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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。输出模块的作用是将PLC的输出信号传递给外部负载，并将PLC内部的低电平信号转换为外部所需电平的输出信号。6ES7194-4FA00-0AA0

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。 6ES7194-4FA00-0AA0模块控制器PLC是面向用户的工业控制计算机，具有许多明显的特点。

    PLC可编程逻辑控制器。它们基本上用于控制工业中的自动化系统。它们是简单的控制系统之一，现在正在大规模地取代硬连线逻辑继电器。PLC的工作流程1、输入源将实时模拟电信号转换为合适的数字电信号，并通过连接器轨道将这些信号施加到PLC。2、这些输入信号被存储在PLC外部图像存储器中称为位的位置。这由CPU完成控制逻辑或程序指令通过符号或通过助记符写入编程设备并存储在用户存储器中。3、CPU从用户存储器中读取这些指令，并通过操作，计算，处理输入信号来控制输出设备。4、然后将执行结果存储在控制输出驱动器的外部图像存储器中。5、CPU也对输出信号进行检查，并根据输出存储器中的变化不断更新输入图像存储器的内容。6、CPU还执行内部编程功能，如设置和重置定时器，检查用户存储器。

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，小型 PLC 模块适配家用设备，简化智能家居控制流程。

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中文操作界面，使用安装、调节方便。6ES7321-1BH10-0AA0

PLC内部由中间处理器的CPU，并带有外部I/0口,扩展的I/O接口地址和存储器三大组成部分。6ES7194-4FA00-0AA0

6.设计、施工、调试周期短——用继电器—接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏（柜）的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。而采用PLC控制，由于其靠软件实现控制，硬件线路非常简洁，并为模块化积木式结构，且已商品化，故*需按性能、容量（输入输出点数、内存大小）等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。 由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，**减轻了繁重的安装接线工作，缩短了施工周期。PLC是通过程序完成控制任务的，采用了方便用户的工业编程语言，且都具有强制和仿真的功能，故程序的设计、修改和调试都很方便，这样可**缩短设计和投运周期。6ES7194-4FA00-0AA0