小型的PLC其底部尺寸小于100mm，重量小于150g，由于PLC體積小的特點，發(fā)熱量低功耗僅為數(shù)瓦（W）。

1.2實用性更強

PLC除了具備基本的邏輯處理功能，還具有一定的數(shù)據(jù)運算能力，適用于各種規(guī)模的電氣控制場合。PLC除了能夠應用于模擬電氣控制系統(tǒng)外，還可應用到電氣數(shù)字控制系統(tǒng)，兼容性更高。隨著對PLC的研發(fā)和應用，其功能也要越來越豐富，能夠實現(xiàn)溫度、位置控制，以及對CNC多個領域進行控制。

1.3抗干擾能力強

由于PLC采用大規(guī)模集成電路技術制作而成，其內部電路采取了*的抗干擾處理工藝，具有相當不錯的穩(wěn)定性。PLC還能自動檢測硬件故障，檢測到故障并及時發(fā)出警報。PLC軟件層面，使用者可根據(jù)需要在外圍器件編寫故障自診斷程序，使PLC在軟件和硬件層 有良好的自我保護功能。

2電氣控制與PLC應用技術

2.1PLC電氣控制在立式倉庫的應用  上海昽燁自動化設備有限公司

立式倉庫作為物流管理的一項重要內容，也是倉儲管理一個關鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段立式倉庫主要有貨架、計算機以及PLC等部分組成，其中PLC作為立式倉庫的電氣控制核心。立式倉庫的電氣控制系統(tǒng)中，采用的是閉環(huán)控制，高速計數(shù)器接收編碼器反饋的轉數(shù)，再把轉數(shù)轉化為數(shù)字信號發(fā)向PLC，實現(xiàn)單次電機閉環(huán)控制。

2.2PLC電氣控制在機床的應用

機床的電力控制中CNC與PLC裝置各自獨立，同時2個裝置都要經過CNC內部進行傳遞。PLC電氣控制信號，則通過T/O以及CNC從而實現(xiàn)PLC電氣控制功能。PLC能夠初始化機車面板上信號，實現(xiàn)急停、******子程序、控制主軸使能等功能；自動夾緊機床，對機床通信情況自動檢測斷 及 位，還可自動換 。PLC在數(shù)控機床的應用，能夠實現(xiàn)機床監(jiān)控自動化，大幅度提高機床生產率。

2.3PLC電氣控制在開關量控制的應用

在電氣自動化控制系統(tǒng)中應用PLC技術，保證了控制系統(tǒng)自動切換方式，從而解決通斷時反應時間過長的問題，提高電氣控制系統(tǒng)運行效率。

2.4PLC電氣控制在控制順序的'應用

通常采用PLC技術的企業(yè)往往將其作為順序控制器來使用，在實際生產活動中，順序控制是PLC運作的一個常見環(huán)節(jié)。把PLC系統(tǒng)納入電氣自動化順序控制的環(huán)節(jié)時，要滿足幾點要求，如：只有設計科學以及組合合理的電氣自動化系統(tǒng)才能應用PLC進行順序控制。

2.5PLC在分散控制系統(tǒng)的應用

通過分散控制系統(tǒng)的信號傳輸，能夠對控制對象進行分類，在分類基礎上進行單獨控制。有很多種控制裝置都能夠連接PLC設備，利用設備連接各種類型的PLC能夠實現(xiàn)PLC分散控制。特別是在個別設備出現(xiàn)故障時，PLC分散控制能夠及時切斷故障設備的信號，避免故障影響到其他設備。

2.6PLC在集中控制系統(tǒng)的應用

以計算機作主橋接通道，把各種電器設備連接起來，在集中控制系統(tǒng)中PLC處于核心控制的地位，通過它能夠對多個電氣設備進行統(tǒng)一控制。以合理的連接順序和連接方式，使多種設備能被統(tǒng)一控制。

