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可编程逻辑控制器按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。

整体型可编程逻辑控制器的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型可编程逻辑控制器提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

、PLC输入/输出类型

上海臣冠工业控制设备有限公司

开关量

开关量主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器*温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC或综保装置，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源接点，也叫PLC或综保装置的开入量。

1、数字量

在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。

例如：

用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。较小的数量单位就是1个。

2、模拟量

在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。

例如：

热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号在连续变化过程中的任何一个取值都是具体的物理意义，即表示一个相应的温度。

 OB块包含OB的启动信息的20B的临时局部变量TEMP，这些信息在OB启动时由操作系统提供，包括启动事件、启动日期和时间、错误及诊断事件。声明表中的变量的具体内容与组织块的类型有关，参见下表启动组织块CPU的启动模式和启动组织块400的CPU有3中启动方式，暖启动、热启动和冷启动，300CPU只能暖启动，参见下图：用户可以通过在启动组织块中编写程序，用来设置CPU的初始化操作，设置开始运行时的某些变量的初始值和输出模块的初始值等。dcs作为大型控制系统，它采用的通信方式无非就是数字通信和模拟通信。数字通信它在DCS使用就是在监视层和管理层。而模拟通信的应用在现场控制层和数据检测层。根据上述提到，实际上DCS控制站以上是以数字通信实现，而控制站以下是以模拟量实现，DCS系统和现场的变送器、执行器等现场仪表之间都是以4-20mA模拟通信方式进行信号传递。虽然DCS采用两种通信方式，但是模拟通信方式相比数字通信方式还是较明显处于劣势一方。plc维修时，插好编程器，并将开关拨到RUN位置，再根据下列步骤查找：如果PLC停止在某些输出被激励的位置、状态（地方），一般是处于中间状态，则查找引起下一步操作发生的信号，编程器会显示信号的ON/OFF状态。2）如果输入信号，将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较，若结果不一致，则说明需要更换输入模块。更换模块前，需要先检查I/O扩展电缆和相关连接是否正常。3）如果输入状态与输入模块的LED指示一致，则比较发光二极管与输入装置的状态。plc能输入开关量，也就是一高一低的电平电压，而编码器脉冲信号，可以理解一定时间内，用极快的速度完成的一组开关量。但是因为这种开关量的频率太高了，所以PLC的普通I/O口是无法准确读到这些脉冲的个数的，因为PLC工作过程中存在扫描周期，需要每个一段时间才去刷新一下普通I/O口的数据，而编码器的精度太高了，单位时间内输出的脉冲个数太多，普通I/O是无法胜任的。一般PLC会设计有高速计数端口，本质是利用了底层单片机的硬件逻辑来完成这些编码器计数的，避开了扫描周期问题，PLC都设计有专门的高速计数指令，使用的时候，直接调用这些指令就可以读到当前的脉冲值了。

西门子6ES7 314-6EH04-0AB0扩展模块

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转换原理

 数模转换器是将数字信号转换为模拟信号的系统，一般用低通滤波即可以实现。数字信号**行，即把数字码转换成与之对应的电平，形成阶梯状信号，然后进行低通滤波。

根据信号与系统的理论，数字阶梯状信号可以看作理想冲激采样信号和矩形脉冲信号的卷积，那么由卷积定理，数字信号的频谱就是冲激采样信号的频谱与矩形脉冲频谱（即Sa函数）的乘积。这样，用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿，由数字信号便可恢复为采样信号。由采样定理，采样信号的频谱经理想低通滤波便得到原来模拟信号的频谱

 

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写PLC程序了。编写PLC程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1．对系统任务分块

