SIEMENS西门子广元代理商

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PLC I/O地址的分配方式

 根据不同的PLC配置情况确定I/O地址是PLC编程的前提与基础，程序中的地址与实际物理连接点一一对应，才能确保动作的正确执行。

  当选择了PLC之后，需要确定的是系统中各I/O点的地址。在S7系列PLC 中1/O地址的分配方式共有固定地址型、自动分配型、用户定义型3种。实际所使用的方式取决于所采用的PLC的CPU型号、编程软件、软件版本、编程人员的选择等因素。

  ①固定地址型

  固定地址分配方式是一种对PLC安装机架上的每一个安装位置(插槽)都规定地址的分配入式。其特点如下。

  a.PLC的每一个安装位置都按照该系列PLC全部模块中可能存在的大I/O点数分配地址。例如：S7-300系列I/O模块中大开关量输入/输出为32点，因此，每一个安装位置部都分配32点地址;如果实际安装的模块只有16点输入，那么剩余的I/O地址将不可以再作为物理输入点使用。

  b.对于输入或输出来说，1/O地址是间断的。而且，在输入与输出中不可以使用相同的二进制字节与位。

  例如：S7-300系列1/O模块的第1安装位中安装了32点输入模块，地址数据中的0.0～3.7就被该模块所占用了，其地址固定为10.0～13.7;即使第2安装位中安装了32点输出模块，其输出地址也只能是Q4.0～Q7.7，而不可以是Q0.0～Q3.7，在实际编程时Q0.0～Q3.7 就变成了不存在的输出。同样，如果在第3安装位中接着安装了16点输入模块，其地址将为18.0～19.7，在实际编程时14.0～17.7就变成了不存在的输入。

  以上分配原则对模拟量模块同样适用。

  ② 自动分配型

  自动地址分配方式是一种通过自动检测PLC所安装的实际模块，自动、连续分配地址的分配力式。其特点如下。

  a.PLC的每一个安装位置的1/O点数量无规定，PLC根据模块自动分配地址。例如：当每一个安装位置安装了32点模块后，PLC自动分配给该模块0.0～3.7的地址;实际安装的模块只有16点输入，那么PLC自动分配给该模块的地址就成为0.0～1.7。

  b.输入与输出的地址均从0.0起连续编排、自动识别，I/O地址连续、有序。

  例如：PLC的第1安装位中安装了32点输入模块，地址为10.0～13.7;当第2安装位中安装了32点输出模块后，其输出地址自动分配为Q0.0~Q3.7。同样，如果在第3安装位中接

  着安装了16点输入模块，其地址将为14.0～15.7。1/O地址中没有不存在的输入与输出。

  以上分配原则对模拟量模块同样适用。

  对于S7-300系列，由于生产时间、软件版本的不同，安装在PLC主机上的部分I/O模块，CPU的地址分配可能会出现断续的情况，CPU仍然按照大开关量输入/输出进行地址分配，当使用32点以下模块时，多余的地址不可以再使用。但是，对于远程I/O单元，地址总是连续分配的。

  ③用户设定型

  用户设定型地址分配方式是一种可以通过编程软件进行任意定义的地址分配方式。其特点如下。

  a.PLC的每一个安装位置的地址可以任意定义，1/O点数量无规定，但同一PLC中不可以重复。

  例如：当每一个安装位置安装了32点输入模块后，用户可以分配给该模块10.0～13.7 的地址;也可以分配其他任意地址，如 I8.0～I11，7等。但在分配I0.0～I3.7后，后续的同类模块中不可以再使用地址I0.0～I3.7。

  b.输入与输出的地址既可以是间断的，也可以不按照次序排列。

  例如：PLC的第1安装位中安装了32点输入模块，地址定义为18.0～I11.7;第2安装位中再安装32点输入模块，地址定义为10.0～13.7，这样的分配同样也允许。

  以上分配原则对模拟量模块同样适用。

PLC的CPU要完成的主要工作

PLC的中央处理器（CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。

    与一般的计算机一样，CPU是整个PLC的控制，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作：

    （1）接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。

    （2）用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。

    （3）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

    （4） PLC进入运行状态后，执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号，以完成用户指令规定的各种操作。

    （5）响应各种外围设备(如编程器、打印机等）的请求。

    PLC采用的CPU随机型不同而不同， 目前，小型PLC为单CPU系统，中型及大型则采用双CPU甚至多CPU系统。目前，PLC通常采用的微处理器有三种：通用微处理器、单片微处理器（即单片机）、位片式微处理器。

