S7-300PLC的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1、四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-131SIMATIC S7-300/400PLC原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院. .電子電氣工程系電子電氣工程系四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-132第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述學(xué)

2、習(xí)情境學(xué)習(xí)情境1 1：PLCPLC在攀鋼的廣泛應(yīng)用在攀鋼的廣泛應(yīng)用 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-133知識目標(biāo)：知識目標(biāo)： 1、理解、理解PLC的定義，的定義，PLC的功能及主要特點。的功能及主要特點。 2、了解、了解PLC的分類及發(fā)展趨勢。的分類及發(fā)展趨勢。 3、了解、了解PLC在整個工業(yè)自動化控制網(wǎng)絡(luò)中的重要地位及典型引用。在整個工業(yè)自動化控制網(wǎng)絡(luò)中的重要地位及典型引用。 能力目標(biāo)：能力目標(biāo)： 1、掌握、掌握PLC的結(jié)

3、構(gòu)，的結(jié)構(gòu)，PLC的工作原理技術(shù)性能指標(biāo)。的工作原理技術(shù)性能指標(biāo)。 2、理解、理解PLC與其他工業(yè)控制裝置的比較。與其他工業(yè)控制裝置的比較。學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境1 1：PLCPLC在攀鋼的廣泛應(yīng)用在攀鋼的廣泛應(yīng)用 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1341.6 可編程控制器的發(fā)展趨勢可編程控制器的發(fā)展趨勢第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述1.4 可編程控制器的編程語言可編程控制器的編程語言1.5 可編程控制器與其他工業(yè)控

4、制裝置的比較可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較1.2 可編程控制器的特點、性能指標(biāo)及分類可編程控制器的特點、性能指標(biāo)及分類1.3 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理前言前言1.1 可編程控制器的發(fā)展過程及基本功能可編程控制器的發(fā)展過程及基本功能四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-135 隨著電氣控制設(shè)備，尤其是電子計隨著電氣控制設(shè)備，尤其是電子計算機(jī)的迅猛發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)自動化控制算機(jī)的迅猛發(fā)展，工業(yè)

5、生產(chǎn)自動化控制技術(shù)也發(fā)生了深刻的變化。技術(shù)也發(fā)生了深刻的變化。 可編程控制器已經(jīng)成為自動化控可編程控制器已經(jīng)成為自動化控制系統(tǒng)的核心器件。制系統(tǒng)的核心器件。 可編程控制器在取代傳統(tǒng)電氣控可編程控制器在取代傳統(tǒng)電氣控制方面有著不可比擬的優(yōu)點，在自動化制方面有著不可比擬的優(yōu)點，在自動化領(lǐng)域已形成了一種工業(yè)控制趨勢。領(lǐng)域已形成了一種工業(yè)控制趨勢。前前 言言圖圖1-1 PLC在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用在自動生產(chǎn)線上的應(yīng)用1. PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中的重要地位在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中的重要地位四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制

6、器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-136 2. 可編程控制器（可編程控制器（PLC）的定義）的定義 可編程控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的計算機(jī)控制可編程控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的計算機(jī)控制系統(tǒng)。它采用可編程序的存儲器，能夠執(zhí)行邏輯控制、順序控制、定系統(tǒng)。它采用可編程序的存儲器，能夠執(zhí)行邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作功能，并通過開關(guān)量、模擬量的輸入和輸時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作功能，并通過開關(guān)量、模擬量的輸入和輸出完成各種機(jī)械或生產(chǎn)過程的控制。它具有豐富的輸入、輸出接口，出完成各種機(jī)械或生產(chǎn)過程的控制。它

7、具有豐富的輸入、輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，其硬件需根據(jù)實際需要選配，其軟件則需并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，其硬件需根據(jù)實際需要選配，其軟件則需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計。圖圖1-2 PLC家族家族 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-137 3. 可編程控制器（可編程控制器（PLC）的名稱的由來）的名稱的由來 早期的可編程控制器只能進(jìn)行邏輯控制，因此被稱為早期的可編程控制器只能進(jìn)行邏輯控制，因此被稱為可編程序可

8、編程序邏輯控制器邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱，簡稱PLC。 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開始采用微處理器作為可編程控制器隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開始采用微處理器作為可編程控制器的中央處理單元，從而擴(kuò)大了其功能，現(xiàn)在的可編程控制器不僅可的中央處理單元，從而擴(kuò)大了其功能，現(xiàn)在的可編程控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以實現(xiàn)順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等以進(jìn)行邏輯控制，還可以實現(xiàn)順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作及通信聯(lián)網(wǎng)的功能。后來美國電氣制造協(xié)會將它命名為操作及通信聯(lián)網(wǎng)的功能。后來美國電氣制造協(xié)會將它命名為可編程可編程控制器控制器(Programmab

