（一）確定I/O點數(shù)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點數(shù)時，應(yīng)再增加10%～20%的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點數(shù)也應(yīng)有所不同。表2列出了典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點數(shù)。
　　表2典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點數(shù)（二）開關(guān)量I/O開關(guān)量I/O接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報好器、電動機(jī)起動器等）接收信號。典型的交流輸入/輸出信號為24～240V，直流輸入/輸出信號為5～240V。
　　盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于錯誤信號的抖動電路等。（三）模擬量I/O模擬量輸入/輸出接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口的典型量程為-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。
　　一些制造廠家在PLC上設(shè)計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號，如RTD、熱電偶等。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或RTD混合信號。（四）特殊功能I/O在選擇一臺PLC時，用戶可能會面臨一些特殊類型且不能用標(biāo)準(zhǔn)I/O實現(xiàn)的I/O限定（如定位、快速輸入、頻率等）。

　　有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而使CPU從繁重的任務(wù)處理中解脫出來。（五）智能式I/O當(dāng)前，PLC的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的I/O模塊。一般智能式I/O模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預(yù)先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可提高PLC的處理速度并節(jié)省存儲器的容量。
　　表3選擇PLC的I/O接口模塊的一般規(guī)則三、存儲器類型及容量選擇PLC系統(tǒng)所用的存儲器基本上由PROM、EPROM及RAM三種類型組成，存儲容量則隨機(jī)器的大小變化，一般小型機(jī)的大存儲能力低于6kB，中型機(jī)的大存儲能力可達(dá)64kB，大型機(jī)的大存儲能力可上兆字節(jié)。
　　綜上，表3歸納了選擇I/O模塊的一般規(guī)則。PLC的存儲器容量選擇和計算的第一種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點數(shù)精確計算存儲器的實際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照表4的公式來估算。

安裝與布線●動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。將PLC的IO線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到低限度。
　　●PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動力線（二者之間距離應(yīng)大于200mm）。與PLC裝在同一個柜子內(nèi)的電感性負(fù)載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路。

　　●PLC的輸入與輸出好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10.●交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，避免并行。
　　（3）I/O端的接線輸入接線●輸入接線一般不要太長。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當(dāng)長些。●輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。●盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。
　　輸出連接●輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。●由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板。
　　●采用繼電器輸出時，所承受的電感性負(fù)載的大小，會影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負(fù)載時應(yīng)合理選擇，或加隔離繼電器。●PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)。
　　PLC的發(fā)展趨勢1．向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標(biāo)。
　　在存儲容量方面，有的PLC高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。2．向超大型、超小型兩個方向發(fā)展當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。
　　現(xiàn)已有I/O點數(shù)達(dá)14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強(qiáng)。小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，小配置的I/O點數(shù)為8～16點，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動控制的需要，如三菱公司α系列PLC。
　　3．PLC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。
　　加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是PLC與計算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機(jī)通信。

PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計當(dāng)用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，其難度比PLC單機(jī)控制大得多。首先你應(yīng)選用自己較熟悉的機(jī)型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和用戶程序存儲容量也應(yīng)仔細(xì)了解。否則，不能適應(yīng)你的實時要求，造成系統(tǒng)崩潰。
　　另外，對通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。后，還要向PLC的商家尋求網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和軟件技術(shù)支持及詳細(xì)的技術(shù)資料，至于選用幾層工作站，依你的系統(tǒng)大小而定。五、軟件編制在編制軟件前，應(yīng)首先熟悉所選用的PLC產(chǎn)品的軟件說明書，待熟練后再編程。
　　在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的啟停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，而PLC技術(shù)是解決上述問題的有效、便捷的工具，因此PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯，速度也快。編程結(jié)束后先空調(diào)程序，待各個動作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。下面就PLC工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計中的問題進(jìn)行探討。
　　2PLC系統(tǒng)設(shè)備選型PLC主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可能是單個機(jī)器，機(jī)群或一個生產(chǎn)過程。不同型號的PLC有不同的適用范圍。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計，列出清單。