    分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的问题化为多个简单的小问题，便于编制程序。

    2．编制控制系统的逻辑关系图

    从逻辑关系图上，可以反映出某一逻辑关系的结果，这一又应该导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可以是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反映了输入与输出的关系。主要用于不易接触的地方，如老式电感镇流器。0I类:这类电器有工作绝缘，有接地接零端子，可以接线也可以不接线(如用于干燥环境，木质地板的室内)如电烙铁。I类:该类电器触电保护不仅依靠工作绝缘还依靠内部的接地端子(其设备外壳不设接地端子)自设备内引出带保护插头的电源线，将接地端子接黄绿双色线。如电冰箱、洗衣机电风扇、空调等均属此类。Ⅱ类:带有双重绝缘或加强绝缘的设备，无接地接零要求。所谓双重绝缘是指除基本的工作绝缘外，还提供独立的保护绝缘或加强绝缘，以及附加有效的安全措施。LM2596系列是3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器(150KHZ)和基准稳压器(1.23v)，并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成稳压电路。LM2596内部包含150KHZ振荡器、1.23v基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器和内部稳压电路等。该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。，一般在长期使用的情况下，电机原本的星形接法不要改为三角形接法，改为三角形电压必定升高（相电压升高约1.73倍），长时间会烧坏电机。4，一般长期使用情况下，电机原本的三角形△接法不要改为星形接法，改为星形电压必定降低，带额定负载时属于过载现象，严重时会烧坏电机。5，星三角降压启动时，改变接线方式是因为启动时间很短，但是电流却下降到原来的1/3很明显。三相异步电动机出厂时候一般都已经接好绕组或者端盖上有接线电路图，严格使用。图片】使用plc实现十字路口红绿灯控制，是PLC控制中非常经典的控制案例。如下所示为路口红绿灯示意图：十字路口红绿灯示意图控制功能信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。控制流程南北红灯亮维持25秒，在南北红灯Y2亮的同时东西绿灯Y3也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯Y3闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯Y3熄灭时，东西黄灯Y4亮，并维持2秒。”意思就是：电机容量（单位千瓦）除以额定电压（单位千伏），得出了的数值再乘以0.76。：额定电压为380V，容量15千瓦三相电机。代入口诀：15/0.38*0.76=29.99A。电机铭牌：额定电压660V，容量90KW电机。代入口诀：90/0.66*0.76=103A。电机铭牌：额定电压6000V，容量450KW电机。代入口诀：450/6*0.76=57A。电机铭牌当然，这个估算值和实际值是有误差的，因为这个估算口诀是电机功率因数按0.85，效率按0.9计算的。Nr=50，θs=0.9°的步进电机，按式θs=180°/PNr计算，则P=4，即为四相步进电机。这里需要注意的是上文两相步进电机中图所述的的两相单极线圈虽然有四个线圈，但不是四相电机。四相步进电机因其为偶数相，驱动电路的功率管要用16个，定子的主极个数也为16个，均为两相步进电机的两倍，所以造成其驱动器结构复杂，成本高，因此只有特殊用途才使用。现在市面上销售的步进电机中，相数Zui多的电机为五相。

    3．绘制各种电路图

    绘制各种电路的目的，是把系统的输入/输出所设计的地址和名称联系起来，这是很关键的一步。在绘制PLC输入电路时不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到PLC的输入端，因为这样会对PLC造成比较大的伤害。在绘制PLC的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到PLC输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则，努力提高其稳定性和可靠性。虽然用PLC进行控制方便、灵活，但是在电路的设计上仍需要谨慎、。因此，在绘制电路时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

    4．编制PLC程序并进行模拟调试

    在绘制完电路图之后，就可以着手编制PLC程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，较好不要整个程序完成后一起调试。

    5．制作控制台与控制柜

    在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧迫的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如，问题、接地问题、高压隔离等必须妥善处理。

