1、v PLC知識小結：一、PLC的基本知識1.什么是PLC 全名：Programmable Logic Controller 中文名稱：可編程序控制器它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。2. PLC的產生 自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的

2、不斷發展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發揮著十分重要的作用。 第一代：從第一臺可編程控制器誕生到70年代初期。其特點是：CPU由中小規模集成電路組成，存儲器為磁芯存儲器； 第二代：70年代初期到70年代末期。其特點是：CPU采用微處理器，存儲器采用EPROM ； 第三代：70年代末期到80年代中期。其特點是：CPU采用8位和16位微處理器，有些還采用多微處理器結構，存儲器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等 ； 第四代：80年代中期到90年代中期。PLC全面使用8位、16位微

3、處理芯片的位片式芯片，處理速度也達到1us/步 ； 第五代：90年代中期至今。PLC使用16位和32位的微處理器芯片，有的已使用RISC芯片。我國于1974年開始研制，1977年開始工業應用 。3.典型PLC 圖1-14.PLC的應用領域Ø 開關量的邏輯控制 -開關量的邏輯控制是PLC的最基本控制功能。PLC首用的目標，就是用于開關量的控制。Ø 模擬量的閉環控制 - PLC具有A/D、D/A轉換及算術運算等功能，因此可以實現模擬量控制。Ø 數字量的智能控制 -利用PLC能接受和輸出高速脈沖的功能，在配備了相應的傳感器（如旋轉編碼器）或脈沖伺服裝置（如環型分配器、功

4、放、步進電機）就能實現數字量的智能控制。Ø 數據采集與監控 -利用PLC自檢信號多的特點實現自診斷的式的監控，減少系統的故障，提高累計平均無故障運行時間，同時可減低故障修復時間，提高系統的可靠性。Ø 通信、聯網及集散控制 -利用PLC的強大的通信聯網功能，把PLC分布到控制現場，并實現各站間的通信，上、下層間的通信，達到分散控制、集中管理，即構成了現在的PCS系統。應用舉例：圖2 包裝切割機5.PLC的組成 PLC是按繼電-接觸線路原理設計的，其等效的內部電器及線路與繼電接觸線路相同。其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：1) 電源 可編程邏輯控制器的電源在整個系統

5、中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去2) 中央處理單元(CPU) 中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。3) 存儲器 存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。4) 輸入輸出接口電路 現場輸入接口電

6、路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現場控制的接口界面的輸入通道。現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現場輸出接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。5) 功能模塊 如計數、定位等功能模塊。6) 通信模塊圖3 通信模塊6.PLC的一般特點 可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。1）使用方便，編程簡單 采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統開發周期短，現場調試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。2）功能強，性能價格比高 一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，

7、有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比，具有很高的性能價格比。PLC可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強 PLC產品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。4）可靠性高，抗干擾能力強 PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力

8、，平均無故障時間達到數萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業控制設備之一。5）系統的設計、安裝、調試工作量少 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時間要少得多。 PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發光二極管可觀察輸出信號的狀態。完成了系統的安裝和接線后，在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決，系統的調試時間比繼電器系統少得多。6）維修工作量小，維修方便 PLC的故障率很低，且

9、有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據PLC上的發光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。二、西門子S7可編程控制器 目前，PLC的機型很多，但其基本結構、原理相同，基本功能、指令系統及編程方法類似。因此，本教案從實際應用出發，選擇了當今最具特色和符合IEC標準的西門子S7 300系列高性能、中小型模塊化可編程控制器作為背景機型。 S7-300屬于模塊式PLC，主要由機架、CPU模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設備組成。（一）S7-300系列PLC1、系統結構 S7-300的CPU

10、模塊（簡稱為CPU）都有一個編程用的RS-485接口，有的有PROFIBUS-DP接口或PtP串行通信接口，可以建立一個MPI（多點接口）網絡或DP網絡。1.電源模塊 2.后備電池 3. 24V DC 連接器 4.模式開關 5.狀態和故障指示燈6.存儲器卡(CPU 313 以上) 7. MPI多點接口 8.前連接器 9.前蓋圖4 S7-300 PLC功能最強的CPU的RAM為512KB，最大8192個存儲器位，512個定時器和512個計數器，數字量最大65536，模擬量通道最大為4096。計數器的計數范圍為1999，定時器的定時范圍為10ms9990s。2、S7-300的輸入/輸出模塊輸入/輸

