西门子6ES7340-1CH02-0AE0性能参数

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选型基本原则是在满足功能的前提下，选择可靠、维护方便、性价比优品牌。通常从以下几个方面考虑：

一是结构的选择。plc按结构分为整体型和模块型两类。整体型是将plc各组成部分集装在一个机壳内。这种结构紧凑、体积小、价格低．但i/o点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型plc由框架和各模块组成，各模块插在相应插槽上，通过总线连接。这种结构构成灵活、安装、扩展维修方便．提供多种i/o卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的i/o点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

二是输入/输出点数（i/o点数）的选择。i/o点数是指plc所能接入的输入/输出信号的大数量，是重要的一项技术指标。plc按i/o点数分为小型plc（256点以下）、中型plc（256～1024点之间）、大型plc（2046点以上）、超大型plc（8192点以上）。在选用plc时，要根据控制对象的i/o点数要求确定机型，i/o点数包括主机的i/o点数和大扩展点数。通常i/o点数是根据控制对象输入、输出信号的实际需要，再加上10%～15%的裕量来确定。

三是内存容量的选择。一般以plc所能存入用户程序的多少来衡量。在plc中程序指令是按“步”存放的（一条指令往往不止一“步”），一“步”占一个地址单元，一个地址单元占两个字节。如一个内存容量为1000步的plc，内存为2kb。为保证plc的正常运行，一般要求plc的存储器容量，按256个i/o点至少选8k存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。

四是运行速度的选择。一般以执行1000条基本指令所需的时间来衡量，单位为毫秒/千步。cpu运行速度越快，则扫描周期越短，系统响应越快。

五是功能模块的选择。特殊功能模块可完成某一特殊的专门功能．其数量的多少、功能的强弱是衡量plc产品水平高低的一个重要标志。特殊功能模块主要有a/d和d/a转换模块、高速计数模块、位置控制模块、pid控制模块、远程通信模块等。

六是通信功能的选择。plc系统的通信网络主要有下列几种形式：①pc为主站，多台同型号plc为从站，组成简易plc网络；②1台plc为主站，其他同型号plc为从站，构成主从式plc网络；③plc网络通过特定网络接口连接到大型中作为dcs的子网；④专用plc网络（各厂商的专用plc通信网络）。为减轻cpu通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、、）通信处理器。

指令盒及语句表中用“in”和“out”表示的就是操作数。“in”表示源操作数，指令以其为数据来源，指令执行不改变源操作数的内容。“out”为目的操作数，指令执行后将把目的操作数作为运算结果的存储目的。有些指令中还有辅助操作数，常用于对源操作数和目的操作数做补充说明。

操作数的类型和长度需要和指令相匹配，比如字节指令不能使用w（字）、dw（双字）型的操作数。而且要特别注意不能使各指令的操作数单元互相重叠，否则会发生数据错误。

产生初期主要用于在工业控制中以逻辑控制来代替控制。随着计算机技术与plc技术的不断发展与融合，plc增加了数据处理功能，使其在工业应用**能更强应用范围更广，成为新型的系统。

数据处理功能主要包括装入和传送功能、转换功能、比较功能、移位功能和运算功能等。

因数据处理指令涉及的数据量较多且复杂于逻辑控制指令，所以在学习数据处理指令前，首先以字节传送指令movb为例，介绍数据处理指令的格式和注意事项。

数据处理指令的梯形图格式主要以指令盒的形式表示，如图所示。指令盒顶部为该指令的标题，如图中所示mov_b。标题一般由两部分组成，前部分为指令的助记符，多为英文单词的缩写．本例中mov表示数据内容的传送；后部分为参与运算的数据类型，b表示字节，常见的数据类型还有w（字）、dw（双字）、r（实数）、i（整数）、di（双整数）等。

