江苏省西门子WINCC软件中国总代理

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浔之漫智控技术（上海）有限公司（xzm-wqy-bfzy）
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微型计算机是通用机，功能完备，价格较高。PLC是**机，功能较少，价格相对较低。
从以上几个方面的比较可知，PLC是一种用于工业自动化控制的**微机控制系统，结构简单，抗干扰能力强，易于学习和掌握，价格也比一般的微机系统便宜。在同一系统中，一般PLC集中在功能控制方面，而微型计算机作为上位机集中在信息处理和PLC网络的通信管理上，两者相辅相成
继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，触点的开关动作一般在几十毫秒数量级，且机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级，因此速度较快，PLC内部还有严格的同步控制，不会出现触点抖动问题。
（4）从定时和计数控制上进行比较
继电器控制系统采用时间继电器的延时动作间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高且调整时间困难。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围一般从0.1s到若干分钟甚至更长，用户可根据需要在程序中设定定
PLC虽然以微处理器为核心，具有微型计算机的许多特点，但它的工作方式却与微型计算机有很大不同。微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序；无键按下，则继续扫描等待。而PLC采用循环扫描的工作方式，即“顺序扫描，不断循环”。
用户程序通过编程器或其它输入设备输入存放在PLC的用户存储器中。当PLC开始运行时，CPU根据系统监控程序的规定顺序，通过扫描，完成各输入点状态采集或输入数据采集、用户程序的执行、各输出点状态的更新、编程器键入响应和显示器更新及CPU自检等功能。
PLC的扫描可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的顺序进行。这不仅仅因为有的程序不需要每扫描一次，执行一次，也因为在一个大控制系统，需要处理的I/O点数较多。通过不同的组织模块的安排，采用分时分批扫描执行方法，可缩短扫描周期和提高控制的实时性。
PLC采用集中采样、集中输出的工作方式，减少了外界干扰的影响。PLC的循环扫描过程分为输入采样（或输入处理）、程序执行（或程序处理）和输出刷新（或输出处理）三个阶段。
（1）输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式按顺序将所有输入端的输入状态进行采样，并将采样结果分别存
①直流输出模块（晶体管输出方式）　PLC某I/O点直流输出交直流输出模块（继电器输出方式）　PLC某I/O点交直流输出模块电路如图1-8所示，它的输出驱动是K继电器。K继电器既是输出开关，又是隔离器件；R2和C构成灭弧电路。当某端需输出时，CPU控制锁存器的对应位为1，通过内部电路控制K吸合，相应的负载接通，同时输出指示灯LED亮，表示该输出端有输出。负载所需交直流电源由用户提供模块电路如虚线框内表示PLC的内部结构。它由VLC光电隔离耦合器件、LED二极管显示、VT输出电路、V稳压管、FU熔断器等组成。当某端需输出时，CPU控制锁存器的对应位为1，通过内部电路控制VLC输出，晶体管VT导通输出，相应的负载接通，同时输出指示灯LED亮，表示该输出端有输出。当某端不需要输出时，锁存器相应位为0，VLC光电隔离耦合器没有输出，VT晶体管截止，使负载交流输出模块（晶闸管输出方式）　PLC某I/O点交流输出模块电路如图1-7所示，虚线框内表示PLC的内部结构。图中双向晶闸管（光控晶闸管）为输出开关器件，由它和发光二极管组成的固态继电器T有良好的光电隔离作用；电阻R2和C构成了高频滤波电路，减少高频信号的干扰；浪涌吸收器起限幅作用，将晶闸管上的电压限制在600V以下；负载所需交流电源由用户提供。当某端需输出时，CPU控制锁存器的对应位为1，通过内部电路控制T导通，相应的负载接通，同时输出指示灯LED亮，表示该输出端有输出。失电，此时LED指示灯熄灭，负
数字量输入模块又称为开关量输入模块，它是将工业现场的开关量信号转换为标准信号传送给CPU，并保信息的正确和控制器不受其干扰。它一般是采用光电耦合电路与现场输入信号相连，这样可以防止使用环境中的强电干扰进入PLC。光电耦合电路的核心是光电耦合器，其结构由发光二极管和光电三极管构成。现场输入信号的电源可由用户提供，直流输入信号的电源也可由PLC自身提供。数字量输入模块根据使用电源的不同分为直流输入模块（直流12V或24V）和交流输入模块（交流100～120V或200～240V）两种。
