学plc编程所需要的15个基础，你知道几个？

从事电力作业的人员都知道，工业生产和科技的发展都离不开PLC的自动化控制，PLC可以广义的理解为：集中的继电器延伸控制柜，实际的生产应用中，PLC大大的节省了工业控制的成本，加强了设备的集中管理和自动控制，想要学好PLC，首先PLC的基础需要扎实。

1、从PLC 的组成来看, 除 CPU ，存储器及通信接口外,与工业现场直接有关的还有哪些接口?并说明其主要功能。　

（1）输入接口:接受被控设备的信号,并通过光电耦合器件和输入电路驱动内部电路接通或断开。

（2）输出接口:程序的执行结果通过输出接口的光电耦合器件和输出组件 (继电器、 晶闸管、晶体管)输出,控制外部负载的接通或断开。

2、 PLC 的基本单元由哪几个部份组成?各起什么作用?　

（1） CPU :PLC 的核心部件,指挥 PLC 进行各种工作。如接受用户程序和数 据、诊断、执行执行程序等;

（2）存储器:存储系统和用户的程序和数据;

（3） I / O接口:PLC 与工业生产现场被控对象之间的连接部件,用来接受被控设 备的信号和输出程序的执行结果;

（4）通信接口:通过通信接口与监视器、打印机等其他设备进行信息交换;

（5）电源。

3、 PLC 开关量输出接口有哪几种类型?各有什么特点?　

晶闸管输出型:一般情况下，只能带交流负载,响应速度快,动作频率高;

晶体管输出型:一般情况下，只能带直流负载,响应速度快,动作频率高;

继电器输出型:一般情况下，可带交、直流负载,但其响应时间长,动作频率低。

4、按结构型式分, PLC 有哪几种类型?各有什么特点?　

（1）整体式:将 CPU 、 电源、 I/O部件都集中在一个机箱内,结构紧凑、 价格低,一般小型 PLC 采用这种结构;

（2）模块式:将 PLC 的各个部分分成若干个单独的模块,可根据需要选配不同模块组成一个系统, 具有配置灵活、 方便扩展和维修的特点, 一般中、 大型 PLC 采用这种结构。模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成,模块装在框架或基板的插座上。

（3）叠装式：结合了整体式和模块式的特点,叠装式 PLC 的 CPU 、电源、 I/O 接口 等也是各自独立的模块,但它们之间是靠电缆连接,使得系统不仅配置灵活 而且体积小巧。

　5、什么叫 PLC 的扫描周期?它主要受什么影响?　

PLC 的扫描过程包含内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出 处理 五个阶段,这五个阶段扫描一次所需的时间称为扫描周期。

扫描周期与 CPU 运行速度、 PLC 硬件配置和用户程序长短有关。

6、 PLC 采用什么方式执行用户程序?用户程序执行过程包括哪些阶段?　

PLC 采用循环扫描的方式执行用户程序,用户程序的执行过程包括输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

7、 PLC 控制系统与继电器控制系统相比,具有哪些优点?　

（1） 控制方法上:PLC 采用程序方式实现控制, 容易改变或增加控制要求, 且 PLC 的触点无限;

（2）工作方式上:PLC 采用串行工作方式,提高系统的抗干扰能力;

（3）控制速度上:PLC 的触点实际上是触发器,指令执行的时间在微秒级;

（4） 定时和计数上:PLC 采用半导体集成电路作定时器, 时钟脉冲由晶振提供,延时 精度高,范围宽。 PLC 具有继电器系统不具备的计数功能;

（5）可靠性和可维护性上:PLC 采用微电子技术,可靠性高,所具有的自检功能能 及时查出

8、 PLC 为什么会产生输出响应滞后现象?如何提高 I/O响应速度?

因为 PLC 采用集中采样、集中输出的循环扫描工作方式,输入端的状态只在 每个扫描周期的输入采样阶段才能被读入, 而程序的执行结果只在输出刷新阶段才 被送出; 其次 PLC 的输入、 输出延延迟, 用户程序的长度等均能引起输出响应滞后。

要提高 I/O响入采样、输出刷新,或直接输入采样、输 出刷 新,以及中断输入输出和智能化 I/O接口等多种方式。

9、 西门子 系列 PLC 内部软继电器有哪几种?　

输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态寄存器、定时器、计数器、 数据 寄存器。

10、如何选择 PLC ?

