西门子WINCC软件全国一级供货商

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④PLC的扩展。可通过增加扩展模块、扩展单元与主单元连接的方式，扩展模块有输入单元、输出单元、输入/输出一体单元，扩展部分超出主单元驱动能力时应选用带电源的扩展模块或加电源模块给以支持。

⑤PLC的联网：PLC的联网方式分为PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种，与计算机联网可通过RS232C接口直接连接、RS422+RS232C/422转换适配器连接、调制解调通信连接等方式；一台计算机与多台PLC联网，可通过采用通信处理器、网络适配器等方式进行连接，连接介质为双绞线或光缆；PLC之间互联时可通过专用通信电缆直接连接、通信板卡或模块+数据线连接等方式。

相对于自控系统的性能优先于价格的选择，只是在前面几项比较接近，又不易选择时，才考虑价格因素，选择性价比比较高的产品。在实际选型过程中，往往受到多方面的制约，不一定要考虑以上全部方面，但其中有些项是必须考虑的，而存在的问题也必须通过其他替代方式加以解决。在设计过程中需要根据PLC的特点，以程序形式来体现其控制功能。可按照以下几个步骤进行。

①确定控制对象和控制范围。即分

触点的保护。有的PLC的输出点是直接控制现场的执行器件，比如电磁阀等，而在环境恶劣的工业现场，因线路的老化、导线短路而造成触点损坏。一旦损坏，就要更换PLC输出继电器或改变触点而对PLC的程序进行修改。

　触点的浪费。继电器输出的PLC的输出都是成组的，几个输出点一个公用端，整组输出的形式必须相同，否则就要用外接继电器转换。若同一动作的两个点由于处在不同的线路上，只能用不同组的两个点或用一个点经过继电器转换。

　价格的问题。在PLC的输出模块计数或定时要求）、具有快速PID调节器的死循环控制模块、通信模块等。在软件上也提供了应的程序块，往往只是简单地输入一些参数就能实现，便于用户编程。

1）开关量输入模块的选择

S7-300的数字量地址由地址标识符（I和Q）、地址的字节和位组成。其中，地址标识符I表示输入，Q表示输出。字节由0～7共8位组成。例如Q2.3，Q表示数字量输出，2为字节地址，为字节号和位号的分隔点，3表示位号。

S7-300的模拟量地址由地址标志域（I和Q）、数字长度标志（W）和字节地址（0～30之间的十进制偶数）组成。其中I表示模拟量输入，Q表示模拟量输出。例如IW12，I表示模拟量输入，W说明数据长度为字，字节地址为12。为了满足上述招标标准，1969年，美国数字化设备公司研制出台可编程控制器（PDP-14），在通用汽车公司的生产线上试用后，效果显著；1971年，日本研制出台可编程控制器（DCS-8）；1973年，德国研制出1987年，国际电工委员会（IEC）在其标准中将PLC定义为：可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。它采用一类可编程的存储器，用于内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向使用者的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

根据IEC标准，PLC可以被看作一种工业计算机，使用者可以通过编写自己的控制程序来改变其控制功能，PLC不仅能完成使用者需要的各种自动化控制任务，还能与其他设备进行通信联网。由于PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、灵活性强、体积小和重量轻等优点，在我国，其应用推广得到了迅猛发展，被用于石油化工、机械制造、汽车装配制造等各个行业的自动控制系统中。设计、安装、调试和维护PLC控制系统已经成为电气技术人员和工科学生的基本技能之一。

  1.1.3　PLC的分类和应用领域

PLC发展到现在，形式和功能多种多样并各有区别，目前，一般按以下原则对其进行分类。1. 按PLC的I/O点数

PLC按I/O点数的多少可分为小型、中型和大型3类。

小型PLC的I/O点数一般小于256，处理器一般为8位或16位，如德国西门子公司的S7-200 PLC。

中型PLC的I/O点数一般在256～2048之间，如德国西门子公司的S7-300 PLC。

大型PLC的I/O点数一般大于2048，处理器一般为16位或者32位，如德国西门子公司的S7-400 PLC。2.按PLC的结构形式一般为模块式结构，如德国西门子公司的S7-300 PLC和S7-400 PLC。

整体式结构是将PLC电源、CPU、存储器和输入/输出接口等集合在一个基本单元内，基本单元可以通过扩展电缆与扩展单元相连。整体式PPLC工作的核心是中央处理单元（CPU），工作时，CPU通过循环扫描方式接收现场输入元件传送的数据，并存入输入/输出映像区，CPU逐条读取存储器中的用户程序指令，经分析后产生相应指令的控制信号，去控制相关外部负载。CPU还可以诊断电源、内部运行状态和程序错误等。2.存储器

存储器是PLC系统中重要的PLC中的电源有两种形式，一种是电源与CPU模块分开；另一种是电源与CPU模块集成在一起。电源主要为以采用I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展和各种功能模块的扩展来衡量PLC的可扩IEC61131-3是由国际电工委员会（IEC）于1993年12月所制定IEC61131标准的第3部分，用于规范可编程逻顺序功能图（SFC）编程语言类似于流程设计，常用来编制顺序控制程序，顺序功能图包含步、动作和转换3个要素。该编程方法将复杂控制过程分解，按一定顺序控制要求组合，详见7.5节。5.结构化文本（ST）为了更好地应用于制造行业的设备和工厂，西门子公司优化并丰富了S7-300系列PLC功能和选件，使其性能升级更为容易，可以轻松满足使用者的自动化任务需求。