①直流输入模块　当外部检测开关接点接入的是直流电压时，需使用直流输入模块对信号进行检测。下面以某一输入点的直流输入模块进行讲解。
直流输入模块的原理电路。外部检测开关S的一端接外部直流电源（直流12V或24V），S的另一端与PLC的输入模块的一个信号输入端子相连，外部直流电源的另一端接PLC输入模块的公共端COM。虚线框内的是PLC内部输入电路，R1为限流电阻；R2和C构成滤波电路，抑制输入信号中的高频干扰；LED为发光二极管。当S闭合后，直流电源经R1、R2、C的分压、滤波后形成3V左右的稳定电压供给光电隔离VLC耦合器，LED显示某一输入点有无信号输入。光电隔离VLC耦合器另一侧的光电三极管接通，此时A点为高电平，内部+5V电压经R3和滤波器形成适合CPU所需的标准信号送入内部电路中。    一般能保持5～10年，经常带负载运行也可保持2～5年）、EPROM和E2PROM三种。
1.2.1.3　输入/输出单元（I/O单元）
输入/输出单元又称为输入/输出模块，它是PLC与工业生产设备或工业过程连接的接口。现场的输入信号，如按钮开关、行程开关、限位开关以及各传感器输出的开关量或模拟量等，都要通过输入模块送到PLC中。由于这些信号电平各式各样，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以输入模块还需要将这些信号转换成CPU能够接受和处理的数字信号。输出模块的作用是接收CPU处理过的数字信号，并把它转换成现场的执行部件所能接收的控制信号，以驱动负载，如电磁阀、电动机、灯光显示等。
PLC的输入/输出单元上通常都有接线端子，PLC类型不同，其输入/输出单元的接线方式不同，通常分为汇点式、分组式和隔离式这三种接线方式序赋予的功能，有条不紊地指挥PLC进行工作，主要完成以下任务
1.2.1　PLC的组成
PLC的种类很多，但结构大同小异，PLC的硬件系统主要由*处理器（CPU）、存储器、I/O（输入/输出）接口、电源、通信接口、扩展接口等单元部件组成，这些单元部件都是通过内部总线进行连接通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程控制器。该系列PLC采用模块化无风扇的设计、可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的**系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使
④按控制规模进行分类　根据PLC控制器的I/O总点数的多少可分为小型机、中型机和大型机。
a.小型机　I/O总点数在256点以下的PLC称为小型机，如SIEMENS公司生产的S7-200系列PLC、三菱公司生产的FX2N系列PLC、欧姆龙公司生产的CP1H系列PLC均属于小型机。小型PLC通常用来代替传统继电-接触器控制，在单机或小规模生产过程中使用，它能执行逻辑运算、定时、计数、算术运算、数据处理和传送、高速处理、中断、联网通信及各种应用指令。I/O总点数等于或小于64点的称为**小型或微型PLC。
b.中型机　I/O总点数在256～2048点之间的PLC称为中型机，如SIEMENS公司生产的S7-300系列PLC、欧姆龙公司生产的CQM1H系列PLC属于中型机。中型PLC采用模块化结构，根据实际需求，用户将相应的特殊功能模块组合在一起，使其具有数字计算、PID调节、查表等功能，同时相应的辅助继电器增多，定时、计数范围扩大，功能更强，扫描速度更快，适用于较复杂系统的逻辑控制和闭环过程控制。
c.大型机　I/O总点数在2048以上的PLC称为大型机，如SIEMENS公司生产的S7-400系列PLC、欧姆龙公司生产的CS1系列PLC属于大型机。I/O总点数**过8192的称为**大型PLC机。大型PLC具有逻辑和算术运算、模拟调节、联网通信、监视、记录、打印、中断控制、远程控制及智能控制等功令系统更丰富、网络功能更强。C200HX/HG/HE是C200HS的升级产品，有1148个I/O点，其容量是C200HS的2倍，速度是C200HS的3.75倍，有品种齐全的通信模块，是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机的规模、大型机的功能，是一种较具推广价值的新机型。大型机有C1000H、C2000H、CV（CV500/CV1000/CV2000/CVM1）等。C1000H、C2000H可单机或双机热备运行，安装带电插拔模块，C2000H可在线更换I/O模块；CV系列中除CVM1外，均可采用结构化编程，易读、易调试，并具有更强大的通信功能。