　　國產(chǎn)品牌有研華、研祥、合力時等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價格有較大的下降，其性價比越來越高。PLC的選型應(yīng)從以下幾個方面入手。2.1確定PLC控制系統(tǒng)的規(guī)模依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程和復(fù)雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小。
　　可分為大、中、小三種規(guī)模。小規(guī)模PLC控制系統(tǒng):單機(jī)或者小規(guī)模生產(chǎn)過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關(guān)量為主，并且I/O點數(shù)小于128點。一般選用微型PLC,如SIEMENSS7-200等。中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)控制，I/O點數(shù)在128——512點之間。
　　應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENSS7-300等。大規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是大規(guī)模過程控制、DCS系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點數(shù)在512點以上。應(yīng)該選用具有通信聯(lián)網(wǎng)、智能控制、數(shù)據(jù)庫、中斷控制、函數(shù)運(yùn)算的高檔PLC,如SIEMENSS7-400等,再和工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)合實現(xiàn)工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊和控制。
　　2.2確定PLCI/O點的類型根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計，確定適當(dāng)?shù)牧粲熊浻布Y源余量而不浪費(fèi)資源的機(jī)型（小、中、大型機(jī)器）。

（1）PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計。（2）PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計。如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負(fù)載，負(fù)載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)PLC。

　　當(dāng)PLC掃描頻率為10次／min以下時，既可以采用繼電器輸出方式，也可以采用PLC輸出驅(qū)動中間繼電器或者固態(tài)繼電器（SSR），再驅(qū)動負(fù)載。對于兩個重要輸出量，不僅在PLC內(nèi)部互鎖，建議在PLC外部也進(jìn)行硬件上的互鎖，以加強(qiáng)PLC系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。
　　對于常見的AC220V交流開關(guān)類負(fù)載，例如交流接觸器、電磁閥等，應(yīng)該通過DC24V微小型中間繼電器驅(qū)動，避免PLC的DO接點直接驅(qū)動，盡管PLC手冊標(biāo)稱具有AC220V交流開關(guān)類負(fù)載驅(qū)動能力。（3）PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計。
　　隨著工業(yè)自動化技術(shù)的日新月異的發(fā)展，晶閘管可控整流和變頻調(diào)速裝置使用日益廣泛，這帶來了交流電網(wǎng)的污染，也給控制系統(tǒng)帶來了許多干擾問題，防干擾是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮的問題。一般采用以下幾種方式:隔離:由于電網(wǎng)中的高頻干主要是原副邊繞組之間的分布電容耦合而成，所以建議采用1:1超隔離變壓器，并將中性點經(jīng)電容接地。
　　屏蔽:一般采用金屬外殼屏，將PLC系統(tǒng)內(nèi)置于金屬柜之內(nèi)。金屬柜外殼可靠接地，能起到良好的靜電、磁場屏蔽作用，防止空間輻射干擾。布線:強(qiáng)電動力線路、弱電信號線分開走線，并且要有一定的間隔;模擬信號傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜。
　　3.2PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計在進(jìn)行硬件設(shè)計的同時可以著手軟件的設(shè)計工作。軟件設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的關(guān)鍵的問題，程序的編寫是軟件設(shè)計的具體表現(xiàn)。在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設(shè)計便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù)。
　　（1）PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計思想。由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序。基本程序:既可以作為獨立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序;依據(jù)計算機(jī)程序的設(shè)計思想，基本程序的結(jié)構(gòu)方式只有三種:順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。
　　模塊化程序:把一個總的控制目標(biāo)程序分成多個具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，后組合成一個完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種方法叫做模塊化程序設(shè)計。我們建議經(jīng)常采用這種程序設(shè)計思想，因為各模塊具有相對獨立性，相互連接關(guān)系簡單，程序易于調(diào)試修改。
　　特別是用于復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過程。（2）PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計要點。PLC控制系統(tǒng)I/O分配，依據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后，I/O點數(shù)由小到大;盡可能把一個系統(tǒng)、設(shè)備或部件的I/O信號集中編址，以利于維護(hù)。

　2．模塊式模塊式可編程控制器采用搭積木的方式組成系統(tǒng)，在一塊基板上插上CPU、電源、Ｉ／Ｏ模塊及特殊功能模塊，構(gòu)成一個總Ｉ／Ｏ點數(shù)很多的大規(guī)模綜合控制系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)形式的特點是CPU為獨立的模塊,輸入、輸出也是獨立模塊。
　　3．疊裝式它的結(jié)構(gòu)也是各種單元、CPU自成獨立的模塊，但安裝不用基板，僅用電纜進(jìn)行單元間聯(lián)接，且各單元可以一層層地疊裝。FX2系列PLC是單元式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。可編程控制器與繼電器控制的區(qū)別在PLC的編程語言中，梯形圖是為廣泛使用的語言，通過PLC的指令系統(tǒng)將梯形圖變成PLC能接受程序，由編程器鍵入到PLC用戶存儲區(qū)去。