9、le Controller)，簡稱，簡稱PC。但。但PC這個名稱已這個名稱已成為個人計算機(jī)成為個人計算機(jī)(Personal Computer)的專稱，所以現(xiàn)在仍然把可的專稱，所以現(xiàn)在仍然把可編程控制器簡稱為編程控制器簡稱為PLC。 返回目錄返回目錄 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-138 1. PLC的產(chǎn)生的產(chǎn)生 世界上公認(rèn)的第一臺世界上公認(rèn)的第一臺PLC是是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。研制

10、的。 1968年美國年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程控制器?？删幊炭刂破?。 隨后日本、德國先后研制出自己的可編程控制器。隨后日本、德國先后研制出自己的可編程控制器。1.1 可編程控制器的發(fā)展過程及基本功能可編程控制器的發(fā)展過程及基本功能1.1.1 可編程控制器的發(fā)展過程可編程控制器的發(fā)展過程四川機(jī)電職業(yè)

11、技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-139 2. PLC的發(fā)展過程的發(fā)展過程 第一階段：初級階段（第一階段：初級階段（1969至至70年代中期）年代中期） 主要是邏輯運算、定時和計數(shù)功能，沒有形成系列。與繼電器主要是邏輯運算、定時和計數(shù)功能，沒有形成系列。與繼電器控制相比，可靠性有一定提高?？刂葡啾?，可靠性有一定提高。CPU由中小規(guī)模集成電路組成，存由中小規(guī)模集成電路組成，存儲器為磁芯存儲器。儲器為磁芯存儲器。 第二階段：擴(kuò)展階段（第二階段：

12、擴(kuò)展階段（70年代中期至末期）年代中期至末期） PLC產(chǎn)品的控制功能得到很大擴(kuò)展，包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的產(chǎn)品的控制功能得到很大擴(kuò)展，包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的比較和運算、模擬量的運算等功能。增加了數(shù)字運算功能，能完成比較和運算、模擬量的運算等功能。增加了數(shù)字運算功能，能完成模擬量的控制。開始具備自診斷功能，存儲器采用模擬量的控制。開始具備自診斷功能，存儲器采用EPROM。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1310 第三階段：通信階段

13、（第三階段：通信階段（70年代中末期至年代中末期至80年代中期）年代中期） PLC隨著計算機(jī)通信的發(fā)展，形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)。隨著計算機(jī)通信的發(fā)展，形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)。PLC就就已經(jīng)從汽車行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè)，作為繼電器的替代品進(jìn)入了已經(jīng)從汽車行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè)，作為繼電器的替代品進(jìn)入了食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個行業(yè)。食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個行業(yè)。 代表產(chǎn)品有西門子公司的代表產(chǎn)品有西門子公司的SIMATIC S5系列（見圖系列（見圖1-3），），富士的富士的MICRO等，這類等，這類PLC部部分仍在使用。分仍在使用。 圖圖1-3 SIMATIC S5 PLC四

14、川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1311 第四階段：開放階段（第四階段：開放階段（80年代中期至今）年代中期至今） 通信系統(tǒng)開放，使各制造廠商的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議開始標(biāo)通信系統(tǒng)開放，使各制造廠商的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議開始標(biāo)準(zhǔn)化，使用戶得益。準(zhǔn)化，使用戶得益。 PLC開始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng)，并完成了編程語言標(biāo)準(zhǔn)化工作。開始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng)，并完成了編程語言標(biāo)準(zhǔn)化工作。代表產(chǎn)品有西門子公司的代表產(chǎn)品有西門子公司的S7，AB公

15、司的公司的SLC500等（見圖等（見圖1-4） 。圖圖1-4 S7-200系列、系列、 AB- SLC500系列系列PLC四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1312 3. PLC的發(fā)展方向的發(fā)展方向 （1）低檔）低檔PLC向小型化、簡易廉價方向發(fā)展，使之能更加廣向小型化、簡易廉價方向發(fā)展，使之能更加廣泛地取代繼電器控制。泛地取代繼電器控制。 （2）中高檔）中高檔PLC向大型、高速、多功能方向發(fā)展，使之能取向大型、高速、多功能方向

16、發(fā)展，使之能取代工業(yè)控制機(jī)的部分功能，對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性自動控制。代工業(yè)控制機(jī)的部分功能，對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性自動控制。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1313 1. 邏輯控制邏輯控制 PLC具有具有 “與與” 、“或或”、“非非”功能，能夠描述繼電器功能，能夠描述繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等各種連接，因此它可以代替繼電觸點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等各種連接，因此它可以代替繼電器進(jìn)行組合邏輯與順序邏輯控制。器進(jìn)行組合邏輯與順

