西门子CPU主机代理商PLC模块

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随着微电子技术的快速发展，PLC的制造成本不断下降，而其功能却大大增强。目前在工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业，诸如钢铁、冶金、采矿、水泥、石油、化工、轻工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保、交通、建筑、食品、娱乐、航天航空和新式武器装备及作战指挥系统等各行各业，跃居现代工业自动化四大支柱(PLC、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造)的主导地位与。

  自从美国研制出世界上台PLC以来，德国、日本、法国、中国等许多国家相继开发出各自的产品，并受到工业界的普遍欢迎。美国的商业情报公司 FROST SULLIVAN公司曾对该国石油、化工、冶金、机械等行业的400多家企业进行统计调查. 结果表明PLC在企业中的应用相当普及，PLC销售额的年增长率都超过20%。

  PLC应用类型

  PLC控制器具有丰富的功能，既可用于开关量控制，又可用于模拟量控制;既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统;既可控制简单系统，又可控制复杂系统。它的应用可大致归纳为如下几类。

  (1)逻辑控制

  逻辑控制是PLC基本、广泛的应用，用于取代继电器系统和顺序控制器，实现单机控制、多机控制及生产线自动控制，如各种机床、自动电梯、锅炉上料、注塑机械、何装机械、印刷机械、纺织机械、装配生产线、电镀流水线、货物的存取运输和检测等的控制。

  (2)运动控制

  运动控制是通过配用PLC生产厂家提供的单轴或多轴等位置控制模块、高速计数模块来控制步进电机或伺服电机，从而使运动部件能以适当的速度或加速实现平滑的直线运动或圆周运动，可用于精密金属切削机床、成型机械、装配机械、机械手、机器人等设备的控制。

  (3)过程控制

  过程控制是通过配用AD、D/A转换模块及智能PID(比例一积分一微分)模块实现对生产过程中的温度、压力、流量,速度等连续变化的模拟量进行单回路或多回路闭环调节控制，使这些物理参数保持在设定值上。在各种加热炉、锅炉等的控制以及化工、轻工、食品、制药、建材等许多领域的生产过程中有着广泛的应用。

  (4)数据处理

  有些PLC具有数学运算(包括逻辑运算、函数运算、矩阵运算等)，数据的传输转换、排序、检索和移位，以及数制转换、编码、译码等功能，可以完成数据的采集、分析和处理任务。这些数据可以与存储器中的参考值进行比较，也可传送给其他的智能装置，或者输送给打印机打印制表。数据处理一般用于大、中型控制系统，如数控机床、柔性制造系统、过程控制系统、机器人控制系统等。

  (5)多级控制

  多级控制是指利用PLC的网络通信功能模块及远程I/O控制模块可以实现多台PLC之间的连接，以及PLC与上位计算机的连接，以达到上位计算机与PLC之间及PLC与PLC 之间的指令下达、数据交换和数据共享，这种由PLC进行分散控制、计算机进行集中管理的方式，能够完成较大规模的复杂控制，甚至实现整个工厂生产的自动化。

PLC以微处理器为核心，具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。
   微机一般采用等待命令的工作方式工作。
   PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。每一次循环扫描所用的时间称为一个扫描周期。
   对每个程序，CPU从条指令开始执行，按顺序逐条地执行指令做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至结束又返回条指令，如此周而复始不断循环。
   PLC在每次扫描工作过程中除了执行用户程序外，还要完成内部处理、输入采样、通信服务、程序执行、自诊断、输出刷新等工作。PLC工作的全过程包括三个部分，即上电处理、扫描过程和出错处理。PLC工作的全过程可用图4所示的运行框图来表示。
   PLC通电后，CPU在系统程序的控制下行内部处理，包括硬件初始化、I/O模块配置检查、停电保持范围设定及其他初始化处理等工作。
    PLC有很强的自诊断功能，PLC每扫描一次执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如电源检测、内部硬件是否正常、程序语法是否有错等。如检查出异常时，CPU面板的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码；CPU能根据错误类型和程度发出信号，甚至进行相应的出错处理，使PLC停止扫描或强制变成STOP状态。
   PLC运行正常时，扫描周期的长短与用户应用程序的长短、CPU的运算速度、I/O点的情况等有关。通常用PLC执行1KB指令所需时间来说明其扫描速度（一般1-10ms/KB）。值得注意的是，不同指令执行时间是不同的，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。若用于高速系统要缩短扫描周期时，可从软硬件上同时考虑。PLC周期性循环扫描工作方式的显著特点是：可靠性高、抗干扰能力强，但响应滞后、速度慢。