西门子6ES7214-2AS23-0XB8技术参数

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PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操纵的电子系统，专为在产业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操纵等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输进/输出控制各种类型的机械或生产过程。DCS集散系统: DCS英文全称 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全称为集散型控制系统。DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的，尽量将控制所造成的危险性分散,而将治理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。DCS一般由五部份组成：1：控制器2：I/O板 3：操纵站 4：通讯网络 5：图形及遍程软件。 

    一、PLC的发展历程 

    在产业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。 

    个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍经常将PLC简称PC。 

    PLC的定义有很多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操纵的电子系统，专为在产业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操纵的指令，并通过数字的、模拟的输进和输出，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设备，都应按易于与产业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 

     上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度进步，PLC逐渐进进过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 

      PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在产业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。　 

      二、PLC的构成 

      从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。　　 

      三、CPU的构成 

     CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输进装置送来的状态或数据，并存进规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进进运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，往指挥有关的控制电路。 

      CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC的组成单元。 

       在使用者看来，不必要具体分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
        CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数目及软件容量等，因此限制着控制规模。　　 

     四、I/O模块 

      PLC与电气回路的接口，是通过输进输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输进暂存器反映输进信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输进模块将电信号变换成数字信号进进PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输进（DI），开关量输出（DO），模拟量输进（AI），模拟量输出（AO）等模块。 

      开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下： 

      开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 

      模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 

       除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 

       按I/O点数确定模块规格及数目，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能治理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。　　 

        五、电源模块 

        PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输进电路提供24V的工作电源。电源输进类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。　　 

        六、底板或机架 

        大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。　　 

        七、PLC系统的其它设备 

        1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 

        2、人机界面：的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操纵员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 

        3、输进输出设备：用于性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写进器、条码阅读器，输进模拟量的电位器，打印机等。　　　 

        八、PLC的通讯联网 

        依靠*的产业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和治理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越明显，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。 

        PLC具有通讯联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个同一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通讯协议的接口。 

        PLC的通讯，还未实现互操纵性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。 

        对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深进地了解该网络标准的协议、机制的条件下进行；再次综合考虑系统本钱、设备兼容性、现场环境适用性等具体题目，确定不同层次所使用的网络标准