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可编程自动化控制器（PAC）与PLC的区别和联系

可编程自动化控制器（PAC）作为新一代的工业控制器，代表着可编程自动化控制发展的未来。在可以预见的几年内，对标准性、开放性、可互操作性、可移植性的要求将是用户至为关心的自动化产品的重要特征，作为融汇了PC和PLC优点的PAC系统必将逐步取代PLC系统成为控制系统的主流产品，在工业自动化控制中的应用将会越来越广泛。

PLC的性能倚赖于的硬件，PLC的应用程序是依靠的硬件芯片来实现的，对于PLC的功能的改进，如增加运动控制、过程控制或通讯功能，都需要使用不同的硬件。即使对于同一PLC厂家，这种的硬件很难移植到不同性能的PLC中。而且传统的PLC厂家的硬件结构体系都是专有的设计，甚至于处理器芯片都是的，这样就导致了随着PLC功能需求的不断提高，PLC的硬件体系变得越来越复杂。而且，由于硬件的非通用性会导致系统的功能前景和开放性受到很大的限制。另外，PLC 的操作系统通常都是各PLC厂家的操作系统，与目前流行的实时操作系统不兼容。由于是的操作系统，其实时可靠性与功能都无法与通用的实时操作系统相比，这就导致了PLC的整体性能的性和封闭性。

PAC的轻便控制引擎是非常杰出的。PAC设计了一个通用的、软件形式的控制引擎用于应用程序的执行，控制引擎在实时操作系统与应用程序之间，这个控制引擎与硬件平台无关，可以在不同平台的PAC系统间移植。因此对于用户来说，同样的应用程序不需根据系统的功能需求和投资预算选择不同性能的PAC平台。这样，根据用户需要的迅速扩展和变化，用户的系统和程序无需变化，即可无缝移植。PAC的操作系统采用通用的实时操作系统，如GE Fanuc的PACSystems系列产品即采用通用的、成熟的WindRiver公司的VxWorks实时操作系统，其可靠性已经得到 大量的应用的证实。PAC系统的硬件结构采用标准的，通用的嵌入式系统结构设计，这样其处理器可以使的高性能CPU，如GE Fanuc的PACSystems 系列产品的CPU 即采用了Pentium300/700MHz 处理器，而且即将推出PentiumM 处理器的CPU。

例如，研华公司全新一代的PAC控制器APAX-5000 系列，集合了控制、信息处理、网络通讯、影像及语音功能。此系列还具立式CPU控制架构，分别控制HMI/SCADA及I/O的不同任务，并提供热备等多种应用架构，软件部份提供支持国标IEC-61131-3的软逻辑软件以及可以进行编程的Windo下的开发驱动软件，APAX -5000 非常适用于严苛的批次生产应用领域，如：半导体制程设备、制药、风力控制、钢铁、IC检测机台控制及食品饮料业。

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可编程控制器控制系统设计方法

一、问题提出

可编程控制器技术主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤

1 ．系统设计的主要内容

（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；

（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；

（ 3 ）选定 PLC 的型号；

（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；

（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；

（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；

（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；

（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；

根据具体任务，上述内容可适当调整。

2 ． 系统设计的基本步骤

可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。

图 1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

（ 2 ）确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

（ 3 ）选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

（ 4 ）分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（ 5 ）设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

（ 6 ）将程序输入 PLC

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S7-300 西门子6ES7307-1KA02-0AA0
模块化微型 PLC 系统，满足中、小规模的性能要求
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
操作方便，设计简单，不含风扇
任务增加时可顺利扩展
大量的集成功能，使它功能非常强劲
S7-300F
故障安全型自动化系统，可满足工厂日益增加的安全需求
基于 S7-300
可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
标准模块另外也可用于非安全相关应用
产品目录 ST 70：
也可以在产品目录 ST 70 中查找有关 SIMATIC S7-300 的信息：
 
