西门子PLC项目1 PLC基本知识

PLC系统的等效工作电路可分为3部分，即输入部分、内部控制电路和输 出部分。其等效工作电路如下图所示。
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”（循环扫描）的方式进行工作的。 PLC工作的基本步骤如下图所示：
梯形图（LAD）语言是在继电器-接触器控制系统原理图的基础上演 变而来的一种图形语言，它和继电器-接触器控制系统原理图很相似， 如下图所示。梯形图具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌
Q1.1)，在编写端子代码时采用八进制，没有0.8和0.9，共24个基本
输入/输出点。
(1)基本输入端子
(2)基本输出端子
CPU224晶体管输出端子如下图所示：
CPU224继电器输出端子如下图所示：
PLC的连接包括电源连接、输入端接线、输出端接线，这三 种接线的具体形式。S7-200PLC接线时可按以下规律
输入变量，右边为输出变量，没有像梯形图那样的母线、触点和线圈， 如下图（b）所示：

CPU224型PLC，其输入、输出、CPU、电源模块均装设在一
个基本单元的机壳内，是典型的整体式结构。当系统需要扩展时，选
用需要的扩展模块与基本单元相连。CPU224基本单元提供了14个输
入点(I0.0～I0.7和I1.0～I1.5)和10个输出点(Q0.0～Q0.7和Q1.0～
⑤用户存储容量至少可以扩展到4KB。
⑥体可靠性比继电器控制系统高。
⑦可将数据直接送入管理计算机。
⑧积小于原继电器控制系统。
⑨扩展时原系统变更较小。
⑩成本可与继电器控制系统竞争。
“可编程序控制器（Programmable Logic Controller 简称PLC）是 一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。如 下图所示：
（1）中央处理器 中央处理器（CPU）是计算机的核心，因此它也是PLC的核心。 （2）存储器 存储器是具有记忆功能的半导体电路，用于存放系统程序、用户程序、 逻辑变量和其他信息。 （3）输入/输出单元 输入/输出单元又称为输入/输出模块，它是PLC与工业生产设备或工业过 程连接的接口。 （4）电源 电源是将交流电压信号转换成微处理器、储存器及输入/输出部件正常工 作所需要的直流电源。 （5）编程器 编程器是PLC的重要外围设备。
(4)掌握编写符号表。
2.工作任务
按按钮SB1，灯L1开始闪亮（亮1s，灭1s，如此循环）。按按钮SB2， 灯L1灭。
3.工作任务实施 根据题意，工作任务采用按SB1按钮控制灯L1闪亮，按SB2控制灯L1
灭。在外围接线上使按钮SB1与I0.1连接，按钮SB2与I0.2连接；彩灯 L1与Q0.1连接。
输入（I）
按钮SB1
I0.0
按钮SB2
I0.1
输出(O)
彩灯L1
Q0.0
彩灯L2
Q0.1
彩灯L3
Q0.2
彩灯L4
Q0.3
1.考核能力目标
(1)了解PLC硬件结构及系统组成。 (2)掌握PLC外围线路的接法及PC与PLC通信参数的设置。
(3)掌握STEP7 Micro/WIN软件的使用。
语句表（STL）又称为助记符语言，它是通过指令助记符来完成控制 要求的，类似于计算机的汇编语言。用户可以直观地根据梯形图，写 出助记符语言程序，如下图 ( b )所示。不同厂家的PLC所采用的指令 集不同，所以对于同一个梯形图，书写的语句表也不尽相同，但是对 于其他编程语言熟悉的程序员来说，他们一般喜欢使用这种编程语言。
顺序功能图SFC （Sequential Function Chart）又称状态转移图， 它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计 PLC的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图主要由步、动作、起动 条件等部分组成，如下图所示：
功能块图（FBD）又称逻辑指令，它是一种类似于数字逻辑门电路的 PLC图形编程语言，用逻辑框图来表示各种控制条件。控制逻辑常用 “与”、“或”、“非”3种逻辑功能进行表达，每种功能都有一个 算法。运算功能由方框图内的符号确定，方框图的左边为逻辑运算的
输入（I）
按钮SB1
I0.1
按钮SB2
I0.2
输出(O)
彩灯L1
Q0.1

20世纪60年代末，工业生产大多以大批量、少品种生产方式为主，
而这种大规模生产线的控制以继电器控制系统占主导地位。但当时的
市场需要工业生产向小批量、多品种的方式转变，这样就需要重新设
计安装继电器控制系统，十分费时、费工、费料，延长了更新周期。
(1)按结构分类 (2)按控制规范分类
①小型PLC ②中型PLC ③大型PLC (3)按功能分类 ①低档机
②中档机
③高档机
（1）逻辑控制 （2）运动控制 （3）闭环过程控制 （4）数据处理 （5）通信联网
PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通 信、PLC与PLC之间的通信、PLC与其他智能设 备之间的通信。PLC与其他智能设备一起，可以 构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
为了改变这种状况，1968年美国通用汽车（GM）公司对外公开招标，
期望设计出一种新型的自动控制装置，来取代继电器控制系统，从而
达到汽车型号不断更新的要求。为了达到这个目的，提出以下基本要
求：
①编程方便，现场可修改程序。
②维交流115V。
④输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀和接触器等。
握，特别适用于开关量逻辑控制，它常被称为电路或程序，梯形图的 设计称为编程。
PLC梯形图中的某些编程元件沿用了“继电器”这一名称，如输入继 电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们必须不是真实的物 理继电器，而是一些存储单元(软继电器)，每一软继电器与PLC存储 器中映像寄存器的一个存储单元相对应。梯形图中采用了类似于继电 器-接触器中的触点和线圈符号，见下表所示：
（1）抗干扰能力强，可靠性高 （2）适应性强，应用灵活 （3）系统设计、安装、调试方便 （4）维修方便、维修工作量小、功能完善 （5）体积小、重量轻、功耗低
①网络通信功能增强。 ②发展智能输入/输出模块。 ③采用多样化编程语言。 ④增强外部故障检测及处理能力。