2.7PLC在數(shù)據(jù)處理的應用

通過PLC技術控制，在運行過程中能夠對電氣系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算、轉換、傳達和存儲等功能。PLC把存儲器處理數(shù)據(jù)傳輸至機械電氣裝備，其內部設備進行數(shù)據(jù)接收，并根據(jù)設備運行狀態(tài)進行反饋，實現(xiàn)電氣系統(tǒng)自動化控制。

2.8PLC在運動控制的應用

3、輸入/輸出單元異常、擴展單元異常：發(fā)生這類報警時，應首先檢查輸入/輸出單元和擴展單元連接器的插入狀態(tài)、電纜連接狀態(tài)，確定故障發(fā)生的某單元之后，再更換單元。4、不執(zhí)行程序：一般情況下可依照輸入---程序執(zhí)行---輸出的步驟進行檢查(1)輸入檢查是利用輸入LED指示燈識別，或用寫入器構成的輸入監(jiān)視器檢查。當輸入LED不亮時，可初步確定是外部輸入系統(tǒng)故障，再配合萬用表檢查。如果輸出電壓不正常，就可確定是輸入單元故障。當LED亮而內部監(jiān)視器無顯示時，則可認為是輸入單元、CPU單元或擴展單元的故障。(2) 程序執(zhí)行檢查是通過寫入器上的監(jiān)視器檢查。當梯形圖的接點狀態(tài)與結果不一致時，則是程序錯誤(例如內部繼電器雙重使用等),或是運算部分出現(xiàn)故障。(3)輸出檢查可用輸出LED指示燈識別。當運算結果正確而輸出LED指示錯誤時，則可認為是CPU單元、1/0接口單元的故障。當輸出LED是亮的而無輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負載系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。另外，由于PLC機型不同，1/0與LED連接方式的不一樣(有的接于1/0單元接口上，有的接于1/0單元上)。以，根據(jù)LED判斷的故障范圍也有差別。5、部分程序不執(zhí)行：檢查方法與前項相同;但是，如果計數(shù)器、步進控制器等的輸入時間過短，則會出現(xiàn)無響應故障，這時應該校驗輸入時間是否足夠大，校驗可按輸入時間<輸入單元的*響應時間+運算掃描時間乘以2的關系進行。

6、電源的短時掉電，程序內容也會消失：

(1) 這時除了檢查電池，還要進行下述檢查

(2)通過反復通斷PLC本身電源來檢查。為使微處理器正確啟動，PLC中設有初使復位點電路和電源斷開時的保存程序電路。這種電路發(fā)生故障時，就不能保存程序。以可用電源的通、斷進行檢查。

(3) 如果在更換電池后仍然出現(xiàn)電池異常報警，就可判定是存儲器或是外部回路的漏電流異常增大致。

(4)電源的通斷總是與機器系統(tǒng)同步發(fā)生，這時可檢查機器系統(tǒng)產生的噪聲影響。因為電源的斷開是常與機器系統(tǒng)運行同時發(fā)生的故障，絕大部分是電機或繞組產生的強噪聲致。

7、PROM不能運轉：

先檢查PROM插入是否良好，然后確定是否需要更換芯片

8、電源重新投入或復位后，動作停止：

這種故障可認為是噪聲干擾或PLC內部接觸不良致。噪聲原因一般都是電路板中小電容容量減小或元件性能不良致，對接觸不良原因可通過輕輕敲PLC機體進行檢查。還要檢查電纜和連接器的插入狀態(tài)。

9、變頻器對PLC模擬量的干擾：

在自動化控制系統(tǒng)中，變頻器的使用越來越廣泛，變頻器對PLC模擬量干擾問題也凸顯出來。下面舉一個變頻器對PLC模擬量干擾的例子以及用信號隔離模塊克服此類干擾的解決辦法。

現(xiàn)象說明：西門子PLC中AO點發(fā)出一路4-20mA電流控制信號，輸出至西門子變頻器，無法控制變頻器啟動。

基于以上幾點，我們選用奧越信公司生產的OYES-200可編程序控制器作為控制核心，通過對其編程實現(xiàn)各設備的運行。系統(tǒng)硬件組成

主要構成如下：奧越信 OYES-200系列CPU一臺、數(shù)字量擴展模塊EM223一臺、模擬量擴展模塊EM231一臺，我們將各個電機和閥門的狀態(tài)及控制信號接入西門子PLC，由西門子PLC對這些設備進行控制；EM231可接收罐車重量信號4-20mA電流信號。我們也可以將這些信號通過EM277模塊按照 PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠PROFIBUS-DP總線上，將系統(tǒng)升級為一個PROFIBUS-DP從站，實現(xiàn)中控室對散裝車間的控制.