Area of application
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统，可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括：
特殊机械，
纺织机械，
包装机械，
一般机械设备制造，
控制器制造，
机床制造，
安装系统，
电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU，具有用户友好功能的全系列模块，可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器：
具有高电磁兼容性和抗震性，可zui大限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制，因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求：
要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外，标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统，在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-300系列可编程控制器
名称 订货数据 订货号
 电源模块 
PS307-1B 负载电源，PS 307；120/230V AC，24V DC，2A 6ES7 307-1BA00-0AA0
PS307-1E 负载电源，PS 307；120/230V AC，24V DC，  6ES7 307-1EA00-0AA0
PS307-1K 负载电源，PS 307；120/230 AC，24V DC，10A 6ES7 307-1KA00-0AA0
安装适配器 装配适配器，用于在 35 mm 汇流排上扣接 PS307  6ES7 390-6BA00-0AA0
标准型300*处理单元
CPU312 16KB DI/DOmax256点，AI/AOmax64路 6ES7 312-1AE14-0AB0
CPU314 48KB DI/DOmax1024点，AI/AOmax256路 6ES7 314-1AG14-0AB0
CPU315-2DP 128KB DI/DOmax16384点，AI/AOmax1024路，1个DP接口 6ES7315-2AH14-0AB0
CPU315-2PN/DP   6ES7315-2EH14-0AB0
CPU317-2DP 512KB DI/DOmax65536点，AI/AOmax4096路，1个DP接口 6ES7317-2AK14-0AB0
紧凑型300C*处理单元
CPU312C 16KB 自带10DI/6DO、2HSC/10KHz 6ES7312-5BF04-0AB0
CPU313C 32KB 自带24DI/16DO、4AI、2AO、1Pt100、3HSC/30KHz 6ES7313-5BG04-0AB0
CPU313C-2PtP 32KB 自带16DI/16DO、3HSC/30KHz、RS485 6ES7313-6BG04-0AB0
CPU313C-2DP 32KB 自带16DI/16DO、3HSC/30KHz、DP 6ES7313-6CG04-0AB0
CPU314C-2PtP 48KB 自带24DI/16DO、4AI、2AO、1Pt100、4HSC、RS485 6ES7314-6BH04-0AB0
CPU314C-2DP 48KB 自带24DI/16DO、4AI、2AO、1Pt100、4HSC、DP  6ES7314-6CH04-0AB0
存储卡及电池
MMC SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC) 6ES7 953-8LF20-0AA0
SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC) 6ES7 953-8LG20-0AA0
SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC) 6ES7 953-8LJ30-0AA0
SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC) 6ES7 953-8LL31-0AA0
SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC) 6ES7 953-8LM20-0AA0
锂电池 SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC) 6ES7 971-1AA00-0AA0
扩展接口模块及扩展电缆
IM365 一对，*机架至扩展机架接口，含1m长电缆 6ES7 365-0BA01-0AA0
IM360 *机架接口模块 6ES7 360-3AA01-0AA0
IM361 扩展机架接口模块 6ES7 361-3CA01-0AA0
IM368 1米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3BB01-0AA0
2.5米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3BC01-0AA0
5米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3BF51-0AA0
10米  连接360和361或361和361之间 6ES7 368-3CB01-0AA0
前连接器
20针连接 8/16点数字量、2/4点模拟量、SM331-7KF02、智能模块用 6ES7 392-1AJ00-0AA0
40针连接 32点数字量、8点模拟量、CPU300C配用 6ES7 392-1AM00-0AA0
安装导轨
DIN安装导轨 异型汇流排 160 mm 6ES7 390-1AB60-0AA0
异型汇流排 480 mm 6ES7 390-1AE80-0AA0
异型汇流排 530 mm 6ES7 390-1AF30-0AA0
异型汇流排 830 mm 6ES7 390-1AJ30-0AA0
无孔异型汇流排 2000mm 6ES7 390-1BC00-0AA0
数字量输入/输出模块
SM321 16点24VDC输入（P型） 6ES7 321-1BH02-0AA0
32点24VDC输入（P型） 6ES7 321-1BL00-0AA0
16点24VDC输入（N型） 6ES7 321-1BH50-0AA0
32点120VAC输入 6ES7 321-1EL00-0AA0
8点120/230VAC输入 6ES7 321-1FF01-0AA0
16点120/230VAC输入 6ES7 321-1FH00-0AA0
SM322 16点24VDC输出（0.） 6ES7 322-1BH01-0AA0
32点24VDC输出（0.） 6ES7 322-1BL00-0AA0
32点120VAC输出（1A） 6ES7 322-1EL00-0AA0
8点24VDC输出（2A） 6ES7 322-1BF01-0AA0
8点120/230VAC输出（1A） 6ES7 322-1FF01-0AA0
16点120/230VAC输出（0.） 6ES7 322-1FH00-0AA0
8点继电器输出（2A） 6ES7 322-1HF01-0AA0
8点继电器输出（） 6ES7 322-1HF10-0AA0
16点继电器输出（AC至120V）（2A） 6ES7 322-1HH01-0AA0
SM323 8点24VDC输入/8点24VDC输出 6ES7 323-1BH01-0AA0
16点24VDC输入/16点24VDC输出 6ES7 323-1BL00-0AA0
模拟量输入/输出模块
SM331 2通道模拟量输入，隔离，9-15位，可接热电阻、热电偶 6ES7 331-7KB02-0AB0
8通道模拟量输入，隔离，9-15位，可接热电阻、热电偶 6ES7 331-7KF02-0AB0
8通道模拟量输入，隔离，9-15位 6ES7 331-7NF00-0AB0
8通道热电阻输入，隔离，24位 6ES7 331-7PF00-0AB0
8通道热电偶输入，隔离，24位 6ES7 331-7PF10-0AB0
SM332 2通道模拟量输出，隔离，12位 6ES7 332-5HB01-0AB0
4通道模拟量输出，隔离，12位 6ES7 332-5HD01-0AB0
4通道模拟量输出，隔离，15位 6ES7 332-7ND02-0AB0
8通道模拟量输出，隔离，12位 6ES7 332-5HF00-0AB0
SM334 4通道模拟量输入,8位/2通道模拟量输出,8位 不隔离 6ES7 334-0CE01-0AB0
4通道模拟量输入,12位/2通道模拟量输出,12位 隔离 电阻 6ES7 334-0KE00-0AB0
ET200分布单元
ET200M Profibus-DP从站接口模块,可带8个S7-300模块 6ES7 153-1AA03-0XB0
Profibus-DP从站接口模块,可带8个S7-300模块 冗余功能 6ES7 153-2AA02-0XB0
Profibus-DP从站接口模块,可带8个S7-300模块 IM153冗余组 6ES7 153-2AR00-0XA0