    6．现场调试

    现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能较后实地测试和较后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。
GB1208-2016《电流互感器》第5.2项中规定标准的电流互感器二次电流为1A和5A，优选值为5A，当传输距离较大时应选1A。线路功耗降低线路功耗与通过电流平方成正比，二次电流为1A的电流互感器比5A减低功耗25倍，即1A的功耗仅为5A的4%。表1电流互感器测量回路的功耗传输距离加大下相同负载下，二次电流为1A互感器的传输距离是5A的25倍，这样可避免5/1A中间互感器或选用大容量互感器。表2不同额定容量时的传输距离电线截面积小大中型工厂，当仪表和电流互感器安装距离较远(45.5m)时，从表2可以看出，当选用510VA电流互感器时，线截面积经计算需4mm3；若选用12.5VA电流互感器，线截面仅需1mm2。中间继电器和接触器的差异继电器之所以冠上了“中间”两个字，可以理解成它并不是用来实现Zui终控制的，而是起到一个中间环节的转接作用，“继”就是继接状态的意思了。所以中间继电器并没有所谓的主触点和辅助触点的说法，它的目标是让小电流变成稍微大一点的电流，甚至还继续保留原来的小电流，而只利用了触点的隔离功能。从这个角度而言，继电器会设计很多组常开和常闭触点，触点越多，能用来联锁其他继电器或者接触器的可能性会越高，逻辑的花样会越复杂，越能满足工业控制需求。下面说说三菱PLC在ST语言下的一些不足：只能声明一维数组三菱PLC只能声明一维数组，这对编程人员来说有了很大的限制。像西门子、倍福、施耐德都是可以声明数组的：上图是门子博图软件声明的一个三维int数组，如果三菱支持这个功能，上面蜘蛛纸牌的程序中BEHIND_LINE[ii].Numb[jj]就不必写成结构体+数组的形式，直接写成一个二维数组BEHIND_LINE[ii,jj]就可以了。只能建立一层结构体在三菱的结构体中只能声明基本类型的标签，无法声明其他的结构体，这也注定了三菱不能像施耐德和西门子那样完成复杂的逻辑功能。图片】二模拟量输出，一些非离散型的装置，比如说调节阀，液压的比例放大器等需要逐渐变化的一些控制，一般这类装置都需要反馈值做闭环控制或者PID，以后有机会带大家做这一方面的练习。三通讯控制，一些变频器或者伺服驱动器等需要使用通讯控制，其实就这一方面；PLC的编程不难，难点是熟悉需要控制的装置。这一点有一些难度，需要很强的自学能力。对于PLC的学习，不仅需要动手做程序并调试以此得到大量的经验，还需要很强的自学能力，在这个过程中有时一个有经验的人一句话可以为你省下很多时间，所以也要多运用互联网的力量。选用具体的固态继电器时，首先确定它的电性能参数，如输入电压或电流，输出电压或电流，过载电流以及dv/dt等，与实际要求额技术指标是否相符或匹配，以及外界电路或负载是否匹配等。在选用某种型号的时候，需要考虑其外形，装配方式和散热情况。固态继电器的负载能力与工作环境的温度有关，当环境温度升高时，固态继电器的负载能力随之下降，所以在选择SSR的额定工作电流时应留有充分余地。固态继电器导通时本身耗散的功率会使外壳温度身高，而负载电流随外壳温度的升高而下降，为使固态继电器能满额运行，应该减少其本身的发热量并加强散热效果，可以加装适当规格散热板。主回路动作原理相对很简单，可以快速的把握整个电路是做什么的，这样比较好联想到类似的基本控制电路，这样再去看二次控制回路就相对简单多了。2，快速看图：从上到下看图。正规的电路图都是从上到下逐步阐明电路的保护，控制和原理的。二次回路的控制也同样如此，从上到下的看电路图能够事半功倍。3，二次回路分部分来看。一般的电路图都会在图纸的右侧或者下侧标明相应的回路是做什么的，或者具有什么作用。这个时候分部分来看，将控制回路分开为：保护电路，测量电路，控制电路等部分来看，有助于快速的把握原理。图片】