图数据处理指令的梯形图格式

数据处理指令的指令表格式也分为两部分，如字节传送指令的指令表格式为：movbin，out。前一部分是表示指令功能的助记符，部分指令的助记符与指令盒中的标题相同，也有的不同，需要区分。后一部分为操作数，可以是数据地址或常数

似乎无所不能啊，都来看看在控制系统中都扮演了什么！！！

这是一张典型的plc控制系统的框图

1、用于开关量控制

plc控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点，由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制，所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的、即时的、延时的、不需计数的、需要计数的、固定顺序的、随机工作的等等，都可进行。

plc的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，用于控制时，非常灵活。必要时可编写多套或多组程序，依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。

用plc进行开关量控制实例是很多的，冶金、机械、轻工、化工、纺织等等，几乎所有工业行业都需要用到它。目前，plc首用的目标，也是别的控制器无法与其比拟的，就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。

2、用于模拟量控制

模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的。工业生产，特别是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制。

作为一种工业控制装置，plc若不能对这些量进行控制，那是一大不足，为此各plc厂家都在这方面进行大量的开发。目前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制。plc进行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的a/d、d/a单元。它也是i/o单元，不过是特殊的i/o单元。

a/d单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入plc;d/a单元，是把plc的数字量转换成模拟量，再送给外电路。作为一种特殊的i/o单元，它仍具有i/o电路抗干扰、内外电路隔离、与输入输出(或内部继电器，它也是plc工作内存的一个区，可读写)交换信息等等特点。

这里的a/d中的a，多为电流，或电压，也有温度。d/a中的a，多为电压，或电流。电压、电流变化范围多为0～5v，0～10v，4～20ma，有的还可处理正负值的。这里的d，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。a/d、d/a有单路，也有多路。多路占的输入输出继电器多。有了a/d、d/a单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的plc并不难。中、大型plc处理能力更强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方、插值，还可进行浮点运算，有的还有pid指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出，计算机能算的它几乎都能算。

这样，用plc实现模拟量控制是完全可能的。

plc进行模拟量控制，还有a/d、d/a组合在一起的单元，并可用pid或模糊控制算法实现控制，可得到很高的控制质量。用plc进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如plc方便。当然，若纯为模拟量的系统，用plc可能在性能价格比上不如用调节器。

3、用于运动控制

实际的物理量，除了开关量、模拟量，还有运动控制。如机床部件的位移，常以数字量表示。运动控制，有效的办法是nc，即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及，并也很完善。目前，先进国家的金属切削机床，数控化的比率已超过40%～80%，有的甚至更高。plc也是基于计算机的技术，并日益完善。plc可接收计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹，可用多种方式接收这脉冲，还可多路接收。有的plc还有脉冲输出功能，脉冲频率也可达几十k，有了这两种功能，加上plc有数据处理及运算能力，若再配备相应的(如旋转编码器)或脉冲伺服装置，则完全可以依nc的原理实现种种控制。高、中档的plc，还开发有nc单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。所以，若plc配置了这种单元，则完全可以用nc的办法，进行数字量的控制。新开发的运动单元，甚至还发行了nc技术的编程语言，为更好地用plc进行数字控制提供了方便。

4、用于数据采集

随着plc技术的发展，其数据存储区越来越大。如德维森公司的plc，其数据存储区(dm区)可达到9999个字。这样庞大的数据存储区，可以存储大量数据。数据采集可以用计数器，累计记录采集到的脉冲数，并定时地转存到dm区中去。数据采集也可用a/d单元，当模拟量转换成数字量后，再定时地转存到dm区中去。plc还可配置上小型打印机，定期把dm区的数据打出来。

plc也可与计算机通讯，由计算机把dm区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处理。这时，plc即成为计算机的数据终端。

用户曾使用plc，用以实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。

5、用于信号监控

plc自检信号很多，内部器件也很多，多数使用者未充分发挥其作用。其实，完全可利用它进行plc自身工作的监控，或对控制对象进行监控。对一个复杂的控制系统，特别是自动控制系统，监控以至进一步能自诊断是非常必要的，它可减少系统的故障，出了故障也好查找，可提高累计平均无故障运行时间，降低故障修复时间，提高系统的可靠性。