　　而梯形圖與繼電器控制原理圖十分相似，主要原因是PLC梯形圖的發(fā)明大致上沿用戶繼電器控制電路的元件符號，僅個別處有些不同。PLC與繼電器控制的主要區(qū)別有以下幾點：（1）組成器件不同繼電器控制線路是由許多真正的硬件繼電器組成的。
　　而PLC是由許多“軟繼電器”組成的，這些“繼電器”實際上是存儲器中的觸發(fā)器，可以置“0”或置“1”。（2）觸點的數(shù)量不同硬繼電器的觸點數(shù)有限，一般只有4至8對；而“軟繼電器”可供編程的觸點數(shù)有無限對，因為觸發(fā)器狀態(tài)可取用任意次。
　　（3）控制方法不同繼電器控制是通過元件之間的硬接線來實現(xiàn)的，因此其控制功能就固定在線路中了，因此功能專一，不靈活；而PLC控制是通過軟件編程來解決的，只要程序改變，功能可跟著改變，控制很靈活。又因PLC是通過循環(huán)掃描工作的，不存在繼電器控制線路中的聯(lián)鎖與互鎖電路，控制設(shè)計大大簡化了。
　　（4）工作方式不同在繼電器控制線路中，當(dāng)電源接通時，線路中各繼電器都處于受制約狀態(tài)，該合的合，該斷的斷。而在PLC的梯形圖中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，從客觀上看，每個“軟繼電器”受條件制約，接通時間是短暫的。
　　也就是說繼電器在控制的工作方式是并行的，而PLC的工作方式是串行的。可編程控制器(PLC)與微機(jī)（MC）控制的區(qū)別簡而言之，MC是通用的專用機(jī)。而PLC是專用的通用機(jī)。微型計算機(jī)是在以往計算機(jī)與大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其大特點是運(yùn)算速度快，功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，在科學(xué)計算，科學(xué)管理和工業(yè)控制中都得到廣泛應(yīng)用。
　　所以說，MC是通用計算機(jī)。而PLC是一種為適應(yīng)工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計的專用計算機(jī)。但人工業(yè)控制的角度來看，PLC又是一種通用機(jī)，只要選配對應(yīng)的模塊便可適用于各種工業(yè)控制系統(tǒng)，而用戶只需改變用戶程序即可滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的具體控制要求。

同一機(jī)型的PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。（3）同一機(jī)型的PLC，其設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機(jī)后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。PLC的容量選擇兩個方面的技巧PLC的容量選擇PLC的容量包括I／O點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。
　　1．I／O點數(shù)PLC的I／O點的價格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I／O點的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用I／O點少，但必須留有一定的備用量。通常I／O點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10％－15％的備用量來確定。
　　2．用戶存儲容量用戶存儲容量是指PLC用于存儲用戶程序的存儲器容量。需要的用戶存儲容量的大小由用戶程序的長短決定。一般可按下式估算，再按實際需要留適當(dāng)?shù)挠嗔浚?0％－30％）來選擇。存儲容量=開關(guān)量I／O點總數(shù)X10十模擬量通道數(shù)X100絕大部分PLC均能滿足上式要求。
　　應(yīng)當(dāng)要注意的是：當(dāng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜。數(shù)據(jù)處理量較大時，可能會出現(xiàn)存儲容量不夠的問題，這時應(yīng)特殊對待。繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理及其在電機(jī)控制中的應(yīng)用舉例繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理l-2a是繼電器結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由電磁線圈、鐵心、觸點和復(fù)位彈簧組成。

