西门子S120中国授权供应商

继电器的原理非常简单，以电磁式继电器为例，它一般由铁心、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁心，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）闭合，常用触点断开。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使原来闭合的动触点与静触点闭合。这样闭合、断开，从而达到了使电路接通、断开的目的

自20世纪60年代台plc问世以来，plc已很快被应用到汽车制造、机械加工、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程。

经过长时间的发展和完善，plc的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业人员所熟悉，这是一个目前任何其他工业控制器（包括dcs和fcs等）都无法与之相提并论的巨大知识资源。实践也进一步证明：plc系统硬件技术成熟、性能价格比较高、运行稳定可靠、开发过程也简单方便、运行维护成本很低。上述特点造就了plc的旺盛生命力，造就了plc的快速进化。

现在的plc是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展而来的一种新型工业控制装置，是工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，并与机器人、计算机辅助设计/计算机辅助制造（cad/cam）并称为工业生产的三大支柱。

plc的进化是在继电器控制逻辑基础上，与计算机、控制、通信（computer、control、communication，3c）技术相结合，不断发展完善的。它从过去的小规模、单机、顺序控制，已经发展到包括过程控制、传动控制、位置控制、通信控制等场合的大部分现代工业控制领域和部分商用民用控制领域。在通信能力上，由于现场总线的出现，使得一个个独立的plc系统不再是信息孤岛。实时以太网技术也走进了plc厂商的视野，甚至在实时以太网产品中已经能够支持canopen等现场总线。实时以太网应用的另一方面意义在于，控制层与管理层的界线不再那么截然分明。随着plc运算能力的不断提高，plc在数据交换方面的能力和需求也在不断提高，另一方面，信息技术（it）的飞速发展使得微型高速存储设备的容量越来越大，价格越来越低，可靠性却越来越有保障。越来越多的plc控制系统已经在使用64mb、128mb甚至更大容量的闪速（flash）存储设备。

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浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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从长远来讲，plc的制造商将会根据工业用户的需求集成更多的系统功能，逐渐降低用户的使用难度，缩短开发周期，节约产品开发成本。但是这是一个逐渐发展的过程。就目前技术现状而言，一些复杂的控制要求依然要使用那些“”的控制系统，使用相对复杂的编程手段，对工业用户依然要求具备的控制技术知识。

4.plc的定义

国际电工委员会（iec）于1982年11月和1985年1月颁布了plc标准的第1稿和第2稿，对plc作了如下的定义：“plc是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它可采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。plc及其有关设备，都应易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。”

5.plc实现控制的原理

组成plc的模块是plc的硬件基础，只有弄清所选用的plc都具有哪些模块及其特点，才能正确选用模块，去组成一台完整的plc（见图1-5），以满足控制系统对plc的要求。

常见的plc模块有：

1）cpu模块，它是plc的硬件核心。plc的主要性能，如速度、规模都由它的性能来体现。

cpu模块由微处理器系统、系统程序存储器和用户程序存储器组成，其本质为一台计算机，该计算机负责系统程序的调度、管理、运行和plc的自诊断，负责将用户程序作出编译解释处理以及调度用户目标程序运行的任务。

2）电源模块，它为plc运行提供内部工作电源，而且有的还可为输入信号提供电源。

plc的工作电源一般为交流单相电源，电源电压必须与额定电压相符，如ac110v或ac220v，当然也有dc24v供电的。plc对电源的稳定性要求不高，一般都允许电源电压额定值在±15％的范围内波动，有些交流输入电源甚至允许在ac85v～ac240v的范围内波动。