1) 机型选择:应从结构形式、 安装方式、 功能要求、 响应速度、 可靠 性要求、 机型统一等几个方面考虑;

2)容量选择:应从 I/O点数、用户存储容量两个方面考虑;

3) I/O模块选择:包括开关量和模拟量 I/O模块选择, 以及特殊功能模块的 选择;

4)电源模块及编程器等其它设备的选择

11、 简单叙述 PLC 集中采样、 集中输出工作方式的特点, 采用这种工作方式具有哪些优、缺点?　

集中采样:在一个扫描周期内,对输入状态的采样只在输入采样阶段进行, 当进入程序执行阶段后输入端将被封锁。

集中输出:在一个扫描周期内, 只有在输出 刷新阶段才将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器中, 对输出接 口进行刷新,在其他阶段输出 状态一直保存在输出映像寄存器中。采用这种工作 方式可提高系统的抗干扰能力,增强系统的可靠性,但会引起 PLC 输入 /输出响应 的滞后。

12、 PLC 采用什么样的工作方式?有何特点?　

PLC 采用集中采样、集中输出、循环扫描的工作方式。

特点:集中采样是指在一个扫描周期内, PLC 对输入状态的采样只在输入采 样阶 段进行, 当进入程序执行阶段后输入端将被封锁。

集中输出是指在一个扫描周期内, PLC 只在输出刷新阶段才将输出映像寄存 器中与输出有关的状态转存到输出锁存 器中, 对输出接口进行刷新,在其他阶段 输出状态一直保存在输出映像寄存器中。

循环扫描是指 PLC 在一个扫描周期内需要执行多个操作, 它采用分时扫描的方式 按顺序逐个执行,周而复始重复运行。

13、电磁接触器主要由哪几部分组成?简述电磁接触器的工作原理。　

电磁接触器一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座 等几部分组成。 接触器根据电磁原理工作:当电磁线圈通电后, 线圈电流产生磁场, 使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁, 并带动触点动作,使常闭触点断开, 常开 触点闭合, 两者是联动的。 当线圈断电时, 电磁力消失, 衔铁在释放弹簧的作用下降放,使触点复原,即常开触点断开,常闭触点闭合。

14、简述可编程序控制器(PLC )的定义。　

可编程控制器(PLC )是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操 作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器, 用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序运算、 计时、 计数和算术运算等操作的指令, 并能通过数字式或模拟式的输 入和输出, 控制各种类型的机械或生产过过程。

PLC 及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。

15、简答 PLC 系统与继电接触器系统工作原理的差别。　

组成器件不同;

触点数量不同;

实施控制的方法不同;

西门子S7-300400硬件组态

西门子S7-300与400PLC的组态方式一样，只是我们选择的型号不一样，在这里以S7-400PLC作为本次的组态案例，具体操作如下：

首先打开STEP7 V5.3软件(Simatic Manager)进入STEP7的编程画面。

在名称(NAME)栏目内填上要建的项目名称，按<OK>即可。

此时打开的是名为CHEN的空项目，里面仅有一个MPI（1）的图标，在它下方空白处按鼠标右键，在弹出的窗体上点击“Insert New Object”，选择SIMATIC 400 Station，首先建立S7400站。系统自动在项目“CHEN”下面生成“SIMATIC 400（1）”图标，它表示S7400站已建立，但此时的S7400站里是空的，软件和硬件的组态都没有。双击Simatic 400(1)图标，打开400站的组态，里面只有硬件组态（Hardware）图标，双击它进入硬件组态画面，这是S730/400 PLC编程的基础，所有的硬件信息、通讯方式、通讯地址、外部的输入/输出地址都要在此定义，必须按照硬件组态的地址编写用户软件。

SIEMENS S7300/400 PLC的硬件是模块化的，系统就是由这些模块以搭积木的方式组成，硬件组态的任务就是用软件的方式模拟这些模块组成的过程。

右边的栏目所列的是SIEMENS S7400/300系列PLC的硬件配置库，组态时要从这些库中找到与实际应用模块型号完全一致的模块按照SIEMENS的硬件组态标准进行“安装”，当然是指软件上的安装。