PLC的發(fā)展趨勢

1、功能向增強化和*化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的應用特點，開發(fā)出*化的PLC產品。以此來提高產品的性能和降低產品的成本，提高產品的易用性和*化水平。

2、規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展，小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎上，產品的體積越來越小，功能越來越強；大型化是指應用在工業(yè)過程控制領域較大的應用市場，應用的規(guī)模從幾十點擴展到上千點，應用功能從單一的邏輯運算擴展幾乎能滿足有的用戶要求。

3、系統(tǒng)向標準化和開放化方向發(fā)展，以個人計算機為基礎，在WINOOWs平臺上開發(fā)符合全新一體化開放體系結構的PLC。

通過提供標準化和開放化的接口，可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)[2]。

PLC的功能特點

PLC的功能 隨著自動化技術、計算機技術及網絡通信技術的迅速發(fā)展，PLC的功能日益增多。它不僅能實現(xiàn)單機控制，而且能實現(xiàn)多機群控制；不僅能實現(xiàn)邏輯控制，還能實現(xiàn)過程控制、運動控制和數(shù)據(jù)處理等，其主要功能如下：

1、開關量邏輯控制

這是PLC的*基本的功能。PLC具有強大的邏輯運算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實現(xiàn)繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。使用PLC提供的定時、計數(shù)指令，可實現(xiàn)定時、計數(shù)功能，其定時值和計數(shù)值既可由用戶在編程時設定，也可用數(shù)字撥碼開關來設定，其值可進行在線修改，操作十分靈活方便。

2、模擬量控制

在工業(yè)生產過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊，如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等，通過使用這些模塊，把現(xiàn)場輸入的模擬量經A/D轉換后送CPU處理；而CPU處理的數(shù)字結果，經D/A轉換成模擬量去控制被控設備，以完成對連續(xù)量的控制。

3、閉環(huán)過程控制

使用PLC不僅可以對模擬量進行開環(huán)控制，而且還可以進行閉環(huán)控制。配置PID控制單元或模塊，對控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進行PID控制。

4、定時、定位、計數(shù)控制

PLC具有定時控制的功能，它為用戶提供了若干個定時器，定時器的時間可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關在外部設定，實現(xiàn)定時或延時控制。定位控制是PLC*的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實現(xiàn)各種需求的定位控制。PLC具有計數(shù)控制的功能，它為用戶提供了若干個計數(shù)器或高速計數(shù)模塊。計數(shù)器的計數(shù)值可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關在外部設定，實現(xiàn)計數(shù)控制。、 5、順序（步進）控制

在工業(yè)控制中，選用PLC實現(xiàn)順序控制，可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標準化語言——順序功能圖進行設計，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。

6、網絡通信

現(xiàn)代PLC具有網絡通信的功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又能實現(xiàn)PLC與計算機之間的通信，從而構成“集中管理，分散控制"的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設備進行通信。PLC還可與其它智能控制設備（如變頻器、數(shù)控裝置）實現(xiàn)通信。PLC與變頻器組成聯(lián)合控制系統(tǒng)，可提高交流電動機的自動化控制水平。

7、數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表[2]。

SIMATIC S7-300:用于制造行業(yè)的模塊化通用控制器

SIMATIC S7- 300通用控制器是專門設計用于制造行業(yè)，特別是汽車和包裝行業(yè)，的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案。這種模塊化控制器可作為理想的集中和分散配置通用自動化系統(tǒng)。安全技術和運動控制也可與標準自動化一起被集成進該通用控制器中。

