《电气控制及PLC综合应用技术》第2章

第2章PLC基础知识2.1PLC控制系统的构成与特点2.2PLC的产生与定义2.3PLC的应用、分类及程序语言2.4PLC的结构2.5PLC的循环扫描工作方式2.6S7-200的主要指标及接线端口2.1PLC控制系统的构成与特点1．PLC控制系统的构成图2-1内装PLC的电气控制柜

图2-2所示为继电器电气控制系统和PLC电气控制系统框图。可以看出，它们的控制方式不同，继电器控制属于继电器硬件连线控制方式，PLC控制属于存储程序控制方式

图2-2电气控制系统框图图2-3PLC控制简图（1）硬件结构简单（2）控制逻辑更改方便（3）系统稳定、维护方便2．PLC控制系统的特点2.2PLC的产生与定义

国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”2.3PLC的应用、分类及程序语言用户的PLC程序可以用如图2-4所示的梯形图语言或指令表语言编写。1．PLC应用（1）开关量逻辑控制（2）模拟量控制（3）运动控制（4）多级控制2．PLC分类PLC按结构形状可分为整体式和模块式。PLC按输入/输出接口（I/O接口）点数可分为小型机、中型机和大型机。3．PLC程序语言图2-4程序梯形图和指令表2.4PLC的结构PLC主要由CPU、存储器、I/O接口、通信接口和电源等几部分组成，如图2-5所示。1．中央处理器CPU2．存储器3．电源4．通信接口图2-5PLC的硬件结构5．输入接口输入接口用来完成输入信号的引入、滤波及电平转换。图2-6PLC输入接口电路PLC的输出接口有3种形式：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出，如图2-7所示6．输出接口图2-7PLC输出接口电路表2-1 S7-200系列PLC输出接口电路的规格表项目继电器输出晶体管输出晶闸管输出负载电源最大范围5～250VAC5～30VDC20.4～28.8V

DC40～264V

AC额定负载电源220V

AC、24V

DC24V

DC120/230V

AC电路绝缘机械绝缘光电耦合绝缘光电耦合绝缘负载电流（最大）2A/1点10A/公共点0.75A/1点6A/公共点0.5A/1点0.5A/公共点响应时间断→通约10ms2μs（Q0.0，Q0.1）15μs（其他）0.2ms+1/2AC周期通→断约10ms10μs（Q0.0，Q0.1）130μs（其他）0.2ms+1/2AC周期脉冲频率（最大）1Hz20kHz2.5PLC的循环扫描工作方式1．读输入2．执行程序3．处理通信请求4．执行CPU自诊断5．写输出图2-8PLC循环扫描工作方式2.6S7-200的主要指标及接线端口2.6.1S7-200的结构及主要指标1．S7-200PLC的结构图2-9S7-200系列CPU单元的结构2．S7-200的主要指标表2-2 S7-200主要技术指标特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸（mm）90×80×6290×80×62120.5×80×62190×80×62程序存储器可在运行模式下编辑不可在运行模式下编辑40964096409640968192122881638424576数据存储区（B）20482048819210240掉电保持时间（h）5050100100本机I/O：数字量6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出扩展模块（个）0277高速计数器单相双相4路30kHz2路20kHz4路30kHz2路20kHz6路30kHz4路20kHz6路30kHz4路20kHz脉冲输出（DC）2路20kHz2路20kHz2路20kHz2路20kHz模拟电位器1122实时时钟配时钟卡配时钟卡内置内置通信口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-485浮点数运算有I/O映像区256（128入/128出）布尔指令执行速度0.22μs/指令2.6.2CPU224型PLC的外部端子图图2-10CPU224AC/DC/RLY端子图分别表示电源相线、中线和接地线。交流电压为85～265V。1L、2L、3L：输出继电器的公共端口。接输出端所使用的电源。输出各组之间是互相独立的，这样负载可以使用多个电压系列（如AC220V、DC24V等）。Q0.0～Q1.1：输出继电器端子，负载接在该端子与输出端电源之间。输出继电器用“Q”表示，S7-200系列PLC共128位，采用八进制（Q0.0～Q0.7，Q1.0～Q1.7，…，Q15.0～Q15.7）。●：带点的端子上不要外接导线，以免损坏PLC。1．底部端子（输入端子及传感器电源）L＋：内部24VDC电源正极，为外部传感器或输入继电器供电。M：内部24VDC电源负极，接外部传感器负极或输入继电器公共端。1M、2M：输入继电器的公共端口。I0.0～I1.5：输入继电器端子，输入信号的接入端。输入继电器用“I”表示，S7-200系列PLC共128位，采用八进