11、出模塊統稱為信號模塊(SM)。前連接器插在前蓋后面的凹槽內。一個編碼元件與之嚙合，該連接器只能插入同類模塊。圖5 數字量輸出模塊兩線式接近開關的漏電流小于輸入模塊允許的靜態電流，匯點輸入的電流流進輸入模塊，反之為源輸入電路。3.S7-300的編程語言與指令系統1） S7-300的編程語言 IEC 61131-3廣泛地應用PLC、DCS和工控機、 “軟件PLC”、數控系統、RTU等產品。定義了5種編程語言：Ø 指令表IL(Instruction list)：西門子稱為語句表STL。Ø 結構文本ST(Structured text)：西門子稱為結構化控制語言（SCL）。

12、6; 梯形圖LD(Ladder diagram)：西門子簡稱為LAD。Ø 功能塊圖FBD (Function block diagram)：標準中稱為功能方框圖語言。Ø 順序功能圖SFC(Sequential function chart)：對應于西門子的S7 Graph。圖6 PLC的編程語言3. S7-300 CPU的 數制1）二進制數 二進制數的1位（bit）只能取0和1這兩個不同的值，用來表示開關量的兩種不同的狀態。該位的值與線圈、觸點的關系。ON/OFF，TURE/FALSE。二進制常數：2#1111_0110_1001_0001。2）十六進制數 十六進制的16個

13、數字是09和AF, 每個占二進制數的4位。逢16進1，例如B#16#3C3×161260。3)BCD碼 BCD碼用4位二進制數表示一位十進制數，十進制數9對應的二進制數為1001。最高4位用來表示符號，16/32位BCD碼的范圍。BCD碼實際上是十六進制數，但是各位之間逢十進一。296對應的BCD碼為W#16#296，或2#0000 0010 1001 0110。4.基本數據類型1)位（bit）：位數據的數據類型為BOOL（布爾）型。I3.2的意義。2)字節（Byte）3)字(Word)表示無符號數。取值范圍為W#16#0000W#16#FFFF。4)雙字（Double Word）表

14、示無符號數。范圍DW#16#0000_0000DW#16#FFFF_FFFF。5)16位整數（INT，Integer）是有符號數，補碼。最高位為符號位，為0時為正數，取值范圍為-32 76832 767。6)32位整數（DINT，Double Integer）最高位為符號位，取值范圍為（-2 147 483 6482 147 483 647）。v PLC學習心得：這個學期開設了PLC應用技術的課程，跟以前所有開設的課程有很大的區別，這門課程的靈活性很強，其實學習的過程當中并不一定要學到多少東西，個人覺得開散思維怎樣去學習，這才是最重要的，而這門課程恰好體現了這一點。 西門子S7-300PLC是

15、現今比較先進，市場占有率最高的高端PLC產品，現在西門子已經把300和2100，高中低端PLC的編程工具統一，所以學習300，也可以應用到2100上。S7是西門子公司標準工具STEP 7，用于所有西門子部件（包括PLC、遠程I/O、HMI、驅動裝置和通信網絡等）進行硬件和通信連接組態、參數設置和編程。S7還有測試、啟動、維護、文件建檔、運行和診斷等功能。運用S7工具，就可以完成對一臺設備工作控制和運行狀態監控，從設計到組態選型，調試，仿真等等工作。但從廠實際工作出發，我們更需要是對PLC故障診斷技術，而不是應用開發技術。我們作為PLC的學習者，更多的時候是看別人的程序，因不同人有不同的編寫習慣，從PLC下載到PC上的程序又經常是沒有注釋和說明的，所以要看懂別人寫的程序是相當困難；同時我們也沒有豐富的相關知識和熟練的使用技巧，所以要在很短時間內，準確診斷出PLC的故障并找到解決方法，絕對是一項要有豐富相關知識，積累充足的經驗后才能做到的。 另外,在教學中，采用組態軟件和PLC控制系統相結合，以組態軟件為基礎，利用組態對PLC進行動畫組態、硬件組態和控制組態的設