S7-300系列PLC集成了开关量控制、模拟量控制、高速计数器、闭环控制、运动控制和通信联网等功能，CPU和模块种类丰富，几乎涵盖了所有的应用领域。它设计紧凑，安装尺寸较小，集成系统诊断功能，具有高可用性和可靠性。使用者还可以使用微型存储卡进行程序备份和数据存储，停电也无需使用备份电池。1.S7-300系列PLC的特点

（1）模块化，适合中、小规模的控制要求。

（2）各性能模块可靠性高。功能模块包括FM350-1计数器模块、FM350-2计数器模块、FM351定位模块、FM352电子凸轮控制器、FM352-5高速布尔处理器、FM353定位模块、FM354定位模块、FM357-2定位模块、FMSTEPDRIVE功率器件、FM355闭环控制模块、FM355-2闭环温度控制模块、SM338POS输入模块和IM174接口模块。为了程序执行时可以唯一地识别PLCI/O模块中的每个I/O点，需要对I/O模块上的I/O点进行编址。

S7-300的数字量地址由地址标识符（I和Q）、地址的字节和位组成。其中，地址标识符I表示输入，Q表示输出。字节由0～7共8位组成。例如Q2.3，Q表示数字量输出，2为字节地址，为字节号和位号的分隔点，3表示位号。美国汽车工业的发展促进了PLC的产生，20世纪60年代，美国通用汽车公司在对工厂生产线进行调整时，发现继电器、接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差，于是提出了的“GM十条”招标指标。

接通的输入点数量。对于选用高密度的输入模块（如32点、48点等），应考虑该模块接通的点数一般不要超过输入点数的60％。

④输入门槛电平。为闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只用于直流负载。

②输出接线方式。开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，如图2-3所示。分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC④接通的输出点数量。选择开关量输出模块时，还应考虑能接通的输出点数量。接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值，如一个220V/2A的8点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A（8×2A），通常要比此值小得多。一般来讲，接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60％。

⑤输出的大电流与负载类型、环境温度等因素有关。开关量输出模块的技术指标与不同的负载类型密切相关，特别是输出的大电流。晶闸管的大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。

3）模拟量I/O模块的选择

模拟量I/O模块的主要功能是数据转换，并与PLC内部总线相连，为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接收的数字量；模拟量输出（D/A）模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。

典型模拟量I/O模块的量程为−10V～+10V、0～+10V、4～20mA等，可根据实际需要选用，还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）。

4）特殊功能模块的选择

目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。

对于小的系统，如80点以内的系统，一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。但有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。在存储容量选择的应注意对存储器类型的选择。

PLC控制系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成，存储器的容量随机型的大小变化，一般小型机的大存储能力低于6K美国汽车工业生产技术要求的发展促进了PLC的产生，20世纪60年代，美国通用汽车公司在对工厂生产线调整时，发现继电器-接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不方便以及可靠性差，于是提出了的“通用十条”招标指标。

（1）编程方便，现场可修改程序。

（2）维修方便，采用模块化结构。

（3）可靠性高于继电器控制装置。

（4）体积小于继电器控制装置。

（5）数据可直接送入计算机。

（6）成本可与继电器控制装置竞争。

（7）输入可以是交流115V。1987年，国际电工委员会（IEC）在其标准中将PLC定义为：可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。它采用一类可编程的存储器，用于内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向使用者的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

1.1.3　PLC的分类和应用领域

析控制对象、控制过程和控制要求，了解工艺流程，确定控制系统应实现的所有功能和控制指针。控制对象确定后，需要明确哪些操作应由PLC来控制，哪些操作适宜于手动控制；详细了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，归纳出工作循环和状态流程图。

②在选择机型前，应先对控制对象从以下几个方面进行估计。

　多少个开关量输入，

增加一些小功能，但增加的每个功能都要达到发布质量。每次迭代结束的时候让产品达到可交付状态十分重要，但这并不意味着要完成发

从20世纪六七十年代的结构化软件开发技术到近的面向对象技术，从、第二代语言到第四代语言，人们已经充分认识到：方法比气力更有效。采用先进的技术既可以提高软件开发的效率，又可以减少软件维护的成本。

5.结果应能清楚地审查

电压分别是多少。

　多少个开关量输出，输出功率要多大。

　多少个模拟量I/O。

　系统有什么特殊要求，如远程I/O、高速计数、实时性、网络通信等。

根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的余量而不浪费资源的机型（小、中、大型机器）。并且结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC机型。往往是选择PLC的首要条件，在满足控制要求的前提下力争所选用的I/O点少。

一些高密度输入点的模块对接通的输入点数有限制，一般接通的输入点不得超过总输入点的60％。PLC每个输出点的驱动能力（A/点）也是有限的，有的PLC每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般PLC的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等，在选型时要考虑这些问题。

PLC的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法，隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种PLC平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的PLC。瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。

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