PLC
第一章、概述
1.1  PLC的概念
1.1.1 现代工业化得三大支柱
PLC          Programmable Controller            可编程序控制器       
CAD          Computer Aided Design              计算机辅助设计
        CAM          Computer Aided Manufacturing      计算机辅助制造
1.1.2 PLC三大核心技术
PLC以微处理器为基础，综合了三大核心技术 ：计算机技术、自动控制技术、通信技术
1.2 PLC的基本结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块和编程器等五部分组成（见图1-1）.
1． CPU模块
CPU模块主要由微处理器和存储器组成。
CPU模块的作用：采用周期性循环扫描、分时操作的工作方式，
不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。
2.I/O模块
I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，
是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
PLC通过I/O模块与工业生产过程现场联系。
I/O模块的三大作用 ：传递信号、电平变换 、噪声隔离。
I/O模块分类：模拟量I/O模块、数字量I/O模块、特殊I/O模块。
输入模块用来接收和采集输入信号。PLC通过输入模块检测被控对象或被控生产过程的各种参数，以这些现场数据作为PLC对被控对象进行控制的信息依据。
输出模块将PLC处理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现控制。
3.编程器
作用：生成用户程序；编辑、检查、修改、调试用户程序；监视用户程序执行情况。
分类：专用简易编程器：只能输入指令，不能图形编程，体积小，价廉，用性差
专用图形编程器：支持指令及图形编程，功能较强，通用性差，价贵
通用计算机编程：使用专业软件编程，通过通信电缆与PLC交换数据，通用性强
4.电源模块
PLC使用AC220V或DC24V电源。
内部的开关电源为各模块提供不同电压等级的直流电源。
小型PLC可以为输入电流或外部电子传感器提供DC24V直流电源。
驱动PLC负载（现场执行机构）的直流电源一般由用户提供。
1.3 PLC的特点及应用领域
1.3.1  PLC的特点：                              PLC的应用领域：
1.编程方法简单易学                                    1.数字量逻辑控制   
2.功能强，性能价格比高                                2.运动控制
3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。              3.闭环过程监控
4.可靠性高，抗干扰能力强。                            4.数据处理
5.系统的设计、安装、调试工作量少。                    5.通信联网
6.维修工作量小，维修方便。
7.体积小，耗能低。
第二章 、plc的硬件与工作原理
2.1  PLC的硬件
2.1.1 PLC的物理结构及分类
A.按硬件结构：1.整体式plc  2.模块式plc
B.按I/O点数：1.超小型PLC：I/O点数64点以内  2.小型PLC：I/O点数在65-128点
3.中型PLC：I/O点数在129-512点      4.大型PLC：I/O点数在513-896点
5.超大型PLC：I/O点数在896点以上
1．整体式PLC
又叫一体化PLC，它的CPU模块和I/O模块、电源模块等装在一个箱体内，结构非常紧凑，它的体积小，价格低，主要用于小型或微型PLC。
整体式PLC又分为基本单元和扩展单元两种。
基本单元：它有CPU模块和I/O模块、电源模块，是一台完整的PLC，可以单独使用。
扩展单元：内部只有I/O模块和电源，主要用于扩展基本单元上的I/O点数，不能单独使用。
基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。
2．模块式PLC
由框架和模块用搭积木的方式组成系统，模块插在模块插座上，后者焊在框架的总线连接板上，主要用于大中型PLC和部分小型PLC。
CPU模块、开关量I/O模块、电源模块、模拟量I/O模块和其它特殊的功能模块等在结构上相互独立，用户可根据具体的应用要求，选用合适的模块，安装在固定的机架上或导轨上，构成一个完整的PLC控制系统。
PLC厂家备有不同槽数的框架供用户选用，如果一个框架容纳不下所选用的模块，可以增设一个或数个扩展框架，各框架之间用I/O扩展电缆连接。
不同档次的CPU模块、对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。
2.1.2  CPU模块中的CPU和存储器
1.CPU 
PLC中使用的微处理器主要以下几种：
（1）通用微处理器
小型PLC一般使用8位微处理器，如早期的8080、8086、8088等。
大中型PLC则多使用处理速度更快、功能更强的16位或32位微处理器。
通用微处理器通用性强，价格便宜。用微机的通信软件容易构成PLC的通信网络，易于与其它计算机设备进行联网通信。
（2）单片微处理器，广泛用于小型PLC和PLC的智能I/O模块。
模块电源图片（3）位片式微处理器，多用于大中型PLC。
2.存储器
RAM：随机存储器，存储用户程序和临时数据，易失性，断电信息丢失。存储用户程序时，需后备电池
ROM：只读存储器，非易失性，断电保持，存储系统程序
E2PROM：可电擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，写入时间比RAM慢，多用来存储用户程序和需长时间保存的重要数据
EPROM：可擦除可编程只读存储器，非易失性，断电保持，需用专用设备写入，比RAM速度慢。
I/O模块的外部接线方式  1.汇点式 2.分组式 3.分隔式
输入模块
1.PLC输入模块用来接收和采集生产现场的各种输入信号
2.输入电路中有RC滤波电路，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错误的输入信号PLC开关量输入模块按工作电压分为直流输入模块和交流输入模块
3.S7-200 PLC的输入滤波电路的延迟时间可以用编程软件中的系统块设定
PLC开关量直流输入模块电路：                      PLC开关量交流输入模块电路：
输出模块：将PLC处理结果送给被控对象，以实现控制。
开关量输出模块：用来控制接触器、电磁阀、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。
模拟量输出模块：用来控制调节阀、变频器等执行机构。
2.2.3  PLC的工作原理
PLC在RUN工作模式下，采用周期性循环扫描、分时操作的工作方式，不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。
2.4  I/O地址分配与外部接线
2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配
S7-200有一定数量的本机I/O，本机I/O有固定的地址
可以用扩展模块I/O来增加I/O点数，扩展模块安装在CPU模块的右边。
I/O地址分配：
I/O点数分为数字量输入、数字量输出、模拟量输入和模拟量输出四类。
CPU分配给数字量I/O模块的地址以字节为单位，一个字节由8个数字量I/O点组成。
扩展模块I/O点的字节地址由I/O模块的类型和模块在同类I/O模块链种的位置来决定
模拟量I/O模块的以2点（4字节）递增方式分配地址
2.4.2 S7-200的外部接线
1.交流电源系统的外部接线
2.直流电源系统的外部接线
第3章、plc程序设计基础
3.1 PLC的编程语言与程序结构
PLC中的程序由两部分组成：操作系统，用户系统。
操作系统：由PLC的生产厂家提供，它支持用户程序
          的运行；
用户程序：是用户为完成特定的控制任务而编写的
          应用程序。
IEC 61131-3标准的5种编程语言：
(1) 顺序功能图(Sequential Function Chart)；
(2) 梯形图(Ladder Diagram)；
(3) 功能块图(Function Block Diagram)；

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