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节 PLC概念
1、PLC的基本概念
可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC
2、PLC的基本结构
PLC实质是一种于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示：
a. *处理单元(CPU)
*处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可*性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
b、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
C、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可*得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
3、PLC的工作原理
一. 扫描技术
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
(二) 用户程序执行阶段

EM 253是一个用于简单定位任务的功能模块（1轴）。可以将它连接到步进电机和伺服电机，通过高频脉冲输入从Micro Stepper连接到高性能伺服驱动器。

EM 253定位模块以与扩展模块相同的方式进行安装，通过一体化连接电缆连接到S7 - 200扩展总线。

连接之后，从CPU自动读出配置数据

该模块具有以下特点：

用于来自过程信号的5位输入

驱动器直接激活用24脉冲输出（向前/向后或者速度/方向）

2控制输出（DIS；CLR）。

12个状态LED

SIWAREX MS是一种多用途称重模块，用于各种简单称重和力测量任务。在SIMATIC S7-200自动化系统中可以很容易安装地紧凑型模块。可以在SIMATIC CPU中直接访问实际重量的数据，无需任何额外接口。

使用65000件高分辨率和0.05％的准确度测量重量或者力

通过RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序简便地调整规模

支持更换模块，无需更新规模调整

针对在Ex 2区使用，通过Ex接口为1区供电的本质安全测压元件

热电偶模块EM231是一个采用标准热电偶和高精度温度传感器。在±80 mV范围内也可能检测到低电平模拟信号。热电偶模块EM231可以与CPU 222，224和226配套使用。

4个或者8个模拟输入

不同的测量范围：J，K，T，E，R，S和N型热电偶；±80 mV的模拟信号采集

检查开放线路

冷连接点的补偿

温度刻度：可以将测得的温度规定为°C或者°F。

热电阻模块EM231是一个采用标准电阻温度检测器的高精度温度传感器。它们可以与CPU222，224和226配套使用。
热电阻模块应安装在低温度波动的位置处，从而确保zui高的准确度和可重复性。

两个或四个温度检测器用模拟输入

全部电阻温度检测器必须为相同类型

在墙或者DIN导轨上直接安装

SIMATIC ET 200pro模块化多功能化

SIMATIC ET 200pro 是一个高性能、小型化的坚固的 I/O 系统，防护等级IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安装在机器上。通过其模块化和以节省时间

SIMATIC ET 200pro 是一个高性能、小型化的坚固的 I/O 系统，防护等级IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安装在机器上。通过其模块化和以节省时间为导向的结构，可实现灵活、定制的分布式解决方案。
  ET 200pro 可与 PROFIBUS 或 PROFI-NET（一种用于公司范围内自动化的开放式工业以太网标准）等相连。
  ET 200pro 所提供的广泛诊断功能可以降低工厂的停产时间。
  标准模板具有模板诊断功能，可检查编码器电源或输出的短路情况。
  高性能模板通过用于检查短路和断线情况的通道诊断，提供了更为**的诊断功能。附加的过程中断可用于6个数字量输入通道。
  诊断报警通过 PROFIBUS 或 PROFI-NET 以普通文本的形式通过被发送到上位 PLC。
  ET 200pro 设计紧凑，可根据需要在不超过 1 米的长度上组合16个模板。可以在工作台上用窄模板安装导轨对 ET 200pro 站进行预组装，然后将其作为一个装置安装到机器上。此外，也可以首先将紧凑型模板安装导轨固定到位，然后再组装操作站。

 只需将模板卡到模板挡板上，并将它们相互推合在一起。扩展模板分为总线模板、电子模板和连接模板三个部分：
  总线模板包含信号背板总线和可随意设计的电源。
  电子模板决定功能，可在设备带电的正常运行过程中更换（热插拔）模板。因此，在发生故障时，站点也会保持正常工作。部件编码可防止不经意插入错误的模板。
  带独立接线的连接模板在插入后可用两个螺丝紧固。可以快速、轻松对预组装电缆进行连接。
  安全型模板和高性能接口模板可用于安全要求*的自动化任务。这种扩展模板可在站中单独使用，或与标准模板结合使用。
  通过使用安全型 SIMATIC S7-300F 和 S7-400F 控制器，可以不使用控制柜而高效完成安全要求高达 SIL 3 (EN 61508) 或 4 类 (EN 954-1) 的自动化任务。
  ET 200pro 和相关安全型 CPU 之间的安全通讯使用 PROFIsafe 行规并通过 PROFIBUS 或 PROFINET 来完成。
 8 通道电子模板可以通过 8 个 M12 或 4 个 M12 连接插孔组合。这样您就可以选择一对一或一对二 M12 插孔。因此，可以将大量不同类型的传感器和执行器连接到电子模板，而无需使用 Y 型连接器或 Y 型导线等额外附件。这不仅可减少接线，而且还可降低附件和部件库存成本。

实现开环、闭环控制、数据采集、通讯等功能

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、示教（TEACHIN） 手动输入运行（MDA） ，自动方式：程序的自动运行，加工程序中断后，从断点恢复运行；可进行进给保持及主轴停止，跳段功能，单段功能，空运转。

轮廓和补偿

840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿的进入和退出策略及交点计算、刀具长度补偿、螺距误差补偿棚测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。

安全保护功能

数控系统可通过预先设黄软极限开关的方法．进行工作区域的限制及程序执行中的进给减速，同时还可以对主铀的运行进行监控。

NC编程

840D系统的NC编程符合DIN 66025标准(德国工业标准)，具有语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1．5兆字节的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。

PLC编程

840D的集成式PLC*以标准sIMAncs7模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到288KB，u／o模块可扩展副2048个输入／输出点、PLC程序能以*的采样速率监视数据输入，向数控机床发送运动停止／起动等指令。

操作部分硬件

840D系统提供了标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在WINOOWs98／2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接过RS232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。

---- 系统组成：
*处理单元 (CPU)
各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
信号模块 (SM)
用于数字量和模拟量输入/输出
通讯处理器 (CP)
用于连接网络和点对点连接
功能模块 (FM)
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。

根据客户要求，还可以提供以下设备：
负载电源模块 (PS)
用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
接口模块 (IM)
用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块

1. 负载电源 (选项)
2. 后备电池 (CPU 313 以上)
3. 24V DC 连接
4. 模式开关
5. 状态和故障指示灯 
6. 存储器卡 (CPU 313 以上)
7. MPI 多点接口
8. 前连接器
9. 前门
模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用
大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务
由于简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活
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
由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