　　繼電器有兩種不同的觸點，在線圈斷電時處于斷開狀態(tài)的觸點稱為常開觸點(如圖1-2中的觸3，4)，處于閉合狀態(tài)的觸點稱為常閉觸點(如圖1-2中的觸點1，2)。當(dāng)線圈通電時，電磁鐵產(chǎn)生磁力，吸引銜鐵，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。
　　線圈電流消失后，復(fù)位彈簧使銜鐵返回原來的位置，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。圖l-2b是繼電器的線圈、常開觸點和常閉觸點在電路圖中的符號。一只繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點。在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、數(shù)字組成的文字符號(如KA2)來標(biāo)注同一個繼電器的線圈和觸點。
　　接觸器在電機(jī)控制中的應(yīng)用是用交流接觸器控制異步電動機(jī)的主電路、控制電路和有關(guān)的波形圖。接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與繼電器的基本相同，區(qū)別僅在于繼電器觸點的額定電流較小，而接觸器是用來控制大電流負(fù)載的，例如它可以控制額定電流為幾十安至幾千安的異步電動機(jī)。
　　按下起動按鈕SBl，它的常開觸點接通，電流經(jīng)過SBl的常開觸點和停止按鈕SB2、作過載保護(hù)用的熱繼電器FR的常閉觸點，流過交流接觸器KM的線圈，接觸器的銜鐵被吸合，使主電路中的3對常開觸點閉合，異步電動機(jī)M的三相電源被接通，電動機(jī)開始運(yùn)行，控制電路中接觸器KM的輔助常開觸點同時接通。
　　放開起動按鈕后，SBl的常開觸點斷開，電流經(jīng)KM的輔助常開觸點和SB2、FR的’常閉觸點流過KM的線圈，電動機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。KM的輔助常開觸點實現(xiàn)的這種功能稱為“自鎖”或“自保持”，它使繼電器電路具有類似于R-S觸發(fā)器的記憶功能。
　　在電動機(jī)運(yùn)行時按停止按鈕SB2，它的常閉觸點斷開，使KM的線圈失電，KM的主觸點斷開，異步電動機(jī)的三相電源被切斷，電動機(jī)停止運(yùn)行i同時控制電路中KM的輔助常開觸點斷開。當(dāng)停止按鈕SB2被放開，其常閉觸點閉合后，KM的線圈仍然失電，電動機(jī)繼續(xù)保持停止運(yùn)行狀態(tài)。
　　圖1.3給出了有關(guān)信號的波形圖，圖中用高電平表示1狀態(tài)(線圈通電、按鈕被按下)，用低電平表示0狀態(tài)(線圈斷電、按鈕被放開)。PLC的兩種基本工作模式及掃描過程在通信服務(wù)階段，PLC與其它的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。
　　當(dāng)PLC處于停止(STOP)模式時，只執(zhí)行以上的操作。PLC處于運(yùn)行(RUN)模式時，還要完成另外三個階段的操作。在PLC的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。

1．中央處理單元（CPU）CPU作為整個PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。
　　CPU的功能有以下一些：從存儲器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。2．存儲器（RAM、ROM）存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器;存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。
　　常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進(jìn)行讀寫操作的隨機(jī)存儲器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導(dǎo)體存儲器，可用鋰電池做備用電源。
　　掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。3．輸入輸出單元（I/O單元）I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。
　　I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。
　　4．電源PLC電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池，電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個穩(wěn)壓電源用于對PLC的CPU單元和I/O單元供電。5．編程器編程器是PLC的重要設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器

PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路集成電路是采用半導(dǎo)制作工藝，在一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件，并按照多層布線或遂道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路。它在電路中用字母"IC"(也有用文字符號"N"等)表示。
　　接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟弧⒅绷髦麟娐泛痛笕萘康目刂齐娐罚蛇h(yuǎn)距離操作，配合繼電器可以實現(xiàn)定時操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護(hù)，廣泛應(yīng)用于自動控制電路，其主要控制對象是電動機(jī)，也可用于控制其它電力負(fù)載，如電熱器、照明、電焊機(jī)、電容器組等。
　　技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器接觸器是一種應(yīng)用廣泛的開關(guān)電器。[全文]系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。
　　這樣，整個系統(tǒng)的可靠性極高。2配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。3易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。
　　4系統(tǒng)設(shè)計的工作量小，維護(hù)方便，容易改造(1)設(shè)計與維護(hù)PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護(hù)也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。
　　梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。(2)安裝與布線動力線、控制線以及PLC的電源線電源線是用作電氣組件或設(shè)備與電源的連接線，通常來說指電線與其一端連接的插頭或尾插的體，是電器產(chǎn)品的基本零部件之一。
　　電源線分為電線和插頭兩部分。和I／O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I／O之間應(yīng)采用雙絞線連接。將PLC的I／O線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到低限度。

　　PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動力線(二者之間距離應(yīng)大于200mm)。PLC的輸入與輸出好采用分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。
　　模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻電阻，物質(zhì)對電流的阻礙作用就叫該物質(zhì)的電阻。電阻小的物質(zhì)稱為電導(dǎo)體，簡稱導(dǎo)體。電阻大的物質(zhì)稱為電絕緣體，簡稱絕緣體。應(yīng)小于屏蔽層電阻的1／10。
　　交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜電纜是一種用以傳輸電能信息和實現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)換的線材產(chǎn)品。既有導(dǎo)體和絕緣層，有時還加有防止水份侵入的嚴(yán)密內(nèi)護(hù)層，或還加機(jī)械強(qiáng)度大的外護(hù)層，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，截面積較大的產(chǎn)品叫做電纜。

PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計需要考慮的PLC產(chǎn)品種類對輸入/輸出點的選擇要先弄控制系統(tǒng)的I/O總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的15～20％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需PLC的點數(shù)。（5）對在線和離線編程的選擇離線編程是指主機(jī)和編程器共用一個CPU，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇PLC的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。
　　按照PLC所能實現(xiàn)的功能不同PLC的三檔次按照PLC所能實現(xiàn)的功能的不同，可以把PLC大致地分為低檔，中檔和高檔機(jī)三類。（1）低檔機(jī)：具有邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)、移位、自診、監(jiān)控等基本功能，還具有一定的算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通訊、遠(yuǎn)程和模擬量處理功能。
　　（2）中檔機(jī)：除具有低檔機(jī)的功能外，還具有較強(qiáng)的算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程、通訊、子程序、中斷處理和回路程控制功能。（3）高檔機(jī)：除具有中檔機(jī)的功能外，還具有帶符號的算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)、表格、CRT顯示、打印等功能。
　　PLC與RLC的區(qū)別和聯(lián)系在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)以前，順序控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。許多機(jī)械設(shè)備的工作過程都需要遵循一定的步驟或順序。順序控制即是以機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和時間為依據(jù)，使其按預(yù)先規(guī)定好的動作次序順序地進(jìn)行工作的一種控制方式。
　　數(shù)控機(jī)床所用的順序控制裝置（或系統(tǒng)）主要有兩種，一種是傳統(tǒng)的“繼電器邏輯電路”，簡稱RLC（RelayLogicCircuit）。另一種是“可編程序控制器”，即PLC。RLC是將繼電器、接觸器、按鈕、開關(guān)等機(jī)電式控制器件用導(dǎo)線連接而成的以實現(xiàn)規(guī)定的順序控制功能的電路。
　　如：只能解決開關(guān)量的簡單邏輯運(yùn)算，以及定時、計數(shù)等有限幾種功能控制，難以實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理，以及數(shù)控機(jī)床所需要的許多特殊控制功能，修改控制邏輯需要增減控制元器件和重新布線，安裝和調(diào)整周期長，工作量大；繼電器、接觸器等器件體積較大，每個器件工作觸點有限。
　　在實際應(yīng)用中，RLC存在一些難以克服的缺點。當(dāng)機(jī)床受控對象較多，或控制動作順序較復(fù)雜時，需要采用大量的器件，因而整個RLC體積龐大，功耗高，可靠性差等。由于RLC存在上述缺點，因此只能用于一般的工業(yè)設(shè)備和數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床等控制邏輯較為簡單的數(shù)控機(jī)床。
　　與RLC比較，PLC是一種工作原理完全不同的順序控制裝置。PLC具有如下基本功能：1）PLC是由計算機(jī)簡化而來的。為適應(yīng)順序控制的要求，PLC省去了計算機(jī)的一些數(shù)字運(yùn)算功能，而強(qiáng)化了邏輯運(yùn)算控制功能，是一種功能介于繼電器控制和計算機(jī)控制之間的自動控制裝置。
　　PLC具有與計算機(jī)類似的一些功能器件和單元，它們包括：CPU、用于存儲系統(tǒng)控制程序和用戶程序的存儲器、與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的接口及工作電源等。為與外部機(jī)器和過程實現(xiàn)信號傳送，PLC還具有輸入、輸出信號接口。

S7-200CPU的工作模式S7-200有兩種操作模式：停止模式和運(yùn)行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。
　　您可以用方式開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動選擇操作模式：當(dāng)方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當(dāng)方式開關(guān)撥在運(yùn)行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運(yùn)行模式。