    7．编写技术文件

    经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，这个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要整理技术文件，包括整理电路图、PLC程序、使用说明及帮助文件。到此，工作基本结束。然后关闭其它给模坂供电的电源，多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术，能带的输入输出模块的数量也比较多，具有强大的控制功能和强大的运算能力
plc底层，实际就是单片机在运行，它只不过是基于单片机的基础，开发出来的一款二次应用的工业逻辑控制器，方便具有电工思维的用户来使用，所以PLC对比单片机的优势就是简单易用。PLC既然是基于单片机来开发的，PLC所有功能，单片机肯定可以都做到，比如一些计时，计数，中断，模拟量处理，通讯，逻辑控制，这些单片机都可以实现，而且响应速度上比PLC还要快很多，精度也会比PLC高。但是PLC使用了扫描周期来避免立刻刷新I/O端口状态，这点从软件而言，牺牲了速度，可靠性却强了很多，用户无论如何编程刷写程序，一般都不会发生死机等问题。Proteus是电路仿真软件，就是搭建一个电子电路模拟实际的硬件电路，这样就不需要真正的硬件，我们就可以在仿真电路中关联Keil编译好的程序，来验证我们的代码。这样的好处是只要有电脑我们就可以编程并验证，但是仿真电路是理想化的硬件，真正的硬件和仿真之间还是有很大区别的，尤其是高频电路和模拟信号，因此仿真电路刚开始可以用一下，还是要买一块单片机开发板作为实际硬件来学习。单片机的学习我理解是是入门简单，深入有难度。也可以通过指令树的项目进入子程序SUB0显示区。添加一个子程序时，可以用编辑菜单的插入项增加一个子程序，子程序编号n从0开始自动向上生成。用鼠标右键点击指令树中的子程序或中断程序的图标，在弹出的菜单中选择“重新命名”，可以修改它们的名称。子程序可能有要传递的参数（变量和数据），这时可以在子程序调用指令中包含相应参数，它可以在子程序与调用程序之间传送。参数（变量和数据）必须有符号名（Zui多8个字符）、变量和数据类型等内容。READ_VAR,WRITER_VAR，才是我们要真正使用的，它的作用就是写入和读取变量，看程序图六CFC编写的MODBUS通信程序如图六所示，是程序的全貌，程序实在太大了，大家可能要费点眼神了，黄色荧光笔部分是程序的启动按钮，当变量Com_En产生一个上升沿时，程序就会自动执行。Zui后面红色大圆圈就是我们需要的结果。读取或写入的数据是放在数组里的，当你交互的数据是连续的时候，就很方便了。其实，CFC的精髓就是可以自由移动，就像电路图一样，像通讯程序中，由于前后功能块需要联系，我们就需要中间变量来传递，而直接使用连线，省去了建立中间变量的麻烦。固态继电器按照切换负载性能分，可以分为直流型和交流型两大类，交流型有“过零”和“非过零”两种类型的产品，其开关触点有常开式和常闭式两种，常开式也是目前市场上比较多的一种，在进行电路设计和选购的时，务必要弄清设计的要求和被控负载的情况。交流型SSR是针对工作在50HZ下工作而设计的。应用时被控交流电源频率的要求是在40-60HZ范围内正常工作，要求波形为正弦波。在此频率范围外货非纯正弦波作用下能否正常工作，要视产品的具体情况而定。因为它是采用开关量来实施控制的，其调速曲线不是一条连续平滑的曲线，也无法实现精细的速度调节。PLC开关量与PLC连接PLC的模拟量信号控制变频器变频器中也存在一些数值型指令信号（如频率、电压等）的输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20mA的电流信号输入。接口电路因输入信号而异，所以必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。生成用于颜料混合配方的UDT后，可以用它来生成用于不同颜色配方的数据组合。用户定义数据类型有基本数据类型和复杂数据类型组成。定义好以后可以在符号表中为它一个符号名，使用UDT可以节约录入数据的时间。举例说明：数组的生成和使用生成数组可以在数据块中定义数组，也可以在逻辑块的变量声明表中定义它。下面介绍在数据块中定义的方法，在SIMATIC管理器中用菜单命令：插入-S7块-数据块生成数据块DB3，双击打开DB3，默认显示方式为声明视图方式如下图所示：声明视图用于定义、删除和修改共享数据块中的变量，它们的名称、数据类型和初始值。两相HB型步进电机皆为相内磁路，而三相HB型步进电机存在相内磁路和相间磁路两种形式。下图为三相HB型步进电机，有6个磁极，极上并没有小齿，转子齿数也少，此图描述了定子和转子的磁通路径，其中为相内磁路，为相间磁路。图相内磁路的情况，定子主极A1与相邻B相的B1或C相的C2，向下一相激磁时，会对与A1同极性的转子齿产生吸引力。在磁铁后侧的五个转子齿用剖面线表示，其与前侧的转子齿极性相反。同样图为相间磁路，定子主极A1与相邻B相的B1或C相的C2，向下一相激磁时，会对与A1的转子齿产生吸引力。图片】MOS管型防反接保护电路利用了MOS管的开关特性，控制电路的导通和断开来设计防反接保护电路，由于功率MOS管的内阻很小，现在MOSFETRds（on）已经能够做到毫欧级，解决了现有采用二极管电源防反接方案存在的压降和功耗过大的问题。极性反接保护将保护用场效应管与被保护电路串联连接。保护用场效应管为PMOS场效应管或NMOS场效应管。若为PMOS，其栅极和源极分别连接被保护电路的接地端和电源端，其漏极连接被保护电路中PMOS元件的衬底。