17、序邏輯控制。1.1.2 可編程控制器的基本功能可編程控制器的基本功能 2. 定時與計數(shù)控制定時與計數(shù)控制 PLC具有定時、計數(shù)功能，它為用戶提供了若干個定時器、具有定時、計數(shù)功能，它為用戶提供了若干個定時器、計數(shù)器，并設(shè)置了定時、計數(shù)指令，定時值、計數(shù)值可由用戶計數(shù)器，并設(shè)置了定時、計數(shù)指令，定時值、計數(shù)值可由用戶在編程時設(shè)定，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。在編程時設(shè)定，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1314

18、3. 步進(jìn)控制步進(jìn)控制 PLC能完成步進(jìn)控制功能，步進(jìn)控制是指在完成一道工序以能完成步進(jìn)控制功能，步進(jìn)控制是指在完成一道工序以后，再進(jìn)行下一步工序，也就是順序控制。后，再進(jìn)行下一步工序，也就是順序控制。 4. A/D、D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 PLC具有具有“模數(shù)模數(shù)”轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(A/D)和和“數(shù)模數(shù)?！鞭D(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換(D/A)功能，能功能，能完成對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。完成對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。 5. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)據(jù)處理能力，能進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯具有數(shù)據(jù)處理能力，能進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯運算，運算，BCD碼的加、減、乘、除等運算，還能進(jìn)行字碼的加、減、乘、除等運算，還能進(jìn)行字“

19、與與”、 字字“或或” 、字、字“異或異或” 、求反、邏輯移位、算術(shù)移位、數(shù)據(jù)檢索、求反、邏輯移位、算術(shù)移位、數(shù)據(jù)檢索、比較及數(shù)制轉(zhuǎn)換等操作。比較及數(shù)制轉(zhuǎn)換等操作。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1315 6. 通信與聯(lián)網(wǎng)通信與聯(lián)網(wǎng) 現(xiàn)代現(xiàn)代PLC采用了通信技術(shù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程采用了通信技術(shù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程I/0控制，多臺控制，多臺PLC之間可以進(jìn)行連接，還可以與計算機(jī)進(jìn)行通信。由一臺計算機(jī)和之間可以進(jìn)行連接，還可以與計算機(jī)進(jìn)行通

20、信。由一臺計算機(jī)和若干臺若干臺PLC可以組成可以組成“集中管理、分散控制集中管理、分散控制”的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。以完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。圖圖1-5 PLC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1316 7. 控制系統(tǒng)監(jiān)控控制系統(tǒng)監(jiān)控 現(xiàn)代現(xiàn)代PLC配置有較強(qiáng)的監(jiān)控功能，操作人員通過監(jiān)控命令可配置有較強(qiáng)的監(jiān)控功能，操作人員通過監(jiān)控命令可以監(jiān)視有關(guān)部分的運行狀態(tài)，可以調(diào)整定時或計數(shù)等設(shè)

21、定值，因以監(jiān)視有關(guān)部分的運行狀態(tài)，可以調(diào)整定時或計數(shù)等設(shè)定值，因而調(diào)試、使用和維護(hù)方便。而調(diào)試、使用和維護(hù)方便。 返回目錄返回目錄四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-13171. 高可靠性高可靠性 高可靠性是高可靠性是PLC最突出的特點之一。最突出的特點之一。PLC采用微電子技術(shù)，采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，另外還采取了屏大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，另外還采取了屏蔽、濾波、隔離等抗干擾措

22、施。它的平均故障間隔時間為蔽、濾波、隔離等抗干擾措施。它的平均故障間隔時間為35萬萬小時以上。小時以上。1.2 可編程控制器的特點、性能指標(biāo)及分類可編程控制器的特點、性能指標(biāo)及分類1.2.1 可編程控制器的特點可編程控制器的特點四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1318 3. 便于改進(jìn)和修正便于改進(jìn)和修正 相對傳統(tǒng)的電氣控制線路，可編程控制器為改進(jìn)和修訂原設(shè)相對傳統(tǒng)的電氣控制線路，可編程控制器為改進(jìn)和修訂原設(shè)計提供了極其方便的手

23、段。以前也許要花費幾周的時間，而用可計提供了極其方便的手段。以前也許要花費幾周的時間，而用可編程控制器也許只用幾分鐘就可以完成。編程控制器也許只用幾分鐘就可以完成。 2. 靈活性靈活性 過去，電氣工程師必須為每套設(shè)備配置專用控制裝置。有了過去，電氣工程師必須為每套設(shè)備配置專用控制裝置。有了可編程控制器，只需編寫不同應(yīng)用軟件即可，而且可以用一臺可可編程控制器，只需編寫不同應(yīng)用軟件即可，而且可以用一臺可編程控制器控制幾臺操作方式完全不同的設(shè)備。編程控制器控制幾臺操作方式完全不同的設(shè)備。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制