　　在運(yùn)行模式下，S7-200將運(yùn)行程序。S7-200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會自動進(jìn)入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會進(jìn)入RUN模式。
　　如何進(jìn)行西門子S7-200系列PLC的電源需求與計算。S7-200CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：當(dāng)有擴(kuò)展模塊時CPU通過I/O總線為其提供5V電源，所有擴(kuò)展模塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU提供的電源額定。
　　若不夠用不能外接5V電源。每個CPU都有一個24VDC傳感器電源，它為本機(jī)輸入點和擴(kuò)展模塊輸入點及擴(kuò)展模塊繼電器線圈提供24VDC。如果電源要求超出了CPU模塊的電源定額，你可以增加一個外部24VDC電源來提供給擴(kuò)展模塊。
　　所謂電源計算，就是用CPU所能提供的電源容量，減去各模塊所需要的電源消耗量。注意：EM277模塊本身不需要24VDC電源，這個電源是通訊端口用的。24VDC電源需求取決于通訊端口上的負(fù)載大小。CPU上的通訊口，可以連接PC/PPI電纜和TD200并為它們供電，此電源消耗已經(jīng)不必再納入計算。
　　S7-200系統(tǒng)PLC的工作溫度有什么區(qū)別S7-200的工作環(huán)境要求為：0°C－55°C，水平安裝0°C－45°C，垂直安裝相對濕度95%，不結(jié)露西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品（SIPLUSS7-200）：工作溫度范圍：-25°C－+70°C相對濕度：55°C時98%，70°C時45%其他。
　　如果沒有找到，則說明目前沒有對應(yīng)的SIPLUS產(chǎn)品。文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產(chǎn)品。還要注意國內(nèi)沒有現(xiàn)貨，如需要請和當(dāng)?shù)匚鏖T子辦事處或經(jīng)銷商聯(lián)系。西門子的工業(yè)控制軟件的三種類型介紹西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類：（1）編程和工程工具編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。
　　它的設(shè)計適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程.西門子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM2。
　　注意：●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過連接電纜。●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

----CPU支持下列通訊類型：過程通訊通過總線(AS-i或PROFIBUS)對I/O模塊周期尋址(過程映象交換)。數(shù)據(jù)通訊在自動控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面(HMI)和幾個自動控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。
　　通過PROFIBUS的過程通訊----S7-300通過通訊處理器，或通過集成在CPU上的PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。----帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU可以使用戶能夠方便高效地進(jìn)行組態(tài)。
　　----下列設(shè)備可以作為通訊的主站：SIMATICS7-300(通過帶PROFIBUS-DP接口CPU或通過PROFIBUS-DP)SIMATICS7-400(通過帶PROFIBUS-DP接口的CPU或通過PROFIBUS-DPCP)SIMATICC7(通過帶PROFIBUS-DP接口的C7或通過P。
　　----下列設(shè)備可以作為從站：ET200B/L/M/S/X分布式I/O設(shè)備通過CP342-5的S7-300CPU315-2DP，CPU316-2DP和CPU318-2DPC7-633/pCP，C7-633DP，C7-634/PDP，C7-634DP，C7-626DP雖然帶有STEP7的編程器PG/P。
　　----而且，用戶通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣，具有相同的組態(tài)、地址和編程。通過AS-i的過程通訊----對于AS-i接口總線，S7-300有合適的通訊處理器(CP342-2)用來連接現(xiàn)場設(shè)備。
　　數(shù)據(jù)通訊概述----S7-300具有多樣的通訊方式。用全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊聯(lián)網(wǎng)的CPU之間可以通過聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的交換；用通訊功能塊對網(wǎng)絡(luò)其他站點進(jìn)行由事件驅(qū)動的通訊。-MPI，PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)。-全局?jǐn)?shù)據(jù)，通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)的CPU可以相互之間周期換數(shù)據(jù)(大到4gd包，每包有22字節(jié)/周期)。
　　例如：一個CPU可以訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、存儲位和過程映象。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只可以通過MPI進(jìn)行。在Step7中的GD表中進(jìn)行組態(tài)。-通訊功能，對S7/M7/C7的通訊服務(wù)可以使用系統(tǒng)內(nèi)部塊建立起來。MPI的標(biāo)準(zhǔn)通訊擴(kuò)展通訊通過MPI、K總線、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)(S7-300只能作為服務(wù)器)對于s5系列及第三方的通訊服務(wù)，可以使用非駐留塊建立。
　　PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)現(xiàn)S5兼容的通訊通過PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)通訊(第三方設(shè)備)----與全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對比，必須為通訊功能建立通訊連接。通過CP的數(shù)據(jù)通訊(點對點)----用CP340/CP341通訊處理模塊可以建立起經(jīng)濟(jì)而方便的點到點鏈接。
　　20mA(TTY)RS232C/V.24RS422/RS485可連接下列設(shè)備：S7PLC和S5PLC及第三方系統(tǒng)打印機(jī)機(jī)器人控制掃描儀、條碼閱讀器等通過多點接口(MPI)的數(shù)據(jù)通訊----多點接口(MPI)通訊口集成在S7-300CPU上。