第11章IPC和PLC本章要点

第11章IPC和PLC本章要点本章主要内容11.1IPC结构组成11.2IPC总线结构11.3IPC功能特点11.4IPC产品简介11.5PLC结构组成11.6PLC编程语言11.7PLC工作过程11.8PLC功能特点11.9PLC产品简介

思考题第11章IPC和PLC本章要点11.1IPC结构组成主要知识点

11.1.1硬件组成

11.1.2软件组成第11章IPC和PLC本章要点11.1.1硬件组成第11章IPC和PLC本章要点11.1.2软件组成

1．系统软件－用来管理IPC的资源，并以简便的形式向用户提供服务，包括 实时多任务操作系统、引导程序、调度执行程序等，其中操作 系统是系统软件最基本的部分，如MS-DOS和Windows系统软件。2.工具软件－技术人员从事软件开发工作的辅助软件，包括汇编语言、高级 语言、编译程序、编辑程序、调试程序、诊断程序等，借以提 高软件生产效率，改善软件产品质量。3．应用软件－系统设计人员针对某个生产过程现时编制的控制和管理程序， 往往涉及应用领域的专业知识。它包括过程输入程序、过程控 制程序、过程输出程序、人一机接口程序、打印显示程序和控 制程序等。第11章IPC和PLC本章要点11.2IPC总线结构主要知识点11.2.1内部总线11.2.2外部总线第11章IPC和PLC本章要点

11.2.1内部总线

内部总线－－指IPC内部各个功能模板之间的信息通路，它是构成 完整的计算机系统的内部信息枢纽，也称系统总线。分类－按功能分数据总线DB/地址总线AB/控制总线CB/电源总线PB结构形式－－一块置于机箱内的无源底板上的多组并列插槽，各插 槽上的同号引脚是电气相连的，从而完成插入槽内的 各功能模板之间的信息传送。常用总线－－工控领域应用最广的两种总线是STD总线和PC总线。第11章IPC和PLC本章要点发展－－STD总线是美国PRO-LOG公司1978年推出的一种工业控制计算机的标准 系统总线，STD是Standard的缩写。

1987年，STD总线被国际标准化会议定名为IEEE961。随着32位微处理 器的出现，通过采用附加金手指或系统总统与局部总线转换等技术， 1989年美国的EAITECH公司又开发出对32位微处理器兼容的STD32总线。结构－－全部56根引脚线都有确切的定义。STD总线定义了一个8位微处理器总线 标准，其中有8根数据线、16根地址线、22根控制线和10根电源线，可 以兼容各种通用的8位微处理器，如8080、8085、6800、Z80、NSC800 等。通过采用周期窃取和总线复用技术，还可以定义16根数据线、24根 地址线，使STD总线升级为8位/16位微处理器兼容总线，可以容纳16位 微处理器，如8086、68000、80286、80386等。

1.STD总线第11章IPC和PLC本章要点PC总线－－IBMPC总线的简称，PC总线因IBMPC及其兼容机的 广泛普及而成为全世界用户承认的一种事实上的标 准。PC总线结构－－IBMPC总线共有62根引脚线，其CPU是Intel公 司准16位的8088或16位的8086，随着CPU的更新换代，PC总线也随之扩充，诸如支持80286CPU

的ISA总线、支持80486和奔腾系列的PCI、VESA

总线等。PC总线优点－－兼顾了STD总线IPC的抗干扰性能，又与PC机及 其不断升级的硬软件资源完全兼容2．PC总线第11章IPC和PLC本章要点

11.2.2外部总线

外部总线是指计算机与计算机之间、计算机与远程终端之间、计算机与外部设备以及测量仪器仪表之间的信息通路，常称为通信总线。通信总线的数据传输方式可以是并行的，也可以是串行的，可分别称为并行通信总线和串行通信总线。详见第10章。第11章IPC和PLC本章要点11.3IPC功能特点1.可靠性和可维修性好2．通用性和扩展性好3．软件丰富编程趋向组态

