扰的工业现场，并具有故障自诊断能力。如一般PLC能抗1000V、1ms脉冲的干扰，其工作环境温度为0～60℃，无需风冷。
3.接口简单、维护方便——PLC的接口按工业控制的要求设计，有较强的带负载能力（输入输出可直接与交流220V，直流24V等强电相连），接口电路一般亦为模块式，便于维修更换。有的PLC甚至可以带电插拔输入输出模块，可不脱机停电而直接更换故障模块，大大缩短了故障修复时间。
4.体积小、功耗小、****——以小型PLC（TSX21）为例，它具有128个I/O接口，可相当于400～800个继电器组成的系统的控制功能，其尺寸仅为216×127×110mm3，重2.3kg，不带接口的空载功耗为1.2W，其成本仅相当于同功能继电器系统的10～20％。PLC的输入输出系统能够直观地反应现场信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，如内部工作状态、通讯状态、I/O点状态、异常状态和电源状态等，对此均有醒目的指示，非常有利于运行和维护人员对系统进行。
5.编程简单、容易掌握——PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑了现场工程技术人员的技能和习惯。大多数PLC的编程均提供了常用的梯形图方式和面向工业控制的简单指令方式。编程语言形象直观，指令少、语法简便，不需要专门的计算机知识和语言，具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内掌握。利用的编程器，可方便地查看、编辑、修改用户程序。
6.设计、施工、调试周期短——用继电器—接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏（柜）的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。而采用PLC控制，由于其靠软件实现控制，硬件线路非常简洁，并为模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量（输入输出点数、内存大小）等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，缩短了施工周期。PLC是通过程序完成控制任务的，采用了方便用户的工业编程语言，且都具有强制和仿真的功能，故程序的设计、修改和调试都很方便，这样可大大缩短设计和投运周期。
方便的人机界面服务已经集成在S7—300操作系统内、因此人机对话的编程要求大大减少。
SIMATIC人机界面(HMl)从S7—300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送。
诊断功能：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：超时、模块更换等)。
口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改，操作方式选择开关：操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，
PLCS7-200 SMART是西门子针对中国的OEM市场研发的新一代PLC。作为S7-200CN的升级产品，一方面继承了S7-200CN丰富的功能，另一方面融入了新的亮点，将覆盖并超越S7-200CN。从产品上市至今，S7-200 SMART在包装、纺织、机床、食品、橡塑等众多行业广泛应用，在提升设备性能和降低设备成本上发挥着重要作用。平顶山市西门子模块总代理商
西门子S7-1500PLCSIMATIC S7-1500 – 提升生产力和生产效率 新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，大程度提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到TIA博途中，提高了工程组态的效率。
西门子S7-400PLC高超的通讯能力和强大的集成接口使SIMATIC S7-400成为极适合诸如对整个系统进行协调的较大任务过程控制器的理想选择。CPU的分级使得性能的可扩展成为可能。 同时，对外设I/ O能力的扩展几乎是无限的。而且，程序控制器信号模块可以在系统运行中（热插拔）进行插入和删除操作，很容易进行系统扩展或模块更换
计算机辅助设计编程
计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。
7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤
在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。
1. 对系统任务分块
分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。
2. 编制控制系统的逻辑关系图
从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。
3. 绘制各种电路图
绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。
4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试
在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改要整个程序完成后一起算总帐。
5. 制作控制台与控制柜
在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。
6. 现场调试
现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能后实地测试和后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。
7. 编写技术文件并现场试运行
经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。
西门子ET200SP是高度灵活可扩展的分布式I/O系统，通过PROFINET或者PROFIBUS将过程信号连接到控制器。
ET 200SP安装于标准导轨，其基本组成：
· 一个接口模块，和控制器通过PROFINET或者PROFIBUS进行通讯
· 多64个插入无源基座中的I/O模块
· 一个右侧用于完成站点配置的服务模块（无需单独订购，随接口模块附带）
ET 200SP使用尤其简单，设计紧凑节省了控制箱的空间，带来了的经济性。SIMATIC ET 200SP支持高速PROFINET通讯，性能更高
尽管plc是专门在现场使用的控制装置，在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件， 并采取必要的抗干扰措施。 1. PLC的安装 PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所： （1）环境温度超过0 ~ 50℃的范围； （2）相对湿度超过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）； （3）太阳光直接照射； （4）有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等； （5）有打量铁屑及灰尘； （6）频繁或连续的振动，振动频率为10 ~ 55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）； （7）超过10g（重力加速度）的冲击。 小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境超过55C，要安装电风扇，强迫通风。 为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。 当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至**损坏。 2. 电源接线 PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。 FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。 如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。 对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。 3. 接地 良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC。 4. 直流24V接线端 使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。 PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。 如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。 每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。 FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。 5. 输入接线 PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。 输入器件可以是任何无源的触点或集电极开路的NPN管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。 输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。 若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能超过两只。 另外，输入接线还应特别注意以下几点： （1）输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。 （2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。 （3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度，应大于扫描周期的时间。 6. 输出接线 （1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。 （2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 （3）由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。 （4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，因此继电器工作寿命要求长。 （5）PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。 此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。 交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行 |