24、器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1319 5. 豐富的豐富的I/0接口接口 PLC除了具有計算機(jī)的基本部分如除了具有計算機(jī)的基本部分如CPU、存儲器等以外，還、存儲器等以外，還有豐富的有豐富的I/0接口模塊。對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號接口模塊。對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(如交流、直流、如交流、直流、電壓、電流、開關(guān)量、模擬量、脈沖等電壓、電流、開關(guān)量、模擬量、脈沖等)，都有相應(yīng)的，都有相應(yīng)的I/0模塊與模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件。另外有些工業(yè)現(xiàn)場的器件。另外有些PLC還有通信模塊、特殊功能模塊等。還有通信模塊、特殊功能模塊等。 4. 節(jié)點利用率提高節(jié)點利用

25、率提高 傳統(tǒng)電路中一個繼電器只能提供幾個節(jié)點用于連鎖，在可編傳統(tǒng)電路中一個繼電器只能提供幾個節(jié)點用于連鎖，在可編程控制器中，一個輸入中的開關(guān)量或程序中的一個程控制器中，一個輸入中的開關(guān)量或程序中的一個“線圈線圈”可提可提供用戶所需要的任意個連鎖節(jié)點，節(jié)點在程序中可不受限制地使供用戶所需要的任意個連鎖節(jié)點，節(jié)點在程序中可不受限制地使用。用。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1320 6. 模擬調(diào)試模擬調(diào)試 可編程控制器能對所控功能

26、在實驗室內(nèi)進(jìn)行模擬調(diào)試，縮可編程控制器能對所控功能在實驗室內(nèi)進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短現(xiàn)場的調(diào)試時間。短現(xiàn)場的調(diào)試時間。 8. 梯形圖及布爾代數(shù)并用梯形圖及布爾代數(shù)并用 可編程控制器的程序編制可采用電氣技術(shù)人員熟悉的梯形可編程控制器的程序編制可采用電氣技術(shù)人員熟悉的梯形圖方式，也可以采用程序員熟悉的布爾代數(shù)圖形方式。圖方式，也可以采用程序員熟悉的布爾代數(shù)圖形方式。 7. 快速動作快速動作 傳統(tǒng)繼電器節(jié)點的響應(yīng)時間一般需要幾百毫秒，而可編程傳統(tǒng)繼電器節(jié)點的響應(yīng)時間一般需要幾百毫秒，而可編程控制器里的節(jié)點反應(yīng)很快，內(nèi)部是微秒級的，外部是毫秒級的?？刂破骼锏墓?jié)點反應(yīng)很快，內(nèi)部是微秒級的，外部是毫秒級的。 四

27、川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1321 9. 對現(xiàn)場進(jìn)行微觀監(jiān)視對現(xiàn)場進(jìn)行微觀監(jiān)視 操作人員能通過顯示器上的編程軟件可以觀測到所控每一操作人員能通過顯示器上的編程軟件可以觀測到所控每一個節(jié)點的運行情況，隨時監(jiān)視事故發(fā)生點。個節(jié)點的運行情況，隨時監(jiān)視事故發(fā)生點。圖圖1-6 現(xiàn)場監(jiān)控現(xiàn)場監(jiān)控 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S

28、7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1322 10. 體積小、質(zhì)量輕、功耗低體積小、質(zhì)量輕、功耗低 由于采用半導(dǎo)體集成電路，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比較，其體積由于采用半導(dǎo)體集成電路，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比較，其體積小、質(zhì)量輕、功耗低。小、質(zhì)量輕、功耗低。 11. 編程簡單、使用方便編程簡單、使用方便 PLC采用面向控制過程、面向問題的采用面向控制過程、面向問題的“自然語言自然語言”編程，容編程，容易掌握。例如目前易掌握。例如目前PLC大多數(shù)采用梯形圖語言編程方式，它繼承大多數(shù)采用梯形圖語言編程方式，它繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，很容易被技術(shù)人員所接受，易于了傳統(tǒng)控制線路的清

29、晰直觀感，很容易被技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時也易于修改。編程，程序改變時也易于修改。 當(dāng)然，當(dāng)然，PLC也并非十全十美，其缺點是價格還比較高。一般也并非十全十美，其缺點是價格還比較高。一般來說，價格比繼電器控制系統(tǒng)高，比一般單板機(jī)系統(tǒng)也高。來說，價格比繼電器控制系統(tǒng)高，比一般單板機(jī)系統(tǒng)也高。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1323 1. 編程語言編程語言 PLC常用的編程語言有梯形圖、指令表、流程圖及某些高常用的編程

