6ES7232-4HF50-0XB0西门子S7-1200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。

 1.单支流程

  单支流程功能图、梯形图和指令表如图3-28所示。程序按照满足的条件一步步进行，直到完成整个工作。单支流程在PLC实际应用中单独应用较少。

  2.选择分支和连接

  选择分支和连接的功能图如图3-29所示。图中，顺控继电器S0.2或S0.4接通，则顺控继电器S0.1自动复位。顺控继电器S0.6由顺控继电器S0.3或S0.5 置位。顺控继电器S0.6置位，则顺控继电器S0.3或S0.5自动复位。

  3.并行分支和连接

  并行分支和连接功能图如图3-30所示。图中，顺控继电器S0.2和S0.4同时接通，则顺控继电器S0.1自动复位。顺控继电器S0.6由顺控继电器S0.3和S0.5置位。在顺控继电器SO.3和S0.5同时接通且转移条件满足的情况下，顺控继电器S0.6被置位。顺控继电器S0.6置位后，顺控继电器S0.3和S0.5自动复位。

  4.跳转和循环

  跳转和循环功能图如图3-31所示。

  图3-31中，当I1.0接通，顺控继电器S0.1~S0.3 循环重复工作。当I1.0未接通并且I1.1接通时，顺控继电器S0.5和S0.6不工作，程序跳转。

  在使用SCR指令时，应注意以下几点

  (1)不能将同一个继电器S位用于不同程序中。例如，如果在主程序中用了继电器S0.1，在子程序中就不能再使用它。

  (2)在SCR段之间不能使用JMP和LBL指令，即不允许跳入、跳出，可以在SCR段附近使用跳转和标号指令或着在SCR段内使用。

  (3)在 SCR段中不能使用END指令。

  顺序控制指令示例

  1.大小球机械臂分检装置的工作过程

  大小球机械臂分检装置如图3-32所示。当机械臂处于原始位置时，即上限位开关LS1和左限位开关LS3压下，抓球电磁铁处于失电状态，这时按“启动”按钮后，机械臂下行，碰到下限位开关后停止下行，且电磁铁得电吸球。如果吸住的是小球，则大小球检测开关SQ为ON；如果吸住的是大球，则检测开关SQ为OFF。1s后，机械臂上行，

  碰到上限位开关LS1后右行，它会根据大小球的不同，分别在限位开关LS4(小球)和LS5(大球)处停止右行，然后下行至下限位停止，电磁铁失电，机械臂把球放在小球箱里或大球箱里，1s后返回。如果不按“停止”按钮，则机械臂一直工作下去；如果按了“停止”按钮，则不管何时按，机械臂Zui终都要停止在原始位置。再次按“启动”按钮后，系统可以再次从头开始循环工作。

  (2)机械臂分检装置顺序功能图如图3-33所示；程序梯形图如图3-34所示。

  3.说明

  (1)由于大小球不同，所以选择了分支选择电路使机械臂能够在右行后在不同的位置下行，把大小球分别放进各自的箱子里去。

  (2)在机械手上、下、左、右行走的控制中，加上了一个软件联锁触点，替代了SM0.0。

  (3)图3-33中的M0.0是一个选择逻辑，其功能如图3-34中的网络1所示，它相当于一个开关，由其决定系统是进行单周期操作还是循环操作。

  (4)S7-200 PLC的顺控指令不支持直接输出(=)的双线圈操作。如果在图3-33中的状态S0.1的SCR段有Q0.2输出，在状态S1.5的SCR段也有Q0.2输出。则不管在什么情况下，在前面的Q0.2永远不会有效，所以，在使用S7-200PLC的顺控指令时，一定不要有双线圈输出。为解决这个问题，可采用中间继电器逻辑过渡的办法，如本例中的机械手进行上行、下行和右行的控制逻辑设计。凡是有重复使用的相同输出驱动，在SCR段中先用中间继电器表示其分段的输出逻辑，在程序的Zui后再进行合并输出处理。