固定硬件模块

模块之间的通讯连接（内部有通讯线路），这一点不同于S7300，S7300的底板仅仅是个支架。

在“RACK-400”中找到“UR1”，这是我们实际用到的底板型号，如果不能确定众多同类型号中哪种才是我们要找的，可以依次用鼠标单击，在右下角会出现被点中模块的详细型号（ “6ES7 400-1TA01-0AA0”），直到找到完全相符的模块（实际用到的模块型号可以在控制柜的PLC模块面板上找到）。找到后，双击“UR1”，可以看到图中打圈的底板示意图，图中左侧的数字表示底板插槽号（SLOT），“1”表示最左侧的插槽，依次类推，共18个插槽。第一个插槽是固定用来插电源模块的，点击底板上的1号插槽，然后按上面的方法，在PS-400下找到型号为“6ES7 407-0KA01-0AA0”的电源模块，双击即可安装，如图所示，插槽上显示出电源模块的基本型号PS 407 10A ，在下方的模块列表上则显示了它的详细型号：6ES7 407-0KA01-0AA0；该模块体积较大，占据了1、2两个插槽，所以接下来的模块，只能插在3号及以后的插槽上。

与上面的方法相同，在硬件组态库中的CPU-400文件夹中，找到6ES7 414-2XG04-0AB0型号，选择V4.1版本号，双击安装，出现一个对话框，这是有关通讯方式的选择，默认的方式是没有任何网络选项。因为本系统的控制层选择了PRIFIBUS-DP方式，所以必须要添加PROFIBUS方式，按“NEW“，弹出如下画面：

按“OK”即可。进一步的信息可以选择Network Settings 打开如下画面默认的通讯速率是1.5Mbps，通讯方式为DP方式。需要说明的是，尽管PROFIBUS的通讯速率最高可达12Mbps，但在实际应用中大都选用1.5Mbps，因为通讯速率受很多条件制约，如：通讯距离、电磁干扰、通讯电缆的质量等，选择1.5Mbps是为了保证在上述不利条件下系统通讯的可靠性。其它的参数都不要改变。这样地址为2、名称为PROFIBUS(1)的PROFIBUS总线就建立了。

关闭上面的窗口，就可看到在“DP”的右侧生成了形似轨道的（打圈的部分）PROFIBUS总线，所有的从站都将“挂”接到该总线上。

对于本系统选择的CPU414-2DP而言，除了DP口以外，还有一个通讯口，见上图中的MPI/DP，这是一个两用通讯口，可以选择MPI协议，也可选择PROFIUBUS协议，在CPU的实物上，MPI/DP口在上面，DP口在下面，它们在使用上稍有不同，一般来说，上位计算机通过MPI/DP口与CPU相连接；ET200从站、触摸屏等现场设备（后面介绍）接到DP口上。在上图中，双击“MPI/DP”，可以进入其设置画面。

在画面上点击属性（Properties）

如果选择MPI方式，按默认配置就可以了，如果选择PROFIBUS方式，则按“NEW”键，建立PROFIBUS（2），加上前面建立的PROFIBUS（1），系统则组成了双PROFIBUS总线方式。但本系统是按MPI方式设定的，因为用MPI方式调试更为方便。在最初的状态下，CPU模块中没有硬件设置，不能识别PROFIBUS方式，用户的硬件组态信息和软件不能通过PROFIBUS方式下载到CPU模块中，如果计算机到PLC的距离较远（超过50M），通讯方式必须是PROFIBUS协议，只有先在硬件组态中将MPI/DP口定义为PRIFIBUS方式，然后将硬件组态下载到CPU400中，然后才可以实现计算机与PLC之间的PROFIBUS协议通讯。

在4号插槽插入以太网模块（6GK7 443-1EX11-0XE0）。如果要修改模块内的参数，可直接双击模块的插槽，打开模块的设置画面。

在画面上点击属性（Properties）打开参数设定画面，这里要确定IP地址。

就按默认地址（192.168.0.1）确定就可以了,这个IP地址在上位机的程序中用到，到此，S7-400PLC的硬件组态就结束了。

下一步就是定义各输入/输出模块内部的地址或信号类型，对于开关量输入/输出模块而言，只需要定义其地址就可以了，信号类型（24V或220V、继电器或晶体管）是由模块型号决定的，组态中不能改变。

注： SIEMENS的常用模块的命名：

6ES7 ABC：

6ES7是S7 PLC的统称，S7200、S7300、S7400的模块型号都以6ES7开始；

“A” 表示PLC的系列，对于S7-200 PLC，A=2；S7-300和S7-400 “A”分别是3和4；

“B” 表示是开关量还是模拟量，模拟量为3，开关量为2；

“C” 表示是输入还是输出，1为输入，2为输出，5表示为输入/输出混合模块；

例：6ES7 321表示是S7300 PLC的开关量输入模块；

6ES7 235 表示S7200 PLC的模拟量输入/输出模块

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