30、語言有梯形圖、指令表、流程圖及某些高級語言等。目前使用最多的是梯形田和指令表。級語言等。目前使用最多的是梯形田和指令表。1.2.2 可編程控制器的性能指標(biāo)可編程控制器的性能指標(biāo) 2. I/O總點數(shù)總點數(shù) PLC的輸入和輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。開關(guān)量的輸入和輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。開關(guān)量I/O用最大用最大I/0點數(shù)表示，模擬量點數(shù)表示，模擬量I/O點數(shù)則用最大點數(shù)則用最大I/O通道數(shù)表示。通道數(shù)表示。 3. 內(nèi)部繼電器的種類和數(shù)目內(nèi)部繼電器的種類和數(shù)目 包括普通繼電器、保持繼電器、特殊繼電器等。包括普通繼電器、保持繼電器、特殊繼電器等。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣

31、工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1324 4. 用戶程序存儲量用戶程序存儲量 用戶程序存儲器用于存儲通過編程器輸入的用戶程序，其用戶程序存儲器用于存儲通過編程器輸入的用戶程序，其存儲量通常是以字存儲量通常是以字/字節(jié)為單位來計算。字節(jié)為單位來計算。16位二進(jìn)制數(shù)為一個字，位二進(jìn)制數(shù)為一個字，8位為一個字節(jié)，每位為一個字節(jié)，每1024個字為個字為1K字。中小型字。中小型PLC的存儲容量的存儲容量一般在一般在8K字以下，大型字以下，大型PLC的存儲容量有的已達(dá)的存儲容量有的已達(dá)96

32、K字以上。字以上。通常一般的邏輯操作指令每條占一個字，數(shù)字操作指令占通常一般的邏輯操作指令每條占一個字，數(shù)字操作指令占2個個字。字。 5. 速度速度 以以ms/K字為單位表示。例如：字為單位表示。例如：20ms/K字，表示掃描字，表示掃描1K字字的用戶程序需要的時間為的用戶程序需要的時間為20ms。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1325 6. 工作環(huán)境工作環(huán)境 一般能在下列條件下工作：溫度一般能在下列條件下工作：溫度0-55

33、C，濕度小于，濕度小于80。 7. 特種功能特種功能 有的有的PLC還具有某些特種功能。例如自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)還具有某些特種功能。例如自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，監(jiān)控功能，特殊功能模塊，遠(yuǎn)程功能，監(jiān)控功能，特殊功能模塊，遠(yuǎn)程I/0能力等。能力等。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1326 1. 按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類 （1） 整體式整體式: PLC是將電源、中央處理器，輸入、輸出部是將電源、中央處理器，輸入、輸出部件等集中

34、配置在一起。整體式件等集中配置在一起。整體式PLC結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量小，價格低，價格低，I/0點數(shù)固定，使用不靈活。小型點數(shù)固定，使用不靈活。小型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)。常采用這種結(jié)構(gòu)。 （2）模塊式模塊式: PLC把把PLC的各部分以模塊形式分開，如電的各部分以模塊形式分開，如電源模塊、源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊等，把這些模塊插入模塊、輸入模塊、輸出模塊等，把這些模塊插入機(jī)架底板上，組裝在一個機(jī)架內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)配置靈活，裝配方便，機(jī)架底板上，組裝在一個機(jī)架內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展，一般中型和大型便于擴(kuò)展，一般中型和大型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)

35、。常采用這種結(jié)構(gòu)。1.2.3 可編程控制器的分類可編程控制器的分類四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1327圖圖1-7 整體式整體式PLC 圖圖1-8 模塊式模塊式PLC 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1328 2. 按輸入、輸出點數(shù)和存儲容量分類按輸入、輸出

36、點數(shù)和存儲容量分類 （1）小型小型PLC：輸入、輸出點數(shù)在輸入、輸出點數(shù)在256點以下，用戶程序存點以下，用戶程序存儲容量在儲容量在2K字以下。字以下。 （2）中型中型PLC：輸入、輸出點數(shù)在輸入、輸出點數(shù)在256-2048點之間，用戶點之間，用戶程序存儲容量一般為程序存儲容量一般為2-10K字。字。 （3）大型大型PLC：輸入、輸出點數(shù)在輸入、輸出點數(shù)在2048點以上，用戶程序點以上，用戶程序存儲容量達(dá)存儲容量達(dá)10K字以上。字以上。 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400

37、PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1329 3. 按功能分類按功能分類 （1）低檔低檔PLC：具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能。有的還具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能。有的還增設(shè)模擬量處理、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等功能。增設(shè)模擬量處理、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等功能。 （2）中檔中檔PLC：除具有低檔機(jī)的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬除具有低檔機(jī)的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入、輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等功能可完成既有開關(guān)量量輸入、輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等功能可完成既有開關(guān)量又有模擬量控制的任務(wù)。又有模擬量控制的任務(wù)。 （3）高檔高檔PLC：增設(shè)有帶符號算術(shù)運算及矩陣運算等，使運增設(shè)有帶符號算術(shù)運算及

