西門子6ES7214-2AS23-0XB8技術參數

PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操縱的電子系統，專為在產業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操縱等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸進/輸出控制各種類型的機械或生產過程。DCS集散系統: DCS英文全稱 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全稱為集散型控制系統。DCS可以解釋為在模擬量回路控制較多的行業中廣泛使用的，盡量將控制所造成的危險性分散,而將治理和顯示功能集中的一種自動化高技術產品。DCS一般由五部份組成：1：控制器2：I/O板 3：操縱站 4：通訊網絡 5：圖形及遍程軟件。 

    一、PLC的發展歷程 

    在產業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。 

    個人計算機（簡稱PC）發展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現在，仍經常將PLC簡稱PC。 

    PLC的定義有很多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數字運算操縱的電子系統，專為在產業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操縱的指令，并通過數字的、模擬的輸進和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于與產業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 

     上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度進步，PLC逐漸進進過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統。 

      PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在產業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。　 

      二、PLC的構成 

      從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。　　 

      三、CPU的構成 

     CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸進裝置送來的狀態或數據，并存進規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進進運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，往指揮有關的控制電路。 

      CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是PLC的組成單元。 

       在使用者看來，不必要具體分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
        CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數目及軟件容量等，因此限制著控制規模。　　 

     四、I/O模塊 

      PLC與電氣回路的接口，是通過輸進輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸進暫存器反映輸進信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸進模塊將電信號變換成數字信號進進PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸進（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸進（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 

      開關量是指只有開和關（或1和0）兩種狀態的信號，模擬量是指連續變化的量。常用的I/O分類如下： 

      開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 

      模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 

       除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 

       按I/O點數確定模塊規格及數目，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能治理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。　　 

        五、電源模塊 

        PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸進電路提供24V的工作電源。電源輸進類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。　　 

        六、底板或機架 

        大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。　　 

        七、PLC系統的其它設備 

        1、編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護的器件，用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。 

        2、人機界面：的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操縱員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態軟件）充當人機界面非常普及。 

        3、輸進輸出設備：用于性地存儲用戶數據，如EPROM、EEPROM寫進器、條碼閱讀器，輸進模擬量的電位器，打印機等。　　　 

        八、PLC的通訊聯網 

        依靠*的產業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和治理數據。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越明顯，甚至有人提出"網絡就是控制器"的觀點說法。 

        PLC具有通訊聯網的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個同一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通訊協議的接口。 

        PLC的通訊，還未實現互操縱性，IEC規定了多種現場總線標準，PLC各廠家均有采用。 

        對于一個自動化工程(特別是中大規模控制系統)來講，選擇網絡非常重要的。首先，網絡必須是開放的，以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展；其次，針對不同網絡層次的傳輸性能要求，選擇網絡的形式，這必須在較深進地了解該網絡標準的協議、機制的條件下進行；再次綜合考慮系統本錢、設備兼容性、現場環境適用性等具體題目，確定不同層次所使用的網絡標準