4．控制实时性强5．精度和速度适当第11章IPC和PLC本章要点11.4IPC产品简介主要知识点

11.4.1工业计算机机箱11.4.2工业底版11.4.3工业级CPU卡11.4.4PCI总线I/O卡第11章IPC和PLC本章要点11.4.1工业计算机机箱

研祥的机箱按带不带底板和电源、安装形式是桌面、壁挂还是上架以及尺寸长度不一等问题，又可分为二十几种型号。图11-2为IPC-810/811型号的14槽上架型计算机机箱。图11-2IPC-810/811机箱第11章IPC和PLC本章要点11.4.2工业级底板

第11章IPC和PLC本章要点11.4.3工业级CPU卡

第11章IPC和PLC本章要点11.4.4PCI总线I/O卡第11章IPC和PLC本章要点11.5PLC结构组成主要知识点

前言11.5.1CPU模块11.5.2I/O模块11.5.3编程装置11.5.4电源11.5.5PLC的物理结构第11章IPC和PLC本章要点前言

PLC构成－主要由CPU模块、输入模块、输出模块、编程装置和电源第11章IPC和PLC本章要点11.5.1CPU模块CPU模块－－主要由CPU芯片和存储器组成。

1．CPU芯片－－负责输入/输出处理、程序解算、通信处理等功 能。一般PLC使用下列CPU芯片：（1）通用微处理器，如Intel公司8086、80186到Pentium系列。（2）单片微处理器（单片机），如Intel公司MCS-96系单片机。（3）位片式微处理器，如AMD2900系列位片式微处理器。2．存储器:（1）随机存取存储器RAM

（2）只读存储器ROM

（3）可电擦除可编程的只读存储器EEPROM第11章IPC和PLC本章要点11.5.2I/O模块

I/O模块－－输入输出模块输入模块－－用来接收和采集输入信号

数字量输入模块模拟量输入模块输出模块－－数字量输出模块：用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备；模拟量输出模块：用来控制调节阀、变频器等执行装置。其他作用－－电平转换与隔离显示状态－－通断状态均用发光二极管显示，外部接线一般接在模块面板的接线端子上。第11章IPC和PLC本章要点11.5.3编程装置

编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维修。现在多数情况是使用基于个人计算机PC的编程软件，可以在电脑屏幕上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。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。第11章IPC和PLC本章要点11.5.4电源

PLC使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC5V、±l2V、24V等直流电源。小型PLC一般都可以为输入电路和外部的电子传感器（如接近开关）提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。第11章IPC和PLC本章要点11.5.5PLC的物理结构

1．整体式PLC第11章IPC和PLC本章要点2．模块式PLC第11章IPC和PLC本章要点11.6PLC编程语言

国际电工委员会IEC于1994年5月公布了可编程控制器标准（IEC113-3).IEC1131-3详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言的表达方式：（1）顺序功能图（SequentialFunctionChart）。（2）梯形图（LadderDiagram）。（3）功能块图（FunctionBlockDiagram）。（4）指令表（InstructionList）。（5）结构文本（StructuredText）。第11章IPC和PLC本章要点1．顺序功能图（SFC）

第11章IPC和PLC本章要点2．梯形图（LD）第11章IPC和PLC本章要点3．功能块图（FBD）

第11章IPC和PLC本章要点4．语句表（STL）

S7系列PLC将指令表称为语句表.语句表比较适合熟悉PLC和逻辑程序设计的经验丰富的程序员，语句表可以实现某些不能用梯形图或功能块图实现的功能。5．结构文本（ST）

结构文本是为IEC1131-3标准创建的一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。

第11章IPC和PLC本章要点11.7PLC工作过程

第11章IPC和PLC本章要点11.8PLC功能特点

1．编程简单，方法易学2．功能强大，性价比高3．配套齐全，使用方便4．可靠性高，抗干扰强5．工作量大为减少6．体积小，能耗低第11章IPC和PLC本章要点11.9PLC产品简介主要知识点

