西门子CPU221模块

西门子cpu221模块

1.4 plc的分类

1.4.1 plc的分类方法

目前，plc的不同厂家或同一厂家的不同产品种类繁多，功能各有侧重，根据不同的角度可将plc分成不同的类型，其常用的分类方法有如下两种。1.按容量分类

为了适应信息处理量和系统复杂程度的不同需求，plc具有不同的i/o点数、用户程序存储器容量和功能范围，plc在20世纪90年代已经形成微、小、中、大及巨型等多种类型。plc实现对外部设备的控制，其输入端子与输出端子的数目之和，称作plc的输入/输出点数，简称i/o点数。按i/o点数plc可分为微型plc（几十点i/o）、小型plc（几百点i/o）、中型plc（上千点i/o）、大型plc（几千点i/o）和巨型plc（上万点i/o及以上）。2.按硬件结构形式分类

plc的结构形式从大的方面来说分为整体式和模块式两大类，另外还出现了内插板式的plc，也可以看作为模块式plc。

（1）整体式结构型就是这种结构，比较紧凑。西门子的s7-300plc也是类似的结构，这种结构需要采用接线插头连接，如要单独固定时，还需另外定购固定支架。

2）有底板。所有模块都固定在底板上，比较牢固，但底板的槽数是固定的，如3、5、8、10槽等。这个槽数与实际的模块数不一定相等，所以，配置时难免有空槽。这样既造成浪费，又多占空间，甚至有时还得用占空单元把多余的槽覆盖好。西门子的s7-400plc即是此类。

3）用机架代替底板。所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂，但更牢靠。采用此种组合时，它的模块不用外壳，但有小面板，用于组合后密封与信号显示。

模块式结构的优点之一是用户根据生产要求，可以灵活地配置成小、中、大系统，这种积木式结构可以供用户逐步扩展系统和增加功能；优点之二是模块有密封外壳，既安全又防尘；优点之三是模块采用独立接线方式，安装和维护方便。

4）内插板式。为了适应机电一体化的要求，有的plc制造成内插板式的，可嵌入到有关装置中。如有的数控系统，其逻辑量控制用的内置plc，就可用内插板式的plc代替。它有输入点、输出点，以及通信口、扩展口和编程口等。它可实现plc所有的功能，但它只是一个控制板，可很方便地镶嵌到有关装置中。

1.4.2 plc与单片机、计算机的比较

目前，应用于控制场合的控制装置除了plc，还包括单片机系统以及各种工业计算机等，它们拥有不同的特点，适合不同的应用环境。

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统，它具有一个完整计算机所需要的大部分部件，包括cpu、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会配有外存；同时，集成诸如通信接口、定时器及实时时钟等外围设备。而现在*强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络以及复杂的输入/输出系统集成在一块芯片上。它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，但是由于稳定性和抗电磁干扰能力比较差，需要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定。

而计算机系统与plc相比较，计算机的编程语言为汇编语言或**语言，其门槛要高于梯形图等编程语言，另外计算机系统的工作环境要求很高，为满足工业级的可靠性要求需要进行很多的特殊设计，也大大提高了其应用成本。

习题

1.当选择plc时，通常要考虑哪些性能指标？

2.请总结s7-200与s7-1200plc的异同。与通用计算机一样，plc中cpu也是整个系统的核心部件，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成。此外，还有外围芯片、总线接口及有关电路。cpu在很大程度上决定了plc的整体性能，如整个系统的控制规模、工作速度和内存容量等。

cpu中的控制器控制plc工作，由它读取指令，解释并执行命令。工作的时序（节奏）则由振荡信号控制。

cpu中的运算器用于完成算术或逻辑运算，在控制器的指挥下工作。

cpu中的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果。它也是在控制器的指挥下工作。

作为plc的核心，cpu的功能主要包括以下几个方面。

1）cpu接收从编程器或计算机输入的程序和数据，并送入用户程序存储器中存储。