创智鑫教育S7-1200PLC

一、｜PLC的主要特点一

      PLC之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，还有许多适合工业控制的独特优点，它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便以及经济等问题，其主要特点如下。

     （1）抗干扰能力强，可靠性高在传统的继电器控制系统中，使用了大量的中间继电器和时间继电器，由于器件的固有缺点，如器件老化、接触不良以及触点抖动等现象，大大降低了系统的可靠性。而在PLC控制系统中大量的开关动作由无触点的半导体电路完成，因此故障大大减少。

此外，PLC的硬件和软件方面采取了措施，提高了其可靠性。在硬件方面，所有的I/O接口都采用了光电隔离，使得外部电路与PLC内部电路实现了物理隔离。各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。电路中采用了滤波技术，以防止或抑制高频干扰。在软件方面，PLC具有良好的自诊断功能，一旦系统的软硬件发生异常情况，CPU会立即采取有效措施，以防止故障扩大。通常PLC具有看门狗功能。

       对于大型的PLC系统，还可以采用双CPU构成冗余系统或者三CPU构成表决系统，使系统的可靠性进一步提高。

     （2）程序简单易学，系统的设计调试周期短PLC是面向用户的设备。PLC的生产厂家充分考虑到现场技术人员的技能和习惯，可采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图很相似，直观、易懂和易掌握，不需要学习专门的计算机知识和语言。设计人员可以在设计室设计、修改和模拟调试程序，非常方便。

     （3）安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。

     （4）采用模块化结构，体积小，重量轻为了适应工业控制需求，除整体式PLC外，绝大多数PLC采用模块化结构。PLC的各部件，包括CPU、电源及I/O模块等都采用模块化设计。此外，PLC相对于通用工控机，其体积和重量要小得多。

     （5）丰富的I/O接口模块，扩展能力强PLC针对不同的工业现场信号（如交流或直流、开关量或模拟量、电压或电流、脉冲或电位及强电或弱电等）有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备（如按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈和控制阀等）直接连接。另外，为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，有多种通信联网的接口模块等。

二、｜PLC的应用范围一

       目前，PLC在国内外已广泛应用于专用机床、机床、控制系统、自动化楼宇、钢铁、石油、化工、电力、建材、汽车、纺织机械、交通运输、环保以及文化娱乐等各行各业。随着PLC性能价格比的不断提高，其应用范围还将不断扩大，其应用场合可以说是无处不在，具体应用大致可归纳为如下几类。

     （1）顺序控制

      是PLC较基本、较广泛应用的领域，它取代传统的继电器顺序控制，PLC用于单机控制、多机群控制和自动化生产线的控制。例如数控机床、注塑机、印刷机械、电梯控制和纺织机械等。

     （2）计数和定时控制

       PLC为用户提供了足够的定时器和计数器，并设置相关的定时和计数指令，PLC的计数器和定时器精度高、使用方便，可以取代继电器系统中的时间继电器和计数器。

     （3）位置控制

      目前大多数的PLC制造商都提供拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块，这一功能可广泛用于各种机械，如金属切削机床和装配机械等。

     （4）模拟量处理

       PLC通过模拟量的输入/输出模块，实现模拟量与数字量的转换，并对模拟量进行控制，有的还具有PID控制功能。例如用于锅炉的水位、压力和温度控制。

      （5）数据处理

       现代的PLC具有数学运算、数据传递、转换、排序和查表等功能，也能完成数据的采集、分析和处理。

     （6）通信联网

      PLC的通信包括PLC相互之间、PLC与上位计算机以及PLC和其他智能设备之间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化系统的需要。

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三、｜PLC的分类与性能指标一

     （1）PLC的分类

       1）从组成结构形式分类　可以将PLC分为两类：一类是整体式PLC（也称单元式），其特点是电源、中央处理单元和I/O接口都集成在一个机壳内；另一类是标准模板式结构化的PLC（也称组合式），其特点是电源模板、中央处理单元模板和I/O模板等在结构上是相互独立的，可根据具体的应用要求，选择合适的模块，安装在固定的机架或导轨上，构成一个完整的PLC应用系统。

        2）按I/O点容量分类

       ①小型PLC。小型PLC的I/O点数一般在128点以下。

      ②中型PLC。中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256～1024点之间。

       ③大型PLC。一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。

     （2）PLC的性能指标

       各厂家的PLC虽然各有特色，但其主要性能指标是相同的。

       ①输入/输出（I/O）点数　输入/输出（I/O）点数是较重要的一项技术指标，是指PLC面板上连接外部输入、输出的端子数，常称为“点数”，用输入与输出点数的和表示。点数越多表示PLC可接入的输入器件和输出器件越多，控制规模越大。点数是PLC选型时较重要的指标之一。

      ②扫描速度　扫描速度是指PLC执行程序的速度。以ms/K为单位，即执行1K步指令所需的时间。1步占1个地址单元。

       ③存储容量　存储容量通常用K字（KW）或K字节（KB）、K位来表示。这里1K=1024。有的PLC用“步”来衡量，一步占用一个地址单元。存储容量表示PLC能存放多少用户程序。例如，三菱型号为FX2N-48MR的PLC存储容量为8000步。有的PLC的存储容量可以根据需要配置，有的PLC的存储器可以扩展。

       ④指令系统　指令系统表示该PLC软件功能的强弱。指令越多，编程功能就越强。

       ⑤内部寄存器（继电器）　PLC内部有许多寄存器用来存放变量、中间结果、数据等，还有许多辅助寄存器可供用户使用。因此寄存器的配置也是衡量PLC功能的一项指标。

       ⑥扩展能力　扩展能力是反映PLC性能的重要指标之一。PLC除了主控模块外，还可配置实现各种特殊功能的功能模块。例如AD模块、DA模块、高速计数模块和远程通信模块等。

四、｜PLC的发展趋势

①向高性能、高速度和大容量发展。

②网络化。 强化通信能力和网络化，向下将多个可编程序控制器或者多个I/O框架相连；向上与工业计算机、以太网等相连，构成整个工厂的自动化控制系统。即便是微型的S7-200 SMART PLC也能组成多种网络，通信功能十分强大。

③小型化、低成本和简单易用。目前，有的小型PLC的价格只需几百元人民币。

④不断提高编程软件的功能。编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态，在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序可以下载、存盘和打印，通过网络或电话线，还可以实现远程编程。

⑤适合PLC应用的新模块。随着科技的发展，对工业控制领域将提出更高的、更特殊的要求，因此，必须开发特殊功能模块来满足这些要求。