6ES7355-0VH10-0AE0西门子S7-300模块

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什么是硬PLC?硬PLC的特点举例说明

什么是硬PLC呢？所谓硬PLC从严格意义上来说是由硬件或者一块的ASIC芯片来实现PLC指令的持行．而软PLC是用一些通用的CPU或者MCU来实现PLC指令的解释或者编译持行．

　　像三菱（FX）和欧姆龙的PLC多是硬PLC，而西门子的有几种型号是属于软PLC的。 

　　硬PLC的核心是一个位处理器，也就是一个持行PLC指今的ASIC芯片，以前各厂商的这种处理器执行的是自家指令，但自从伟大而神圣的IEC61131－3出现后，大家都向这个标准上看齐了，IEC61131－3定义了5种语言——LD、FBD、SFC、ST、IL其中IL是像汇编的，所以大多数厂商的这个位处理器都是执行的一种类IL语言。我们在这里将这个位处理暂命名为IEC处理器。也有厂商用FPGA来实现这个处理器，由于这个处理器执行的是指令，所以速度相对软PLC来说要快许多倍。但它也有它的弱点，就是灵活性不高，并具一般只能处理位指令，而现代的PLC功能越来越强大，对模拟量的处理已和DCS不相上下，所以厂商一般要另加一块通用CPU来处理模拟量和复杂功能的实现。

PLC与计算机技术和继电器-接触器控制技术的关系

随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，特别是进入80年代以来，PLC已广泛地使用16位甚至32位微处理器作为中央处理器，输入输出模块和电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。这时的PLC已不仅仅是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能，称之为可编程序控制器（ProgrammableController）更为合适，简称为PC，但为了与个人计算机（Persona1Computer）的简称PC相区别，一般仍将它简称为PLC（Programmable LogicController）。

       PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物，其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。继电器控制系统已有上百年历史，它是用弱电信号控制强电系统的控制方法，在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除困难，花费时间长，严重地影响工业生产。在工艺要求发生变化的情况下，控制柜内的元件和接线需要作相应的变动，改造工期长、费用高，以至于用户宁愿另外制作一台新的控制柜。而PLC克服了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控对象方便的连接起来。由于PLC是由微处理器、存储器和器件组成，所以应属于工业控制计算机中的一类。

      对用户来说，可编程控制器是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此如果在初步设计阶段就选用可编程控制器，可以使得设计和调试变得简单容易。从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。

安装设计、电气连接设计的目的是指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，从而提高系统的可靠性与标准化程度。

  PLC的安装与连接设计，通常包括如下内容：

  a.电气柜、操纵台(包括分线盒、走线槽、电缆夹等加工件)等安装部件的设计;

  b.设备、电气控制柜、操纵台上的各电器元件的布置、安装位置以及安装方法设计;

  c.设备的电气连接、连接图、插接件的布置、电缆布置等设计。

  PLC的安装要求

  PLC虽然是可靠性很高的工业控制装置，但作为计算机控制装置的一种，为了提高其工作可靠性，它对安装环境条件与使用仍然有一定的要求。特别是PLC的外部连线、电缆的布置对PLC的工作稳定性与可靠性有较大则影响，在设计阶段就必须予以重视。

  ①安装环境的基本要求 不同厂家生产的PLC，其安装环境的要求有所区别，归总体来说，PLC的安装都应遵循如下的共同原则。

  a.安装必须牢固，避免在设备使用与运输过程中的跌落与振动。

  b.安装有PLC的电气柜，应尽量避免布置在有强烈振动与冲击的场所(PLC对振动与冲击的要求见表5-14)。

  c.避免在周围有腐蚀件气体、可燃气体的场所安装。

  d.避免在周围有灰尘、导电粉尘、油污、烟雾的场所安装。

  e.避免在高温、潮湿的场所或者低温的环境安装(PLC对温度与湿度的要求见表5-14)。

  f.尽量避免PLC与高压电器设备(3000V以上)布置于同一电气柜内。

  g.尽量避免PLC与容易产生干扰的电气设备布置于同一电气柜内，以及使用同一电源。在不可避免时，应采取必要的措施。

  h.避免在周围有强磁场、强电场的场所安装PLC。

  ② 温度、湿度、振动、冲击的要求 PLC对使用环境的温度、温度、振动、冲击方面的基本要求一般如下。

  a.温度，PLC使用时的环境温度一般应在0～55℃(保存时的温度为-20～70℃)，同时应防止在阳光直接照射的场合使用。

  当环境温度无法满足以上要求时，应采取相应的措施，如在电气柜上安装空调等，保证PLC的环境温度在允许的范围。

  b.湿度，PLC使用的环境相对湿度一般允许为20%～90%，应避免温度变化过快所造成的结露。

  当环境湿度无法满足以上要求时，应采取安装自动除湿装置等措施。特别是冬天，在供暖装置有可能出现停止的场合，应采取必要的措施，防止温度变化造成的结露。

  c.振动，PLC对安装环境的振动有一定的要求，而且抗振动性能与PLC的型号(结构形式)与安装方式等因素有关。

  在结构上，一般来说1/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，其抗振动的性能要优于模块化结构的PLC。在安装方式上，利用螺钉安装的PLC，其抗振动的性能要优于导轨安装的PLC。

  通常情况下，利用螺钉安装的1/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，允许的振动强度为19.6m/s²(2G)左右，采用导轨安装时为9.8m/s?(1G)左右。利用螺钉安装的模块化PLC，允许的振动强度为9.8m/s²(1G)左右，采用35mm标准导轨安装时为4.9m/s²(0.5G)左右。

  d.冲击，PLC对安装环境的冲击同样有一定的要求，而且冲击性能与安装方式等因素有关。通常情况下，利用螺钉安装的安装PLC，允许的冲击强度为15～30G(147～294m/s2)，采用导轨安装时为15G(147m/s²)左右。

  在具有强烈振动与冲击的场合，应采取必要的防振措施。

  对于SIEMENS公司生产的S7系列PLC，环境的具体要求如表5-14所示。

  ③安装空间的要求 PLC安装空间直接影响到PLC的散热。PLC对安装空间的一般要求如下。

  a.PLC与其他电器间一般应保证垂直方向大于100mm、水平方向大于50mm的空间距离，并保证通风良好。

  b.PLC与其他电器或者电气柜门间的前后空间距离，一般应保证在50mm以上，并保证通风良好。

  c.在PLC的下部，应避免直接布置强发热元件(如加热器、变压器、能耗电阻等)。

  d.尽量采用垂直安装的方式安装PLC，水平布置会直接影响PLC的散热。

  e.PLC不应安装在电气柜的门、顶面、底面、侧面等部位。

  f.必须保持PLC通风窗的畅通，在使用前一定要取下通风窗的保护纸。