38、矩陣運算等，使運算能力更強(qiáng)。還具有模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視、記錄和打印等算能力更強(qiáng)。還具有模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視、記錄和打印等功能，使功能，使PLC的功能更多更強(qiáng)。能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，構(gòu)成分布式控的功能更多更強(qiáng)。能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，成為整個工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。制系統(tǒng)，成為整個工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。 返回目錄返回目錄四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1330 傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)，支配控制系統(tǒng)工作的傳統(tǒng)繼電器接觸器控制

39、系統(tǒng)，支配控制系統(tǒng)工作的“程序程序”是由導(dǎo)線將電氣元器件連接起來實現(xiàn)的，這樣的控制系統(tǒng)稱之為是由導(dǎo)線將電氣元器件連接起來實現(xiàn)的，這樣的控制系統(tǒng)稱之為“硬接線硬接線”程序控制系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)。 可編程序控制系統(tǒng)是通過修改可編程序控制系統(tǒng)是通過修改PLC的程序來完成，可編程序的程序來完成，可編程序控制系統(tǒng)也稱之為控制系統(tǒng)也稱之為“軟接線軟接線”程序控制系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)。 PLC控制系統(tǒng)與微型計算機(jī)控制系統(tǒng)基本相似，它由硬件和控制系統(tǒng)與微型計算機(jī)控制系統(tǒng)基本相似，它由硬件和軟件兩大部分組成。軟件兩大部分組成。PLC實質(zhì)上是一種用于工業(yè)控制的專用計算實質(zhì)上是一種用于工業(yè)控制的專用計算機(jī)，但對硬件各

40、部分的定義及工作過程則與機(jī)，但對硬件各部分的定義及工作過程則與PC有很大差異。有很大差異。1.3 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理前言：前言：四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1331 以以SIMATIC S7-300PLC為例，可編程控制器主要包括為例，可編程控制器主要包括導(dǎo)軌導(dǎo)軌(RACK)、電源模塊、電源模塊(PS)、CPU模塊、接口模塊模塊、接口模塊(IM)、輸入輸出、輸入輸出模塊模塊(S

41、M)。各模塊的功能分別是：。各模塊的功能分別是：1.3.1 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 1. 導(dǎo)軌導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是安裝可編程控制器各類模塊的機(jī)架，可根據(jù)實際需要導(dǎo)軌是安裝可編程控制器各類模塊的機(jī)架，可根據(jù)實際需要選擇。選擇。 2. 電源模塊電源模塊 電源模塊用于對電源模塊用于對PLC內(nèi)部電路供電。內(nèi)部電路供電。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1332 3. CPU模塊模塊 CPU模塊有多種型號，它是可編程控制器的

42、神經(jīng)中樞，是系模塊有多種型號，它是可編程控制器的神經(jīng)中樞，是系統(tǒng)的統(tǒng)的運算控制核心運算控制核心。它根據(jù)系統(tǒng)程序的要求完成以下任務(wù)：接收。它根據(jù)系統(tǒng)程序的要求完成以下任務(wù)：接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，診斷并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，診斷PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤，完成用戶程序內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤，完成用戶程序規(guī)定的運算任務(wù)，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)規(guī)定的運算任務(wù)，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，實現(xiàn)輸出控制或數(shù)據(jù)通信等功能。容，實現(xiàn)輸出控制或數(shù)據(jù)通信等功能。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川

43、機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1333 4. 輸入輸出模塊輸入輸出模塊 輸入輸出模塊是輸入輸出模塊是CPU模塊與現(xiàn)場輸入輸出元件或設(shè)備連接的模塊與現(xiàn)場輸入輸出元件或設(shè)備連接的橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場輸入橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場輸入/輸出元件選擇各種用途的輸出元件選擇各種用途的I/O模塊。模塊。 一般一般PLC均配置均配置I/O電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換及及電氣隔離電氣隔離： 輸入電壓轉(zhuǎn)換是用來將輸入端不同電壓或電流信號，轉(zhuǎn)換成輸入電壓轉(zhuǎn)換是用來將輸入端不同電壓或電流

44、信號，轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電平信號，輸出電平轉(zhuǎn)換是用來將微處理微處理器所能接收的低電平信號，輸出電平轉(zhuǎn)換是用來將微處理器控制的低電平信號，轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備所需的電壓或電流信號。器控制的低電平信號，轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備所需的電壓或電流信號。 電氣隔離是在微處理器與電氣隔離是在微處理器與I/O回路之間采用的防干擾措施，輸回路之間采用的防干擾措施，輸入輸出模塊既可以與入輸出模塊既可以與CPU摸扳放置在一起，又可遠(yuǎn)程安裝。摸扳放置在一起，又可遠(yuǎn)程安裝。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/4

