PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程面向用戶的“自然語言”編程，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。

PLC是在繼電器順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用自動控制裝置。

PLC的定義
 
可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。

它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計。

PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
 
作為一種工業(yè)控制的計算機，PLC和普通計算機有著相似的結(jié)構(gòu)；但是由于使用場合、目的不同，在結(jié)構(gòu)上又有一些差別。

1.輸入采樣階段
 
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。

因此，如果輸入的是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
 
2.用戶程序執(zhí)行階段
 
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算；然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)，或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)，或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的梯形圖起作用。
 
3.輸出刷新階段
 
當(dāng)用戶程序掃描結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。
 
輸入/輸出滯后現(xiàn)象
 從PLC的工作過程，可以總結(jié)如下幾個結(jié)論：
 
1、以掃描的方式執(zhí)行程序，其輸入/輸出信號間的邏輯關(guān)系存在著原理上的滯后。掃描周期越長，滯后就越嚴重。
 
2、掃描周期除了包括輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段三個主要工作階段所占的時間外，還包括系統(tǒng)管理操作占用的時間。其中，程序執(zhí)行的時間與程序的長短及指令操作的復(fù)雜程度有關(guān)，其他基本不變。掃描周期一般為毫微秒級。
 
3、第n次掃描執(zhí)行程序時，所依據(jù)的輸入數(shù)據(jù)是該次掃描周期中采樣階段的掃描值X依據(jù)的輸出數(shù)據(jù)有上一次掃描的輸出值Y（n-1），也有本次的輸出值Yn；所n送往輸出端子的信號，即是本次執(zhí)行全部運算后的最終結(jié)果Yn

PLC的功能及應(yīng)用領(lǐng)域
 
PLC是綜合繼電器接觸器控制的優(yōu)點及計算機靈活、方便的優(yōu)點而設(shè)計制造和發(fā)展的，這就使PLC具有許多其他控制器所無法相比的特點。

S7-300
-- 適用于中低端性能要求的模塊化小型 PLC 系統(tǒng)
-- 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)
-- 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多接口網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活
-- 方便用戶操作和無風(fēng)扇的簡易設(shè)計
-- 當(dāng)控制任務(wù)增加時，可自由擴展
-- 大量的集*能，功能非常強大
S7-300F
-- 故障安全型自動化系統(tǒng)，可滿足工廠日益增加的安全需求
-- 基于 S7-300
-- 可連接配有安全型模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式I/O 站
-- 通過采用 PROFIsafe profile 的或 PROFINET 進行安全通信
-- 此外，標(biāo)準(zhǔn)模塊還可用于安全系統(tǒng)中
SIPLUS S7-300
-- 在極端嚴酷環(huán)境條件下使用的控制器
-- 擴展溫度范圍為 -40/-25 °C 至 +60/70 °C
-- 適用于介質(zhì)暴露場合 ( 有害氣體環(huán)境 )
-- 可在結(jié)露以及機械壓力增加的工況條件下使用
-- 采用久經(jīng)驗證的 S7-300 PLC 技術(shù)
-- 便于處理、編程、維護和維修
-- 適用于汽車工程、環(huán)境工程、采礦、化工、物料處理、食品工業(yè)等
-- 可以替換昂貴的定制解決方案定制解決方案

SIMATIC S7-1200
西門子控制器家族產(chǎn)品
西門子控制器系列是一個完整的產(chǎn)品組合，包括從高性能可編程邏輯控制器的書本型迷你控制器 LOGO! 到基于 PC 的控制器，無論多么苛刻的要求，它都能滿足要求 — 根據(jù)具體應(yīng)用需求及預(yù)算，靈活組合、定制（系列化的控制器家族產(chǎn)品滿足你的不同應(yīng)用及需求）。

SIMATIC S7-1200 小型可編程控制器充分滿足中小型自動化的系統(tǒng)需求。在研發(fā)過程中充分考慮了系統(tǒng)、控制器、人機界面和軟件的無縫整合和高效協(xié)調(diào)的需求。SIMATIC S7-1200 系列的問世，標(biāo)志著西門子在原有產(chǎn)品系列基礎(chǔ)上拓展了產(chǎn)品版圖，代表了未來小型可編程控制器的發(fā)展方向，西門子也將一如既往開拓創(chuàng)新，*自動化潮流。

SIMATIC S7-1200
SIMATIC S7-1200 具有集成 PROFINET 接口、強大的集成工藝功能和靈活的可擴展性等特點，為各種工藝任務(wù)提供了簡單的通信和有效的解決方案，尤其滿足多種應(yīng)用中完全不同的自動化需求。

S7-1200 外形及安裝
安裝簡單方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內(nèi)置安裝夾，能夠方便地安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的安裝夾可以咬合到某個伸出位置，以便在需要進行背板懸掛安裝時提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可進行豎直安裝或水平安裝。這些特性為用戶安裝 PLC 提供了*的靈活性，同時也使得 SIMATIC S7-1200成為眾多應(yīng)用場合的理想選擇。
可拆卸的端子
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都配備了可拆卸的端子板。因此只需要進行一次接線即可，從而在項目的啟動和調(diào)試階段節(jié)省了寶貴的時間。除此之外，它還簡化了硬件組件的更換過程。
緊湊的結(jié)構(gòu)
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在設(shè)計時都力求緊湊，以節(jié)省在控制柜中的安裝占用空間。例如，CPU 1215C 的寬度僅有 130 mm，CPU 1214C 的寬度僅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度也僅有 90 mm。通信模塊和信號模塊的體積也十分小巧，使得這個緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，從而在安裝過程中為您提供了*的效率和靈活性。