S7-300 CPU-適用于各種應用的CPU

說明

S7-300 CPU 的六個性能等級

現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。

產品范圍包括 7 種標準的 CPU、

7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。

現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm

SIMATICS7-300 是我們全集成自動化設計的一部分，是銷量大的控制器。

應用范圍

在個實例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機械工程，特別是特殊機械制造和機器的連續(xù)生產 (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程

作為一種多用的自動化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設計以實現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應用的理想解決方案。

對于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅固性的應用，我們可以提供SIPLUS 設備。

特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：

汽車工業(yè)

通用機械工程

特殊機器制造

系列機械工程，OEM

塑料加工

包裝行業(yè)

食品和飲料工業(yè)

加工工程

快速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器

簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器

帶有集成功能塊的 PID-Regulation

優(yōu)點

由于具有高處理速度，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機器循環(huán)時間。

S7-300 系列 CPU 可以為各種應用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務實際需要的性能付款

S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則

現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài)。

集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網絡化，與其它運行管理等級方便的進行數(shù)據(jù)交換

模塊寬度窄，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設計或者小型控制柜。

能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設計集成在一起，從而避免附加投資。

設計和功能

桌面 CPU 創(chuàng)新

設計

S7-300 可以實現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉到位。

這樣就實現(xiàn)了堅固而且具有 EMC 兼容性的設計。

隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進行擴展。S7-300 系列豐富的產品既可以用于集中擴展，也可用于構建帶有 ET 200M 的分布式結構；因此實現(xiàn)了經濟高效的備件控制。

擴展選件

如果自動化任務需要超過 8 個模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（長 10m）。

在單層結構中，這可以實現(xiàn) 256 個 I/O 的大組態(tài)，在多層結構中多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個 I/O 連接（多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規(guī)則。

S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。

與 S7-300 具有相同結構的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。

S7-300 信號模塊

S7-300 的 I/O 模塊范圍

描述

信號模塊是 SIMATIC S7-300 進行過程操作的接口。S7-300 模塊范圍的多面性允許模塊化自定義，以滿足多變的任務。

S7-300 支持多面性技術任務，并提供詳盡的通訊選項。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 設計中還有各種針對技術和通訊的特殊模塊。

優(yōu)勢

安裝簡便

通過前端連接器連接傳感器/執(zhí)行器。可使用以下連接方式進行連接：

螺釘型接線端子

快速連接（絕緣穿刺）

更換模塊后，只需將連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前端連接器的編碼可避免發(fā)生錯誤。

快速連接

連接 SIMATIC TOP 更加簡單、快速（不是緊湊 CPU 的板載 I/O）。可使用預先裝配的帶有單個電纜芯的前端連接器，和帶有前端連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。

高組裝密度

模塊中為數(shù)眾多的通道使 S7-300 實現(xiàn)了節(jié)省空間的設計?？墒褂妹總€模塊中有 8 至 64 個通道（數(shù)字量）或 2 至 8 個通道（模擬量）的模塊。

簡單參數(shù)化

使用 STEP 7 對這些模塊進行組態(tài)和參數(shù)化，并且不需要進行不便的轉換設置。數(shù)據(jù)進行集中存儲，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會自動傳輸?shù)叫碌哪K，避免發(fā)生任何設置錯誤。使用新模塊時，無需進行軟件升級?？筛鶕?jù)需要復制組態(tài)信息，例如用于標準機器。

許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項任務的要求，準確提供輸入/輸出。

數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電氣隔離、診斷和警報功能等方面都存在著差別。在這里提到的所有模塊范圍中，SIPLUS 組件可用于擴展的溫度范圍 -25… 60°C 和有害的空氣/冷凝。

診斷、中斷

許多模塊還會監(jiān)控信號采集（診斷）和從過程（過程中斷）中傳回的信號。這樣便可對過程中出現(xiàn)的錯誤（例如斷線或短路）以及任何過程事件（例如數(shù)字輸入時的上升邊或下降邊）立刻做出反應。使用 STEP 7，即可輕松對控制器的響應進行編程。