 在控制系统的控制要求明确以后，应根据对象的要求，确定系统的总体控制方案。一般来说，以PLC作为主体的控制系统，根据不同的应用场合，可选择如下四种基本的控制类型。

  (1) 单机控制。单机控制是指一个控制对象(设备、简单生产线等)采用一台PLC进行控制的情况，适用于控制对象单一、设备的各控制部分相对集中、控制对象与其他设备间无协同控制要求的场合。单机控制在PLC应用领域的用量Zui大，大多数采用中、小规格PLC的控制系统均属于此类。

  单机控制系统的硬件构成主要以PLC的I/O模块、功能模块及其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器、外部传感器)为主；软件设计时着重于PLC基本指令与应用指令的编程；通信一般在PLC与人机界面(如触摸屏等)、PLC与其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器等)之间进行，直接使用PLC的标准RS-232、RS-422、RS-485等接口，不需要进行通信的编程。

  (2) 集中控制系统。集中控制是指利用一台PLC控制多个控制对象(如数台设备、生产线等)的情况、适用于控制对象相对集中，单台设备的动作较简单，对象动作间有协同控制要求的多对象控制的场合。

  集中控制系统与单机控制系统一样，只使用一台PLC进行控制，从某种意义上说，它只是单机控制系统的扩展，其实质相同，系统的硬件、软件构成一致。

  采用了集中控制的全部控制对象的动作由同一台PLC进行控制，对象间的动作协调性好，现场调试方便。另外，控制对象间的数据传送、状态检测无须专门的通信线路与通信程序，故可以降低生产成本，方便调试与维修。

  集中控制的缺点是当控制对象的某一部分发生故障时，全系统都要停止上作。因此，在PLC选择、系统设计时应特别注重系统的安全性与“冗余”条件。

  (3) 远程I/O控制系统。远程I/O控制系统可以说是集中控制系统的一种，它同样是由一台PLC控制多个控制对象，但远程I/O控制系统中的部分控制对象远离PLC主机布置，需要通过远程I/O模块与主机进行连接。远程I/O控制系统适用于设备体积较大，控制对象相对分散，但对象动作间有协同控制要求的场合。

  采用远程控制的PLC系统与单机控制、集中控制的区别主要是在PLC主机与远程I/O的通信上。远程I/O控制系统一般都需要采用现场总线(如PROFIBUS-DP、CC-Link等)进行PLC与I/O单元间的数据通信与信息交换，它对PLC的通信功能有一定的要求。

  远程控制系统的硬件构成，需要在单机与集中控制I/O模块、功能模块以及其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器、外部传感器)的基础上，增加远程I/O模块、总线接口通信模块、现场总线等必要的功能模块与硬件设施。为了更好地对控制现场进行观察与监控、系统中一般需要现场监视器、状态显示器等必要的外部设备，系统构成相对较复杂。

  远程控制系统软件设计不仅需要应用PLC基本指令与应用指令，而且还需要对现场总线的通信，现场监视器、状态显示器等外部设备进行设计与编程，用户程序较复杂，对程序存储容量要求较高；系统软件设计、现场调试的工作量较大；安装、调试的时间较长。

  (4) 分布式控制系统。分布式PLC控制系统是一种以PLC为主体构成的网络控制系统。系统的一个(或相对集中的数个)控制对象由一台独立的PLC进行控制，构成相对独立的单机(或集中控制)控制单元；各单元PLC之间通过网络总线连接，组成生产现场控制网，并由上位机进行统一调度与管理。分布式PLC控制系统适用于柔性加工系统(FMS)、车间自动化系统、大型生产线、装配流水线等，是目前PLC应用领域的gaoji阶段。

  分布式PLC控制系统与远程I/O控制系统、集中控制系统是整体与局部的关系，系统需要对多台PLC控制单元进行集中、统一的调度与管理。因此，它事实上是单机控制系统、集中控制系统、远程ID控制系统的集成与综合。

  分布式PLC控制系统各相对独立的PLC单元，同样需要使用现场总线等通信技术进行PLC与I/O单元间、PLC与PLC、PLC与上位机、PLC与I/O设备间的数据通信与信息交换，系统上位机还需要对各PLC单元间进行调度与管理，因此，对PLC的网络通信功能要求很高。

  分布式PLC控制系统的硬件构成庞大，它需要在多个独立PLC单元的基础上增加网络通信，现场监控、调度管理、上位机等外部设备。系统设计往往需要通过分单元设计、总体集成设计等措施，由多人协作共同完成

  分布式PLC控制系统的软件设计与其他类型控制系统的区别主要是在系统集成上，各单元间的网络通信、网络管理软件设计工作量较大，对PLC程序存储容量、通信功能要求较高，系统软件的集成调试工作量大，安装、调试的时间长，系统可靠性要求高，往往需要多人协作、分单元共同完成。