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plc的发展趋势

1、功能向增强化和*化的方向发展，针对不**业的应用特点，开发出*化的plc产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本，提高产品的易用性和*化水平。

2、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是指提高系统**性基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场，应用的规模从几十点扩展到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。

3、系统向标准化和开放化方向发展，以个人计算机为基础，在windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的plc。

通过提供标准化和开放化的接口，可以很方便地将plc接入其它系统[2]。

plc的功能特点

plc的功能随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展，plc的功能日益增多。它不仅能实现单机控制，而且能实现多机制；不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理等，其主要功能如下：

1、开关量逻辑控制

这是plc的zui基本的功能。plc具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用plc提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。

2、模拟量控制

在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。plc提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经a/d转换后送cpu处理；而cpu处理的数字，经d/a转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。

3、闭环过程控制

使用plc不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置pid控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行pid控制。

4、定时、定位、计数控制

plc具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是plc不可缺少的控制功能之一。plc提供了模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。plc具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。、5、顺序（步进）控制

在工业控制中，选用plc实现顺序控制，可以采用iec规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。

6、网络通信

现代plc具有网络通信的功能，它既可以对远程i/o进行控制，又能实现plc与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。plc通过rs232接口可与各种rs232设备进行通信。plc还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。plc与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。

7、数据处理

现代plc具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表

s7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。

一个系统包含下列组件：

cpu：
不同的 cpu 可用于不同的性能范围，包括具有集成 i/o 和对应功能的 cpu 以及具有集成 profibusdp、profinet 和点对点接口的 cpu。

用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (sm)。

用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (cp)。

用于高速计数、定位（开环/闭环）及 pid 控制的功能模块（fm）。

根据要求，也可使用下列模块：

用于将 simatic s7-300 连接到 120/230 v ac 电源的负载电源模块(ps)。

接口模块 (im)，用于多层配置时连接中央控制器 (cc) 和扩展装置 (eu)。
通过分布式中央控制器 (cc) 和 3 个扩展装置 (eu)，simatic s7-300 可以操作多达 32个模块。所有模块均在外壳中运行，并且*风扇。

siplus 模块可用于扩展的环境条件：
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 ip20机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 ip65 外壳。

可将下列设备作为 io 控制器进行连接：

simatic s7-300
（使用配备 profinet 接口或 profinet cp 的 cpu）

simatic et 200
（使用配备 profinet 接口的 cpu）

simatic s7-400
（使用配备 profinet 接口或 profinet cp 的 cpu）

可将下列设备作为 io 设备进行连接：

et 200 分布式 i/o 设备

et 200s im151-8 pn/dp cpu, et 200proim154-8 pn/dp cpu

现场设备

通过 as-interface 进行过程通信

s7-300 所配备的通信处理器 (cp 342-2) 适用于通过 as-interface总线连接现场设备（as-interface 从站）。

更多信息，请参见通信处理器。

通过 cp 或集成接口（点对点）进行数据通信

通过 cp 340/cp 341 通信处理器或 cpu 313c-2 ptp 或 cpu 314c-2 ptp的集成接口，可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议：

20 ma (tty)（仅 cp 340/cp 341）

rs 232c/v.24（仅 cp 340/cp 341）

rs 422/rs 485

可以连接以下设备：

simatic s7、simatic s5 自动化系统和其他公司的系统

打印机

机器人控制

扫描器，条码阅读器，等

特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。

使用多点接口 (mpi) 进行数据通信

mpi（多点接口）是集成在 simatic s7-300 cpu 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。

mpi 可以同时连接多个配有 step 7 的编程器/pc、hmi 系统（op/os）、s7-300 和 s7-400。

全局数据：
“全局数据通信”服务可以在联网的 cpu 间周期性地进行数据交换。 一个 s7-300 cpu 可与多达 4个数据包交换数据，每个数据包含有 22 字节数据，可同时有 16 个 cpu 参与数据交换（使用 step 7v4.x）。 
例如，可以允许一个 cpu 访问另一个 cpu 的输入/输出。只可通过 mpi 接口进行全局数据通信。

内部通信总线(c-bus)：
cpu 的 mpi 直接连接到 s7-300 的 c 总线。因此，可以通过 mpi 从编程器直接找到与 c 总线连接的 fm/cp模块的地址。

功能强大的通信技术：

多达 32 个 mpi 节点。

使用 simatic s7-300/-400 的 s7 基本通信的每个 cpu 有多个通信接口。

使用编程器/pc、simatic hmi 系统和 simatic s7-300/400 的 s7 通信的每个 cpu有多个通信接口。

数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 mbit/s

灵活的组态选项：
**的组件用于建立 mpi 通信： profibus 和“分布式 i/o”系列的总线电缆、总线连接器和 rs 485中继器。使用这些组件，可以根据需求实现设计的化调整。例如，任意两个mpi节点之间较多可以开启10个中继器，以桥接更大的距离。

通过 cp 进行数据通信

simatic s7-300 通过 cp 342 和 cp 343 通信处理器可以连接到 profibus和工业以太网总线系统。

simatic s7-300

simatic s7-400

simatic s5-115u/h、s5-135u 和 s5-155u/h

编程器

pc 机

simatic hmi 人机界面系统

数控装置

工业pc

驱动控制器

其它厂商设备

s7-300f

s7-300f 能够以两种 i/o 设计的方式运行：

et 200m 中的 i/o 设计：
故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用（cat.4/sil3 只能与隔离模块一起使用）

et 200s profisafe 中的 i/o 设计：
故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用