45、00PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1334 PLC實現(xiàn)控制的過程一般是可分為實現(xiàn)控制的過程一般是可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新出刷新三個階段，如圖三個階段，如圖1-9所示：所示： 1.3.2 可編程控制器的簡單工作原理可編程控制器的簡單工作原理圖圖1-9 PLC的一般工作過程的一般工作過程四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1335 1. 輸入采樣階段輸入采樣階段 PLC以掃描工作方式，輸入

46、電路時刻監(jiān)視著輸入狀況，并將以掃描工作方式，輸入電路時刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。在整個工作周期內(nèi)，這個采樣結(jié)果的內(nèi)容其暫存于輸入暫存器中。在整個工作周期內(nèi)，這個采樣結(jié)果的內(nèi)容不會改變，而且這個采樣結(jié)果將在不會改變，而且這個采樣結(jié)果將在PLC執(zhí)行程序時被使用。執(zhí)行程序時被使用。 2. 程序執(zhí)行階段程序執(zhí)行階段 PLC按順序?qū)Τ绦蜻M(jìn)行掃描，并分別從輸入映像區(qū)和輸出映按順序?qū)Τ绦蜻M(jìn)行掃描，并分別從輸入映像區(qū)和輸出映像區(qū)中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、處理，再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入像區(qū)中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、處理，再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像區(qū)中保存。這個結(jié)果在程序執(zhí)行期間

47、可能寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像區(qū)中保存。這個結(jié)果在程序執(zhí)行期間可能發(fā)生變化，但在整個程序未執(zhí)行完畢之前不會送到輸出端口。發(fā)生變化，但在整個程序未執(zhí)行完畢之前不會送到輸出端口。 四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1336 3. 輸出刷新階段輸出刷新階段 在執(zhí)行完用戶所有程序后，在執(zhí)行完用戶所有程序后，PLC將輸出映像區(qū)中的內(nèi)容送到將輸出映像區(qū)中的內(nèi)容送到寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器中，這一過程稱為輸出刷新。輸出電寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器中

48、，這一過程稱為輸出刷新。輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點，再去驅(qū)動用戶設(shè)備。路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點，再去驅(qū)動用戶設(shè)備。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1337PLC的簡單工作原理特點：的簡單工作原理特點： PLC工作的主要特點是工作的主要特點是循環(huán)掃描循環(huán)掃描執(zhí)行輸入輸出采樣、程序執(zhí)執(zhí)行輸入輸出采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新行、輸出刷新“串行串行”工作方式，這樣既可避免繼電器、接觸器工作方式，這樣既可避免繼電器、

49、接觸器控制系統(tǒng)因控制系統(tǒng)因“并行并行”工作方式存在的觸點競爭，又可提高工作方式存在的觸點競爭，又可提高PLC的的運算速度，這是運算速度，這是PLC系統(tǒng)可靠性高、響應(yīng)快的原因。但是，也導(dǎo)系統(tǒng)可靠性高、響應(yīng)快的原因。但是，也導(dǎo)致輸出對輸入在時間上的滯后。致輸出對輸入在時間上的滯后。 為此，為此，PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短，是的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時間短，是PLC實現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實上，實現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實上， PLC的速度是很快的，執(zhí)行一條的速度是很快的，執(zhí)行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點幾，或零點零幾微秒。指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點幾，或零點零

50、幾微秒。而且這個速度還在不斷提高中。而且這個速度還在不斷提高中。四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1338 圖圖1-3所示的過程是簡化的過程，實際的所示的過程是簡化的過程，實際的PLC工作流程還要工作流程還要復(fù)雜些。除了復(fù)雜些。除了I/O刷新及運行用戶程序，還要做些公共處理工作。刷新及運行用戶程序，還要做些公共處理工作。公共處理工作有：循環(huán)時間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。公共處理工作有：循環(huán)時間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。 PL

51、C的開機(jī)流程要經(jīng)過上電初始化、系統(tǒng)自檢、運行程序、的開機(jī)流程要經(jīng)過上電初始化、系統(tǒng)自檢、運行程序、循環(huán)時間計算、循環(huán)時間計算、I/O刷新、外設(shè)及通訊服務(wù)等幾個階段，如圖刷新、外設(shè)及通訊服務(wù)等幾個階段，如圖1-10所示。所示。1.3.3 可編程控制器的詳細(xì)工作原理可編程控制器的詳細(xì)工作原理四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1339圖圖1-10 PLC的工作流程的工作流程 返回目錄返回目錄四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .

52、電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1340 根據(jù)根據(jù)國際電工委員會國際電工委員會制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3），定義了，定義了5種種PLC編程語言：編程語言： （1）指令表）指令表IL(Instruction list)：西門子稱為語句表：西門子稱為語句表STL。 （2）結(jié)構(gòu)文本）結(jié)構(gòu)文本ST(Structured text)：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（言（SCL）。）。 （3）梯形圖）梯形圖LD(Lad

53、der diagram)：西門子簡稱為：西門子簡稱為LAD。 （4）功能塊圖）功能塊圖FBD (Function block diagram)：標(biāo)準(zhǔn)中稱為功：標(biāo)準(zhǔn)中稱為功能方框圖語言。能方框圖語言。 （5）順序功能圖）順序功能圖SFC(Sequential function chart)：對應(yīng)于西：對應(yīng)于西門子的門子的S7 Graph。1.4 可編程控制器的編程語言可編程控制器的編程語言四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1341

54、 1. 梯形圖語言（梯形圖語言（LAD） 梯形圖語言是梯形圖語言是PLC程序設(shè)計中最常用的編程語言。它是與繼電程序設(shè)計中最常用的編程語言。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計人員對繼電器控制較為器線路類似的一種編程語言。由于電氣設(shè)計人員對繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。熟悉，因此，梯形圖編程語言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。 圖圖1-11是典型的交是典型的交流異步電動機(jī)直接啟動流異步電動機(jī)直接啟動的繼電器控制電路圖。的繼電器控制電路圖。 圖圖1-12是采用是采用PLC控制的程序梯形圖?？刂频某绦蛱菪螆D。圖圖1-11 交流異步電動機(jī)直接啟動電路圖交流異步電動

55、機(jī)直接啟動電路圖四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1342圖圖1-12 PLC梯形圖梯形圖四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1343 2 . 指令表語言（指令表語言（STL） 指令表編程語言是與匯編語指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言類似的一種助記

56、符編程語言，和匯編語言一樣由操作言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。圖碼和操作數(shù)組成。圖1-13就就是與圖是與圖1-12PLC梯形圖對應(yīng)梯形圖對應(yīng)的指令表。的指令表。圖圖1-13 指令表指令表四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-13443. 功能塊圖語言（功能塊圖語言（FBD） 功能塊圖語言是與功能塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。圖編程語言。圖1-14是是對應(yīng)圖對應(yīng)圖1-11交流異步電動

57、交流異步電動機(jī)直接啟動的功能模塊圖機(jī)直接啟動的功能模塊圖編程語言的表達(dá)方式。編程語言的表達(dá)方式。圖圖1-14 功能塊圖功能塊圖 返回目錄返回目錄四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1345 繼電器控制系統(tǒng)是針對一定的生產(chǎn)機(jī)械、固定的生產(chǎn)工藝設(shè)計的，繼電器控制系統(tǒng)是針對一定的生產(chǎn)機(jī)械、固定的生產(chǎn)工藝設(shè)計的，采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的邏輯控制、定時、計數(shù)等采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，一

58、旦生產(chǎn)工藝過程改變，則控制柜必須重新設(shè)計，重新配線。功能，一旦生產(chǎn)工藝過程改變，則控制柜必須重新設(shè)計，重新配線。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)被傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)被PLC所取代已是必然趨勢所取代已是必然趨勢。而。而PLC由于應(yīng)用由于應(yīng)用了微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，各種控制功能都是通過軟件來實現(xiàn)的，了微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，各種控制功能都是通過軟件來實現(xiàn)的，只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。從只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。從適應(yīng)性、可靠性、安裝維護(hù)等各方面比較，適應(yīng)性、可靠性、安裝維護(hù)等各方面比較，PLC都有顯著的優(yōu)勢。因都有顯著的優(yōu)勢。因此，此，PLC

59、控制系統(tǒng)將取代大多數(shù)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)將取代大多數(shù)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。1.5 可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較 1.5.1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較與繼電器控制系統(tǒng)的比較四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 .電子電氣工程系電子電氣工程系 第一章第一章 可編程控制器概述可編程控制器概述 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用2021-12-1346 PLC與集散控制系統(tǒng)在發(fā)展過程中，始終是互相滲透、互為與集散控制系統(tǒng)在發(fā)展過程中，始終是互相滲透、互為補(bǔ)充，它們分別由兩個不同的古典控制設(shè)備發(fā)展而來。補(bǔ)充，它們

60、分別由兩個不同的古典控制設(shè)備發(fā)展而來。PLC由繼電由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來所以它在數(shù)字處理、順序控制方面具有器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來所以它在數(shù)字處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢，主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。一定優(yōu)勢，主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)(DCS)由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能。方面具有一定優(yōu)勢，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能。 集散控制系統(tǒng)自集散控制系統(tǒng)自20世紀(jì)世紀(jì)70年代問世之后，發(fā)屜非常迅速，特年代問世之后，發(fā)屜非常迅速，特別是單片微處