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可编程控制器（PLC）原理及应用1.PLC的基本概念可编程控制器（ProgrammableLogicController，简称PLC）是一种专为工业环境设计的数字运算电子系统，用于执行逻辑、顺序、定时、计数和算术运算等操作，通过数字或模拟的输入/输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC的**是其可编程性，用户可以根据需要编写控制程序，实现特定的控制逻辑。**2.PLC的工作原理**PLC的工作原理主要基于循环扫描。当PLC投入运行时，它首先执行初始化程序，然后进行不断的循环扫描。在扫描过程中，PLC按顺序执行用户程序，完成输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。这种循环扫描的工作方式保证了PLC对输入状态的实时响应和对输出状态的及时更新。3.PLC的硬件组成**PLC的硬件主要包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口电路、电源、通信接口等部分。其中，CPU是PLC的**，负责执行用户程序和处理数据；存储器用于存储用户程序、数据等信息；输入/输出接口电路负责与外部设备连接，实现数据的输入输出；电源为PLC提供稳定的工作电压；通信接口用于实现PLC与其他设备或系统的通信。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。6ES7355-2SH00-0AE0

SIMATIC ET 200SP Open 控制器，CPU 1515SP PC2， 8 GB RAM（基本设备 6ES7677-2DB40-0AA0），128 GB CFast 带 Windows 10 IoT Enterprise LTSC 2019 64 位 和 S7-1500 软件 控制器 CPU 1505SP V2x 预安装； 接口： 1 个 CFast 插槽，1 个 SD/MMC 插槽， 1 个 ET 200SP 接口 BusAdapter PROFINET， 1个 10/100/1000 MBit/s 以太网 ， 2 x USB 3.0；2x USB 2.0， 1x 显示屏端口； CFast 上的文档， CFast 上的恢复图像SIPLUS ET 200SP CPU 1515SP PC2 基于 6ES7677-2DB42-0GB0 带防腐蚀涂层， -40 - +60°C， 8GB RAM，30GB CFAST 安装 Windows 10 IoT 企业版 64 位和 S7-1500 软件控制器 预装 CPU 1505SP， 接口： 1个 CFAST 插槽，1 个 SD/MMC 插槽， 1 个 ET 200SP 接口 总线适配器 PROFINET， 1x 10/100/1000 MBit/s 以太网 2 x USB 3.0；2x USB 2.0， 1x 显示屏端口， 文档在 U 盘上， 恢复 U 盘SIPLUS ET 200SP CPU 1515SP PC2 导轨 基于 6ES7677-2DB42-0GB0 带防腐蚀涂层， -40 - +60°C， OT2 带 ST1/2 （+70 °C 持续 10 分钟）， 8GB RAM，30GB CFAST 安装 Windows 10 IoT 企业版 64 位和 S7-1500 软件控制器 预装 CPU 1505SP， 接口： 1个 CFAST 插槽，1 个 SD/MMC 插槽， 1 个 ET 200SP 接口 总线适配器 PROFINET， 1x 10/100/1000 MBit/s 以太网 2 x USB 3.0；2x USB 2.0， 1x 显示屏端口，6ES7231-5QA30-0XB0模块控制器PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

    SIMATICS7-1500是一个模块化控制系统，适用于离散自动化领域内的各种自动化应用。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SIMATICS7-1500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。SIMATICS7-1500的应用领域包括：•特殊机械•纺织机械•包装机械•通用机械工程•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。•汽车•水/污水•食品与饮料提供了具有不同性能水平的多种CPU以及一个包含许多便利功能的模块系列。故障安全CPU便于在故障安全应用中使用。由于具有模块化的设计，用户可以采用其应用所需的模块。任务扩展时，可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。SIMATICS7-1500具有较高的电磁兼容性、抗冲击性及抗振性，工业强度高，可实现通用。设计概述S7-1500自动化系统具有模块化的结构，可包含多32个模块。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。S7-1500自动化系统支持单层配置，其中的所有模块均安装在一个DIN导轨上（请参见手册以了解要求）。

    早期的PLCs被设计用来取代继电器逻辑系统。这些PLCs是在“梯形逻辑”中编写的，它非常类似于继电器逻辑的原理图。选择这个程序符号是为了减少对现有技术人员的培训需求。其他早期的PLCs使用了一种基于堆栈的逻辑求解器的指令列表编程形式。现代的PLCs可以通过多种方式编程，从底层的阶梯逻辑到编程语言。另一种方法是状态逻辑，一种非常高级的编程语言，它设计基于状态转换图的PLCs。目前，大多数PLC系统都遵循IEC61131/3控制系统编程标准，定义了5种语言:梯形图(LD)、结构化文本(ST)、函数框图(FBD)、指令列表(IL)和顺序流程图(SFC)。许多早期的PLCs并没有相应的编程终端，它们能够对逻辑进行图形化的表示，因此，逻辑在某种形式的布尔格式中表示为一系列逻辑表达式，类似于布尔代数。 模块控制器PLC控制系统平均无故障工作时间可达20000小时以上。

输入输出接口单元PLC的输入接口电路的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入CPU；PLC的输出接口电路的作用是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。PLC的输入输出接口电路一般采用光耦合隔离技术，可以有效地保护内部电路。1、输入接口电路PLC的输入接口电路可分为直流输入电路和交流输入电路。直流输入电路的延迟时间比较短，可以直接与接近开关，光电开关等电子输入装置连接；交流输入电路适用于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。交流输入电路和直流输入电路类似，外接的输入电源改为220V交流电源。2、输出接口电路输出接口电路通常有3种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型的输出电路类似，只是晶体管或晶闸管代替继电器来控制外部负载。扩展接口和通信接口PLC的扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需要；通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、打印机、其他的PLC或是计算机相连，从而实现“人-机”或“机-机”之间的对话。模块控制器PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。6ES7322-1FF01-0AA0

高可靠性是电气控制设备需要的关键性能，而PLC可编程控制的可靠性高，抗干扰能力相较于其他设备更加强大。6ES7355-2SH00-0AE0

4.体积小、功耗小、性价比高——以小型PLC（TSX21）为例，它具有128个I/O接口，可相当于400～800个继电器组成的系统的控制功能，其尺寸*为216×127×110mm3，重2.3kg，不带接口的空载功耗为1.2W，其成本*相当于同功能继电器系统的10～20％。PLC的输入输出系统能够直观地反应现场信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，如内部工作状态、通讯状态、I/O点状态、异常状态和电源状态等，对此均有醒目的指示，非常有利于运行和维护人员对系统进行监视。 5.编程简单、容易掌握——PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑了现场工程技术人员的技能和习惯。大多数PLC的编程均提供了常用的梯形图方式和面向工业控制的简单指令方式。编程语言形象直观，指令少、语法简便，不需要专门的计算机知识和语言，具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间内掌握。利用**的编程器，可方便地查看、编辑、修改用户程序。 6ES7355-2SH00-0AE0