專用模塊

用于測試和仿真時，模擬量模塊可插入到 S7-300。該模塊通過 LED 轉換和指示輸出信號，實現(xiàn)對編碼器信號的模擬。

該模塊可插入到任何地方（不必遵守插槽規(guī)則）。該虛擬模塊為未組態(tài)的信號模塊預留了一個插槽。稍后安裝該模塊時，整個組態(tài)的機械配置和地址分配均不會更改。

S7-300 功能模塊

說明

多面板模塊系列 S7-300 可以進行模塊定制來滿足多變的任務。

功能模塊是智能性的，可以獨立執(zhí)行技術任務，如計數(shù)、測量、凸輪控制、PID 控制和傳動控制。 因此

它們可以減輕 CPU 的負荷。

它們可以使用在需要高等級的精度和動態(tài)響應的應用中。

范圍

木材、玻璃、石料和金屬加工

包裝機械

印刷

一般機器制造

機床

紡織機

橡膠和塑料行業(yè)

工廠

效益

高等級的精度和動態(tài)響應

帶有豐富功能的專用和通用模塊

不涉及 CPU，因為功能保存在每個模塊的固件里

快速的響應時間（確定性的動態(tài)響應）

使用組態(tài)工具進行工程組態(tài)，集成到 STEP 7 中

功能模塊是能夠執(zhí)行技術任務并因此降低 CPU 負荷的智能模塊。

可以提供基于 STEP 7 和 STEP 7-Micro/WIN 的組態(tài)工具，用于設置參數(shù)。通過具有用戶友好性的

屏幕進行參數(shù)化和試運行。

S7-300 功能模塊還可以用在

ET 200M I/O 系統(tǒng)的分布式組態(tài)中——以及基于 PC、帶有 WinAC 的自動化中。

S7-300 通訊模塊

說明

通訊處理器用于把 S7-300 連接到不同的總線系統(tǒng)/通訊網絡上，以及進行點到點連接。根據(jù)應用情況和模塊的不同協(xié)議，可以提供不同的總線系統(tǒng)，如 PROFIBUS DP 或工業(yè)以太網。

點到點連接

通過處理器（CP）進行點到點連接是一種強大而低成本的中線系統(tǒng)替代方案。相對于總線系統(tǒng)，點到點鏈接的優(yōu)點在只有較少 (RS485) 設備需要連接到 SIMATIC S7 上時非常明顯。 CP 可以方便的把第三方系統(tǒng)連接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有*的靈活性，可以實現(xiàn)多種不同的物理傳輸介質、傳輸速率，甚至可以自定義傳輸協(xié)議。

對于每個 CP，我們用 CD 光盤提供了組態(tài)軟件包和電子手冊，以及用于實現(xiàn) CPU 和 CP 之間通訊的參數(shù)化屏幕形式和標準的功能塊。

組態(tài)的數(shù)據(jù)會存儲到 CPU 的系統(tǒng)塊中，并備份。因此更換模塊時新模塊可以立即投入使用。

S7-300 的接口模塊現(xiàn)有三種版本，每個都帶有用于不同物理傳輸介質的接口。

應用

通訊模塊使 SIMATIC S7-300 可以連接到如：

SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 可編程控制器，以及許多其它制造商提供的系統(tǒng)

PC、可編程裝置、HMI 裝置

現(xiàn)場設備

打印機

機器人控制

調制解調器

掃描儀、條碼讀取器等

•由于可以使用 STEP 7 方便的進行組態(tài)，因此縮短了啟動時間

•通過 LED 指示縮短了發(fā)生故障時的停機和維修時間

CP 具有加固的塑料外殼，帶有 LED 指示燈用于顯示工作和故障狀態(tài)。

它們顯示出了 SIMATIC S7-300 設計的全部優(yōu)勢，如 .

•設計緊湊

•便于安裝

•用戶友好型接線等。