11.9.1CPU模块11.9.2数字量扩展模块11.9.3模拟量扩展模块11.9.4热偶﹑热阻扩展模块11.9.5通信模块11.9.6通信处理器11.9.7中文显示屏11.9.8编程软件第11章IPC和PLC本章要点11.9.1CPU模块

S7-200－－有5种CPU模块CPU221无扩展功能，适于用做小点数的微型控制器。CPU222有扩展功能，CPU224是具有较强控制功能的控制器CPU226和CPU226XM适用于复杂的中小型控制系统。S7-200CPU特点：指令功能强采用主程序、最多8级子程序和中断程序的程序结构，用户可使用l～255ms的定时中断。用户程序可设3级口令保护，监控定时器（看门狗）的定时时间为300ms。数字量输入中有4个用做硬件中断，6个用于高速功能RS-485串行通信口的外部信号与逻辑电路之间不隔离，支持PPI、MPI、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议（使用NETR/NETW指令）用户数据存储器可永久保存，或用超级电容和电池保持。DC输出型有高速脉冲输出，边沿中断为4个上升沿和/或4个下降沿。第11章IPC和PLC本章要点

11.9.2数字量扩展模块

用户选用具有不同I/O点数的数字量扩展模块，可以满足不同的控制需要，节约投资费用。系统规模扩大后，增加I/O点数也很方便。用户可选用8点、16点或32点的数字量输入/输出模块，除CPU221外，其他CPU模块均可配接多个扩展模块，连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。第11章IPC和PLC本章要点

模拟量I/O模块的主要任务－－实现A/D转换和D/A转换。S7-200有3种模拟量扩展模块。特点：S7-200的模拟量扩展模块中A/D、D/A转换器的位数均为12位。模拟量输入、输出有多种量程供用户选用，A/D转换的时间小于250us，模拟量输入的阶跃响应时间为（达到稳态值的95％时）。单极性全量程输入范围对应的数字量输出为0～32000，双极性全量程输人范围对应的数字量输出为-32000～+32000。输入阻抗大于等于10MΩ。模拟量输出的量程有±10V和0～20mA两种，对应的数字量为-32000～+32000或0～32000。满量程时电压输出和电流输出的分辨率分别为12位和11位，25℃时的精度为％。电压输出和电流输出的稳定时间分别为100us和2ms。最大驱动能力如下：电压输出时负载电阻最小5KΩ，电流输出时负载电阻最大500Ω。

11.9.3模拟量扩展模块第11章IPC和PLC本章要点11.9.4热偶、热阻扩展摸块热电偶输出的电压范围为±80mV，模块输出15位加符号位的二进制数。EM231热电偶模块可用于J、K、E、N、S、T和R型热电偶，用户用模块下方的DIP开关来选择热电偶的类型。热电阻的接线方式有2线、3线和4线3种。4线方式的精度最高，因为受接线误差的影响，2线方式的精度最低。EM231热电阻模块可通过DIP开关来选择热电阻的类型与接线方式、测量单位和开路故障的方向。两种模块的采样周期为405ms（Pt10000为700ms），重复性为满量程的0.05%。第11章IPC和PLC本章要点11.9.5通信模块

EM277PROFIBUS-DP通信扩展从站模块用来将S7-200连接至PROFIBUS-DP网络，EM277模块通过串行I/O总线连接到S7-200CPU模块，PROFIBUS-DP网络经过DP通信端口连接到EM277模块，这个端口可按9600bps～12Mbps之间的PROFIBUS波特率运行。模块共有6个连接，其中的两个分别保留给编程器（PG）和操作员面板（OP）。

第11章IPC和PLC本章要点S7-200可以同时处理两个CP243-2，每个CP243-2的AS-i网络上最多能有124点开关量输入（DI）和