湖北省西门子供货商

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在PLC的存储器中，设置了一片区域来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。CPU以字节（8位）为单位来读写输入/输出映像寄存器。在读取输入阶段，PLC把所有外部数字量输入电路的ON/OFF状态，读入输入映像寄存器。外部的输入电路闭合时，对应的输入映像寄存器为1状态，梯形图中对应的输入点的常开触点接通，常闭触点断开。外接的输入电路断开时，对应的输入映像寄存器为0状态，梯形图中对应的输入点的常开触点断开，常闭触点闭合。
（4）执行程序
PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中顺序排列。在RUN工作模式的程序执行阶段，在没有跳转指令时，CPU从1条指令开始，逐条顺序地执行用户程序。
在执行指令时，从I/O映像寄存器读出其I/O状态，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算的结果写入到相应映像寄存器中，因此，各映像寄存器（只读的输入映像寄存器除外）的内容随着程序的执行而变化。
在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之改变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的读取输入阶段被读入。执行程序时，对输入/输出的存取通常是通过映像寄存器，而不是实际的I/O点，这样做有以下好处。
① 程序执行阶段的输入值是固定的，程序执行完后再用输出映像寄存器的值新输出点，使系统的运行稳定。
② 用户程序读写I/O映像寄存器比读写I/O点快得多，这样可以提高程序的执行速度。
（5）改写输出
CPU执行完用户程序后，将输出映像寄存器的二进制数0/1状态，传送到输出模块并锁存起来。梯形图中某一输出位的线圈通电时，对应的映像寄存器的二进制数为1状态。信号经输出模块隔离和率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。若梯形图中输出点的线圈断电，对应的输出映像寄存器中存放的二进制数为0状态，将它送到继电器型输出模块，对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。

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PLC经过这5个阶段的工作过程，称为1个扫描周期，完成1个扫描周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。在不考虑通信处理时，扫描周期T的大小为T = （输入/点时间 × 输入点数） + （运算速度 × 程序步数） +（输出/点时间 × 输出点数） + 故障诊断时间
显然扫描周期主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上。响应时间的长短对工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就应该计算响应时间，细心编制程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良因素。
1.1.2 PLC的性能、分类及特点
1. PLC的性能指标
（1）I/O总点数
I/O总点数是衡量PLC输入信号和输出信号的总数量。PLC输入/输出有开关量和模拟量两种。其中开关量用大I/O点数表示，模拟量用大I/O通道数表示。
（2）存储器容量
存储器容量是衡量PLC可存储用户应用程序多少的指标，通常以字或千字为单位，约定16位二进制数为1个字（即两个8位的字节），每1 024个字为1千字。PLC通常以字为单位来存储指令和数据，一般的逻辑操作指令每条占1个字，定时器、计数器、移位操作等指令占2个字，而数据操作指令占2～4个字。有些PLC的用户程序存储器容量用编程的步数来表示，每一条语句占一步长。
（3）编程语言
编程语言是PLC厂家为用户设计的用于实现各种控制能的编程工具，常用的编程语言有：梯形图、语句表、顺序能图、能块图、结构文本等。一般指令的种类和数量越多，其能就越强。
（4）扫描时间
扫描时间是执行1 000条指令所需要的时间，一般为10 ms左右，小型PLC可能大于40 ms。

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内部寄存器的种类和数量
内部寄存器的种类和数量是衡量PLC硬件能的一个指标。它主要用于存放变量的状态、中间、数据等，还提供大量的辅助寄存器、定时器、计数器、移位寄存器和状态寄存器等，供用户编程使用。
（6）通信能力
通信能力是指PLC与PLC、PLC与计算机之间的数据传送及交换能力，它是工厂自动化的必备基础。目前生产的PLC不论是小型的还是中型的，都配有1～2个，甚至多个通信端口。
2. PLC的分类
根据硬件结构的不同，可将PLC分为整体式、模块式和混合式。
整体式PLC又叫基本单元或箱体式。它的体积小、价格低。小型PLC一般采用整体式结构。整体式的PLC是将CPU模块、输入/输出模块和电源装在一个箱型塑料壳内。可以在基本单元PLC上加装扩展模块以扩大其使用范围。
中、大型PLC一般采用模块式结构。模块式结构是把CPU、电源、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便、便于扩展等优点，适合输入/输出点数差异较大或有特殊能要求的控制系统。
按I/O点数不同，PLC可分为小型、中型和大型3类。
（1）小型PLC
这类PLC的规模较小，它的输入/输出点数一般在20～128点。其中I/O点数小于64点的PLC又称小型PLC。
（2）中型PLC
中型PLC的I/O点数通常在128～512点之间，用户程序存储器的容量为2～8 KB。除具有小型机的能外，还具有较强的模拟量I/O、数字计算、过程参数调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程I/O及通信连网能。
（3）大型PLC
大型PLC又称高档PLC,I/O点数在512点以上，其中I/O点数大于8192点的又称为大型PLC，用户程序存储器容量在8 KB以上，除具有中型机的能外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊能函数运算、监视、记录、打印等能以及强大的通信连网、中断控制、智能控制、远程控制等能。一般用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络等场合。

PLC的梯形图程序一般采用顺序设计法来设计，这种编程方法有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同能的继电器控制系统电路图的时间要少。
在梯形图程序调试中，可通过PLC上的发光二管观察输入、输出信号的状态。在现场调试过程中发现问题一般通过修改程序来解决，所以系统调试的时间比继电器系统调试的时间少。
（5）体积小，能耗低
PLC结构紧凑、体积小、重量轻、能耗低、便于安装，特别是具有模块式结构的特点，便于维护，并且使能扩充很方便。
1. PLC各部件的能
S7-200系列PLC有CPU 21X和CPU 22X两代产品，外部结构如图1-6所示。它是整体式PLC，它将输入/输出模块、CPU模块、电源模块均装在一个机壳内，当系统需要扩展时，可选用需要的扩展模块与基本单元（主机）连接。① 输入接线端子：用于连接外部控制信号，在底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24 V直流电源。
② 输出接线端子：用于连接被控设备，在顶部端子盖下是输出接线端子和PLC的工作电源。
③ CPU状态指示灯：CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN 3个，其作用如下所述。
SF：系统故障指示灯。当系统出现严重的错误或硬件故障时亮。
STOP：停止状态指示灯。编辑或修改用户程序，通过编程装置向PLC下载程序或进行系统设置时此灯亮。
RUN：运行指示灯。执行用户程序时亮。
④ 输入状态指示灯：用来显示是否有控制信号（如控制按钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信号）接入PLC。

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