江苏省西门子WINCC软件一级代理商

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浔之漫智控技术（上海）有限公司（xzm-wqy-bfzy）
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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直是指PLC与PLC、PLC与计算机之间的数据传送及交换能力，它是工厂自动化的*基础。目前生产的PLC不论是小型的还是中型的，都配有1～2个，甚至多个通信端口。
2. PLC的分类
根据硬件结构的不同，可将PLC分为整体式、模块式和混合式。
整体式PLC又叫基本单元或箱体式。它的体积小、价格低。小型PLC一般采用整体式结构。整体式的PLC是将CPU模块、输入/输出模块和电源装在一个箱型塑料壳内。可以在基本单元PLC上加装扩展模块以扩大其使用范围。
中、大型PLC一般采用模块式结构。模块式结构是把CPU、电源、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便、便于扩展等优点，适合输入/输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。
按I/O点数不同，PLC可分为小型、中型和大型3类。
（1）小型PLC
这类PLC的规模较小，它的输入/输出点数一般在20～128点。其中I/O点数小于64点的PLC又称**小型PLC。
（2）中型PLC
中型PLC的I/O点数通常在128～512点之间，用户程序存储器的容量为2～8 KB。除具有小型机的功能外，还具有较强的模拟量I/O、数字计算、过程参数调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程I/O及通信连网功能。
（3）大型PLC
大型PLC又称高档PLC,I/O点数在512点以上，其中I/O点数大于8192点的又称为**大型PLC，用户程序存储器容量在8 KB以上，除具有中型机的功能外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功能以及强大的通信连网、中断控制、智能控制、远程控制等功能。一般用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络等场合。
3. PLC的主要特点
（1）操作方便可靠性是指PLC平均无故障运行的时间。PLC在设计、制作、元器件的选择上，采取了精选、高度集成化、冗余量大等一系列措施，从而延长了元器件的使用寿命，提高了系统的可靠性。在抗干扰性上，采取了软、硬件多重抗干扰措施，使其能安全工作在恶劣的环境中。
目前，各生产厂家的PLC平均无故障安全运行时间都远大于国际电工**（IEC）规定的10万小时的标准。
（3）控制功能强
PLC不但具有对开关量和模拟量的控制能力，还具有位置控制、数据采集及监控、多PLC分布式控制等功能。PLC还具有功能的可组合性，如运动控制模块可以对伺服电机和步进电机速度与位置进行控制，实现对数控机床和工业机器人的控制。
（4）系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器—接触器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等元器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
PLC的梯形图程序一般采用顺序设计法来设计，这种编程方法有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器控制系统电路图的时间要少。
在梯形图程序调试中，可通过PLC上的发光输入接线端子：用于连接外部控制信号，在底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24 V直流电源。
② 输出接线端子：用于连接被控设备，在**部端子盖下是输出接线端子和PLC的工作电源。
③ CPU状态指示灯：CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN 3个，其作用如下所述。
SF：系统故障指示灯。当系统出现严重的错误或硬件故障时亮。
STOP：停止状态指示灯。编辑或修改用户程序，通过编程装置向PLC下载程序或进行系统设置时此灯亮。
RUN：运行指示灯。执行用户程序时亮。
④ 输入状态指示灯：用来显示是否有控制信号（如控制按钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信号）接入PLC。
⑤ 输出状态指示灯：用来显示PLC是否有信号输出到执行设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。
⑥ 扩展接口：通过扁平电缆线，连接数字量I/标准中有两种图形语言—梯形图和功能块图，还有两种文字语言——语句表和结构文本，而顺序功能图是一种结构块控制程序流程图。
（1）顺序功能图
顺序功能图是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，步、转换和动作是顺序功能图中的3种主要组件。
（2） 梯形图
梯形图是使用较多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器—接触器控制系统的电路图相似，具有直观易懂的优点，非常容易被熟悉继电器控制的技术人员掌握，特别适用于数字量逻辑控制。
梯形图由触点、线圈和用方框表示的功能块组成。触点代表逻辑输入条件，如外部的开关、按钮、内部条件等。线圈通常代表逻辑输出，用来控制外部的指示灯、接触器、内部的输出条件等。功能块用来表示定时器、计数器或数学运算等指令。
在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电语句表是一种与计算机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，由指令组成语句表程序。
（5）结构文本
结构文本是一种**的高级编程语言，与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。
（6）编程语言的相互转换和选用
在S7-200 PLC编程软件中，用户常选用梯形图和语句表编程，编程软件可以自动切换用户程序使用的编程语言。
梯形图中输入信号与输出信号之间的关系一目了然，易于理解，而语句表程序却较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出。在设计复杂的数字量控制程序时建议使用梯形图语言。但语句表输入方便快捷，还可以为每一条语句加上注释，在设计通信、数学运算等高级应用程序时，建议使用语句表。
梯形图的一个网络中只能有一块独立电路。在语句表中，几块独立电路对应的语句可以放在一个网络中，但是这样的网络不能转换为梯形图，而梯形图程序一定能转换为语句表程序。
2. S7-200的程序结构
S7-200系列PLC的CPU控制程序由主程序、子程序和中断程序组成。
（1）主程序
主程序是程序的主体，每一个项目都必须并且只能有一个主程序。在主程序中可以调用子程序和中断程序。子程序仅在被其他程序调用时执行。同一个子程序可以在不同的地方被多次调用。使用子程序可以简化程序代码和减少扫描时间。
（3）中断程序
中断程序用来及时处理与用户程序的执行时序无关的操作，或者不能事先预测何时发生的中断事件。中断程序不是由用户程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。中断程序是用户编写的。
1.2.4 S7-200系列PLC的内存结构及寻址方式
PLC的内存分为程序存储区和数据存储区两部分。程序存储区用来存放用户程序，它由机器按顺序自动存储程序。数据存储区用来存放输入/输出状态及各种中间运行结果。本节主要介绍S7-200系列PLC的数据存储区及寻址方式。
1. 内存结构
S7-200系列PLC的数据存储区按存储器存储数据的长输出映像寄存器
输出映像寄存器用来存放CPU执行程序的数据，并在输出扫描阶段，将输出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由输出模块驱动外部的负载，若梯形图中Q0.0的线圈通电，对应的硬件继电器的常开触点闭合，使接在标号Q0.0端子的外部负载通电，反之则外部负载断电。
在梯形图中每一个输出映像寄存器常开和常闭触点可以多次使用。
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）