6、用于联网、通讯

plc联网、通讯能力很强，不断有新的联网的结构推出。

plc可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参与编程及对plc进行控制的管理，使plc用起来更方便。

为了充分发挥计算机的作用，可实行一台与管理多台plc，多的可达32台。也可一台plc与两台或更多的计算机通讯，交换信息，以实现多的对plc控制系统的监控。plc与plc也可通讯，可一对一plc通讯，可几个plc通讯，可多到几十、几百。

plc与智能仪表、智能执行装置(如)，也可联网通讯，交换数据，相互操作。可联接成远程控制系统，系统范围面可大到10公里或更大。可组成局部网，不仅plc，而且计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的plc、计算机、智能装置组织在一个网中。网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。

联网、通讯，正适应了当今计算机集成制造系统(cims)及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点(point)、到线((line)再到面(aero)，使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体，进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景，已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。

以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲，plc有大、有小。所以它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备，甚至一个部件，一个站点;大的可控制多台设备，一条生产线，以至于整个工厂。可以说工业控制的大小场合，都离不开plc

的输入点是信号输入，如位置，状态，动作要求等。提升输出点是执行目的动作。在提升机中使用，使外围输出电路更加简单，安全性，可靠性增强。

（1）分组输出如图1所示，当两组负载不会同时工作时，可通过外部转换开关或受plc控制的电器触点进行切换，使plc的一个输出点可以控制两个不同时工作的负载。

图1 分组输出

（2）矩阵输出如图2所示为4×4矩阵输出电路，用8个输出点可控制16个负载。要使某个负载接通工作，只要它所在的行与列对应的输出接通即可。例如，当y010与y004同时接通时，km1得电吸合。应当注意的是：当只有某一行对应的输出继电器接通，各列对应的输出继电器才可以任意接通；或者当只有某一列对应的输出继电器接通，各行对应的输出继电器才可以任意接通。否则将会错误接通负载。因此，采用矩阵输出时，必须将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中，否则将无法控制。

图2 矩阵输出

（3）并联输出通断状态完全相同的负载，可以并联后共用plc的一个输出点（要考虑plc输出点的负载驱动能力）。例如plc控制的交通信灯，

对应方向（东与西对应、南与北对应）的灯通断规律完全相同，将对应的灯并联后可以节省一半的输出点。

（4）负载多功能化一个负载实现多种用途。例如，在传统的继电控制系统中，一个指示灯只指示一种状态。在plc控制系统中，利用plc的软件很容易实现利用一个输出点控制指示灯的常亮和闪亮，这样就可以利用一个指示灯表示两种不同的信息，从而节省plc的输出点。

（5）某些输出信号不进入plc 系统中某些相对独立、比较简单的部分可以考虑不用plc来控制，直接采用继电器控制即可。

（6）利用输出点扩展输出点与利用输出点扩展输入点相似，也可以用输出点分时控制一组输出点的输出内容。例如：在输出端口上接有多位led7段码显示器时，如果采用直接连接，所需的输出点是很多的。这时可使用图9的电路利用输出点的分时接通逐个点亮多位led7段码显示器。

在图3所示的电路中，cd4513是具有锁存、译码功能的专用共阴极7

图3 输出口扩展输出口

段码显示器驱动电路，两只cd4513的数据输入端a～d共用可编程序控制

器的4个输入端，其中a为低位，d为高位。le端是锁存使能输入端，在le信号的上升沿将数据输入端的bcd数据锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来，le为低电平时，显示器的数不受数据输入信号的影响。显然，n位显示器所占用的输出点p=4+n。图9中y004及yoo5分别接通时，输出的数据分别送到上下两片cd4513中