通信模塊
SIMATIC S7-1200 CPU*多可以添加三個通信模塊，支持PROFIBUS 主從站通信，RS485和 RS232 通信模塊為點對點的串行通信提供連接及 I/O 連接主站。對該通信的組態(tài)和編程采用了擴展指令或庫功能、USS 驅(qū)動協(xié)議、Modbus RTU 主站和從站協(xié)議，它們都包含在 SIMATICSTEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)中。

簡單遠程控制應(yīng)用
新的通信處理器 CP 1242-7 可以通過簡單 HUB（集線器）或移動電話網(wǎng)絡(luò)或 Internet（互聯(lián)網(wǎng)）同時監(jiān)視和控制分布式的S7-1200 單元。

集成 PROFINET 接口
集成的 PROFINET 接口用于編程、HMI 通信和 PLC 間的通信。此外它還通過開放的以太網(wǎng)協(xié)議支持與第三方設(shè)備的通信。該接口帶一個具有自動交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能的RJ45 連接器，提供 10/100 Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，支持以下協(xié)議：TCP/IP native、ISO-on-TCP 和 S7 通信。

工業(yè)機械和機床設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)
 許多工業(yè)機械制造商發(fā)現(xiàn)需要滿足的新需求在日益增多，比如需要更靈活的可快速適應(yīng)新產(chǎn)品的機床設(shè)計，以及可輕松集成到現(xiàn)有工廠環(huán)境的機械。此外，全球競爭日益激烈，市場需求不斷增加，且法規(guī)要求日趨嚴格，這一切要求服務(wù)于多個行業(yè)的工業(yè)機械公司不斷實現(xiàn)創(chuàng)新并優(yōu)化產(chǎn)品。市場期望企業(yè)不僅能夠在日常運營中更大限度地延長設(shè)備的正常運行時間，同時還要長期保持較高的生產(chǎn)效率。不僅如此，隨著“工業(yè) 4.0”的進程日趨深入，未來的制造業(yè)將通過去中心化的自主式機械進行互相通信以及與其制造的產(chǎn)品進行通信的方式來優(yōu)化生產(chǎn)，這對今天的企業(yè)而言也將構(gòu)成一大挑戰(zhàn)。這需要具備全新的集成技術(shù)。

對此，Siemens PLM Software 的應(yīng)對之策是“任務(wù)驅(qū)動型機械”。它旨在幫助今天的全球工業(yè)機械市場交付更加智能、多功能且易于維護的機械，從而應(yīng)對這種全新的挑戰(zhàn)。

實現(xiàn)從規(guī)劃到生產(chǎn)的創(chuàng)新流程可能非常困難。不過，借助 Siemens PLM Software 的機械設(shè)計解決方案“先進機械工程”，企業(yè)便可以輕松開啟產(chǎn)品生命周期管理 (PLM) 之旅，并提高生產(chǎn)效率。我們的先進機械工程解決方案可確保企業(yè)更穩(wěn)定地開發(fā)成熟完善的機械，通過虛擬設(shè)計和調(diào)試縮短生產(chǎn)時間，從而改善前期驗證、縮短調(diào)試時間并提高生產(chǎn)效率。

快速機電一體化創(chuàng)新
 以前各種機械都是純機械式的?，F(xiàn)在則大不相同。機械需更智能，而技術(shù)是其中的一大驅(qū)動因素。同時，客戶對機械提出了進一步定制需求，為此供應(yīng)商必須借助各種電子和軟件等類型的解決方案來滿足這些更加復(fù)雜的需求。對復(fù)雜多功能機械的需求對制造商及其改善總體生產(chǎn)效率和靈活性的努力施加了更進一步的壓力。隨著機電一體化創(chuàng)新迅速涌現(xiàn)，企業(yè)可以在概念設(shè)計的更早階段中更加高效地定義和管理這些機械相互聯(lián)系的復(fù)雜需求，將電子和軟件開發(fā)與其他機械系統(tǒng)集成，并在向客戶交付前對機械進行實際調(diào)試和驗證。

工程過程管理
 為了構(gòu)建更加智能的機械，企業(yè)在其設(shè)計和制造流程中面臨著不斷增長的復(fù)雜性。這些流程正從按訂單配置 (CTO) 轉(zhuǎn)向按訂單設(shè)計 (ETO)。為了控制和管理整個端到端流程，制造商需更深入地了解可能對機械的質(zhì)量和成本以及向客戶交付的時間構(gòu)成影響的更改。借助先進機械工程解決方案，企業(yè)可通過集成的視圖了解設(shè)計和制造決策如何影響更終的機械項目。將需求、配置、更改和項目管理等關(guān)鍵方面進行集成，可改善整體的質(zhì)量、速度和生產(chǎn)效率，同時降低交付風(fēng)險和成本。

此外，Siemens PLM Software 還提供工業(yè)機械行業(yè)催化劑(Catalyst)，可利用一系列行業(yè)配置組件和更佳實踐指南，加速客戶部署并提高解決方案的生產(chǎn)效率。

集成的 CAD/CAM/CNC 和機器調(diào)試
隨著機械開發(fā)時間的減少，以及自動化工程師往往忙于證明機械操作的合理性這一關(guān)鍵路徑，因此將編程序列實際可視化可保證項目按計劃向客戶交付。利用 SINUMERIK，我們的先進機械工程解決方案可提供額外的功能將自動化設(shè)計與機械設(shè)計的其余部分集成，以便完整涵蓋 CAD、CAM 和 CNC。通過對機械操作序列進行建模、將自動化信號與機械的物理行為進行關(guān)聯(lián)、CAM 配置文件和驅(qū)動行為之間的通信以及支持驅(qū)動編程，機械制造商可以在生產(chǎn)物理機械之前更高效地實際驗證機械的設(shè)計和操作。LIUYING2001