西门子6ES7223-1PL32-0XB0参数

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SIMATIC S7-1200，数字量 I/O SM 1223，16DI/16DO， 16DI 24V DC，灌电流/拉电流， 16DO，继电器 2A

PLC与“继电器-接触器”控制系统、微机及集散控制系统的比较

 自从微型计算机同世以来，工业控制一直是其重要的应用领域。在工业控制上，除PLC外，"继电器-接触器"控制系统、工业控制计算机(简称工业PC)与集散控制系统(简称DCS)也是其中的代表性产品。为了便于读者进一步了解，现将PLC与它们的比较简述如下。

  (1)PLC与“继电器-接触器”控制系统的比较

  在PLC出现上世纪，“继电器-接触器”硬件电路是逻辑控制、顺序控制的执行者，它结构简单，价格低廉，一直被广泛应用。PLC与继电器控制逻辑的比较见表1-1。

  主要体现在以下几个方面

  ①控制逻辑。继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑，其连线多而复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难，另外，继电器触点数日有限，每只只有4～8对触点，因此灵活性和扩展性很差，而PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序，故称为"软接线"，其连线少，体积小，加之PLC中每只软理电器的触点数理论上无限制，因此灵活性和扩展性很好，PLC由中大观模集成电路组成，功耗小。

  ②工作方式，当电流接通时，继电控制线路中各维电器都处于受约状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因受某种条件限制而不能吸合。而PLC的控制逻辑中，各继电器都处于周期性循环扫描被通之中，从宏观上看，每个继电器受制约接通的时间都是短暂的。

  ③控制速度。继电控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点的开闭动作一般在毫秒数量级。另外，机械触点还会出现并动问题。而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级。PLC内部还有严格的同步控制，不会出现抖动问题。

  ④控制、维电控制逻辑利用时间继电器的带后动作进行控制，时间继电器一股分为空气阻尼式、电磁式、半导体式等，其定时精度不高，且有定时时间易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题，有些特殊的时间继电器结构复杂，不便维护。

  PLC使用半导体集成电路作定时器，时基脉冲由晶体振荡器产生，精度相当高，定时范围一般从0.1s到若干分钟甚至更长，用户可根据需要在程序中设定定时值，然后由软件和硬件计数器来挖制定时时间，定时精度小10ms。定时时间不受环境的影响。

  ⑤计数控制，PLC能实现计数功能，而维电控制逻辑一般不具备计数功能。

  设计与施工。使用继电控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试依次进行，周期长，而且修改困难，工程越大，这一点就越，而用PLC完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计《包括梯形图和程序设计》可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便。

  ①可靠性和可维护性。继电控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，因此可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，它体积小、寿命长、可靠性高PLC还配备有自检和监督功能，能检查出自身的故障。并随时显示给操作人员，还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。

  ⑧ 俗格、继电控制逻辑使用机械开关、眼电器和接触器、价格比较便宜。而PLC使用中大规模集成电路，价格比较昂贵。

  从以上几个方面的比较可知，PLC在性能上比"姚电器-接触器"控制系统，特别是可靠性高，设计施工周期短，调试修改方便，而且体积小，功耗低，使用维护方便。但PLC在很小的系统中使用时，由于其众多功能未得到充分利用，其价格要"强电器-接触器”控制系统，

  (2)PLC与通用微机、工控微机(PC)及单片机的比较

  采用微电子技术制作的PLC，它也是由CPU、RAM、ROM、I/O接口等5大件构成的，与微机有相似的构造，但又不同于一般的通用微机，特别是它采用了特殊的抗干扰技术，使它更能适用于恶劣环境下的工业现场控制。PLC与微型计算机作如下比较。

  ①应用范围，微机除了用在控制领域外，还大量用于科学计算，数据处理、计算机通信等方面。面PLC主要用于工业控制。

  ②使用环境，做机对环境要求较高，一般要在干扰小，具有一定的品质和湿度要求的机房内使用，而PLC适应于工程现场的环境。

  ①输入/输出，微机系统的1/O设备与主机之间采用微电联系，一般不需要电气隔离。育PLC一般控制强电设备，需要电气隔离，输入/输出均用“光-电”耦合，输出还采用继电器，晶闸管或大功率晶体管进行功率放大。

  ①拜序设计，微机具有丰富的程序设计语言，例如汇编语言，FORTRAN语言，CO. BOL语言、PASCAL语言、C语言等，其语句多，语法关系复杂，要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。而PLC提供给用户的编程语句数量少，逻辑简单，易于学习和掌握。

 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。