进入21世纪后，OMRON PLC技术的发展日新月异，升级换代呈明显加速趋势，在小型机方面已推出了CP1H/CP1L/CP1E等系列机型。其中，CP1H系列PLC是2005年推出的，与以往产品CPM2A 40点PLC输入输出型尺寸相同，但处理速度可达其10倍。该机型外形小巧，速度较快，执行基本命令应用项目的需要；MicroLogix1500不仅功能完善，而且还能根据应用项目的需要进行灵活扩展，适用于要求较高的控制系统。A-B中型PLC为CompactLogix PLC，该系列PLC可以通过EtherNet/IP、控制网、设备网来远程控制输入/输出和现场设备，实现不同地点的分布式控制。A-B大型PLC为ControlLogix PLC，该系列PLC提供可选的用户内存模块（750K～8M字节），能解决有大量输入输出点数系统的应用问题（支持多达4000点模拟量和128000点数字量）；可以控制本地输入输出和远程输入输出；可以通过以太网EtherNet/IP、控制网ControlNet、设备网DeviceNet和远程输入输出Universal Remote I/O来监控系统中的输入和输出。
GE公司的PLC代表产品是：小型机GE-1、GE-1/J、GE-1/P等，除GE-1/J外，均采用模块结构。GE-1用于开关量控制系统，较多可配置到112个I/O点。GE-1/J是更小型化的产品，其I/O点较多可配置到96点。GE-1/P是GE-1的增强型产品，增加了部分功能指令（数据操作指令）、功能模块（A/D、D/A等）、远程I/O功能等，其I/O点较多可配置到168点。中型机GE-Ⅲ，它比GE-1/P增加了中断、故障诊断等功能，较多可配置到400个I/O点。大型机GE-Ⅴ，它比GE-Ⅲ增加了部分数据处理、表格处数器，PLC的计数器类似于单片机中的计数器，其计数初值可由用户根据需求进行设定。执行程序时，PLC对某个控制信号状态的改变次数（如某个开关的动合次数）进行计数，当计数到设定值时，发出相应指令以完成某项任务。
④步进控制功能　步进控制（又称为顺序控制）功能是指在多道加工工序中，使用步进指令控制在完成一道工序后，PLC自动进行下一道工序。
⑤数据处理功能　PLC一般具有数据处理功能，可进行算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数据转换、编码、译码等操作。中、大型PLC还可完成开方、PID运算、浮点运算等操作。
⑥A/D、D/A转换功能　有些PLC通过A/D、D/A模块完成模拟量和数字量之间的转换、模拟量的电器；是发出控制指令或者控制信号的电器开关；是一种手动且一般可以自动复位的主令电器。用于对电磁起动器、接触器、继电器及其他电气线路发出指令信号控制。
在控制电路中，通过按动按钮发出相关的控制指令来控制接触器、继电器等电器。再由继电器、接触器等其他电器受控后的工作状态实现对主电路进行通断的控制要求。
控制按钮常分为常开（动合）按钮、常闭（动断）按钮和复合按钮，机及EX-PLUS小型机在国内也用得很多。它的编程语言是梯形图，其**的编程器用梯形图语言编程。另外，还有EX100系列模块式PLC，点数较多，也是用梯形图语言编程。
日本松下公司也生产PLC。FPI系列为小型机，结构也是箱体式的，尺寸紧凑；FP3为模块式的中型机，控制规模也较大，工作速度也很快，执行基本指令仅0.1ms；FP5/FP10、FP10S（FP10的改进型）、FP20为大型机，其中FP20是较新产品。
日本富士公司也有PLC。其NB系列为箱体式的小型机。NS系列为模块式。
我国有许多厂家、科研院所从事 PLC 的研制与开发，如中国自动化研究所的PLC-0088，北京联想计算机集团公司的GK-40，上海机床电器厂的CKY-40，上海起重电器厂的CF-40MR/ER，苏州电子计算机厂的YZ-PC-001A，原机电部北京机械工业自动化研究所的 MPC-00l/20、KB-20/40，杭州机床电器厂的 DKK02，天津中环自动化仪表公司的DJK-S-84/86/480，上海自立电子设备厂的 KKI 系列，上海香岛机电制造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256，无锡华光电子工业有限公司（合资）的SR-10、SR-20/21等。
1.5 PLC的生产厂家
德国西门子公司SS系列的产品，有SS-95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U为大型机，控制点数可达6000多点，模拟量可达300多路。还推出了S7系列机，有S7-200 （小型）、S7-300（中型）及S7-400机（大