3）i/o模块，它包括输入/输出（i/o）电路，并根据类型划分为不同规格的模块。

输入部分

plc与生产过程相连接的输入通道，输入部分接收来自生产现场的各种信号，如限位开关、按钮、传感器的信号等。

输出部分

plc与生产过程相连接的输出通道，输出部分接受cpu的处理输出，并转换成被控设备所能接收的电压、电流信号，以驱动被控设备。

4）内存模块，它主要存储用户程序，有的还为系统提供辅助的工作内存，在结构上内存模块都是附加于cpu模块之中。

5）底板、机架，它为plc各模块的安装提供基板，并为模块间的联系提供总线。若干底板间的联系有的用接口模块，有的用总线接口。

箱体式的小型plc的主箱体就是把上述几种模块集成在一个箱体内，并依可能提供i/o点数的多少，划分为不同的规格。

箱体式的plc还有i/o扩展箱体，它不含cpu，仅有电源及i/o单元的功能。扩展箱体也是按i/o点数的多少划分有不同的规格。

6.s7-200 plc

西门子s7-200系列小型plc适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化，它的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络都能实现复杂的控制功能。

s7-200cpu将一个微处理器、一个集成电源和数字量i/o点集成在一个紧凑的箱体中，从而形成了一个功能强大的小型plc

s7-200plc具有集成的24v负载电源，它可直接连接到传感器、变送器和执行器，cpu221、cpu222具有180ma输出，cpu224、cpu224xp、cpu226分别输出280ma或400ma，可用作负载电源。

s7-200 plc提供了多种类型的cpu以适应各种应用，

s7-200 cpu的种类比较多，但根据输出结构，大致分为两类，即输出为晶体管的和输出为继电器的。

由于plc执行的是计算机控制程序，因此在编程过程中会涉及数据类型的检验

当用户编程时，可以使用直接编址为指令操作数编址。

s7-200plc在具有独特地址的不同内存位置存储信息。用户可以明确识别希望存取的内存地址，允许程序直接存取信息，并直接编址指定内存区、大小和位置。例如，vw790指内存区中的字位置790。

　可编程控制器的发展

可编程控制器（programmablecontroller）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（programmablelogiccontrol-ler），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（personalcomputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称plc。

由于工业发展的需要，美国先将可编程控制器应用于工业控制领域。在20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。

为了改变这一现状，美国通用汽车公司（gm）在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标：

（1）编程方便，现场可修改程序；

（2）维修方便，采用模块化结构；

（3）可靠性高于继电器控制装置；

（4）体积小于继电器控制装置；

（5）数据可直接送入管理计算机；

（6）成本可与继电器控制装置竞争；

（7）输入可以是交流115v；

（8）输出为交流115v，2a以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；

（9）在扩展时，原系统只要很少变更；

（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4kb。

条件提出后，立即引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司（dec）研制出了世界上台可编程控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器plc（programmablelogiccontroller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着，美国modicon公司也开发出同名的控制器。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出自己的台可编程控制器。

plc的对外功能主要是通过各类接口模块的外接线，实现对工业设备和生产过程的检测与控制。通过各种输入/输出接口模块，plc既可检测到所需的过程信息，又可将处理结果传送给外部过程，驱动各种执行机构，实现工业生产过程的控制。通过输入模块单元，plc能够得到生产过程的各种参数；通过输出模块单元，plc能够把运算处理的结果送至工业过程现场的执行机构实现控制。为适应工业过程现场对不同输入/输出信号的匹配要求，plc配置了各种类型的输入/输出模块单元。

（2）i/o扩展接口

i/o扩展接口是plc主机用于扩展输入/输出点数和类型的部件，输入/输出扩展单元、远程输入/输出扩展单元、智能输入/输出单元等都通过它与主机相连。i/o扩展接口有并行接口、串行接口等多种形式。

3.外设i/o接口

外设i/o接口是plc主机实现人机对话、机机对话的通道。通过外设i/o接口，plc可以和编程器、彩色图形显示器、打印机等外部设备相连，也可以与其他plc或上位计算机连接。外设i/o接口一般是rs232c或rs422a串行通信接口，该接口的功能是进行串行/并行数据的转换、通信格式的识别、数据传输的出错检验、信号电平的转换等。对于一些小型plc，外设i/o接口中还有与专用编程器连接的并行数据接口。