PLC的基本功能

①逻辑控制功能　逻辑控制又称为顺序控制或条件控制，它是PLC应用*广泛的领域。逻辑控制功能实际上就是位处理功能，使用PLC的“与”（AND）、“或”（OR）、“非”（NOT）等逻辑指令，取代继电器触点的串联、并联及其它各种逻辑连接，进行开关控制。

②定时控制功能　PLC的定时控制，类似于继电-接触器控制领域中的时间继电器控制。在PLC中有许多可供用户使用的定时器，这些定时器的定时时间可由用户根据需要进行设定。PLC执行时根据用户定义时间长短进行相应限时或延时控制。

③计数控制功能　PLC为用户提供了多个计数器，PLC的计数器类似于单片机中的计数器，其计数初值可由用户根据需求进行设定。执行程序时，PLC对某个控制信号状态的改变次数（如某个开关的动合次数）进行计数，当计数到设定值时，发出相应指令以完成某项任务。

④步进控制功能　步进控制（又称为顺序控制）功能是指在多道加工工序中，使用步进指令控制在完成一道工序后，PLC自动进行下一道工序。

⑤数据处理功能　PLC一般具有数据处理功能，可进行算术运算、数据比较、数据传送、数据移位、数据转换、编码、译码等操作。中、大型PLC还可完成开方、PID运算、浮点运算等操作。

⑥A/D、D/A转换功能　有些PLC通过A/D、D/A模块完成模拟量和数字量之间的转换、模拟量的控制和调节等操作。

⑦通信联网功能　PLC通信联网功能是利用通信技术，进行多台PLC间的同位链接、PLC与计算机链接，以实现远程I/O控制或数据交换。可构成集中管理、分散控制的分布式控制系统，以完成较大规模的复杂控制。

⑧监控功能　监控功能是指利用编程器或监视器对PLC系统各部分的运行状态、进程、系统中出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行。通常小型低档PLC利用编程器监视运行状态；中档以上的PLC使用CRT接口，从屏幕上了解系统的工作状况。

（2）可编程控制器的特点

①可靠性高、抗干扰能力强　继电-接触器控制系统使用大量的机械触点，连接线路比较繁杂，且触点通断时有可能产生电弧和机械磨损，影响其寿命，可靠性差。PLC中采用现代大规模集成电路，比机械触点继电器的可靠性要高。在硬件和软件设计中都采用了先进技术以提高可靠性和抗干扰能力。比如，用软件代替传统继电-接触器控制系统中的中间继电器和时间继电器，只剩下少量的输入输出硬件，将触点因接触不良造成的故障大大减小，提高了可靠性；所有I/O接口电路采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路进行电气隔离；增加自诊断、纠错等功能，使其在恶劣工业生产现场的可靠性、抗干扰能力提高了。

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模拟量模块

在实际生产过程中，有大量连续变化的模拟量需要用PLC来测量或控制，有的是非电量，如温度、压力、流量、液位、物体的成分（例如气体中的含氧量）和频率等；有的是强电电量，如发电动机组的电流、电压、有功功率和无功功率、功率因数等。1.模拟量值的表示方法

S7-300/400的CPU用16位二进制补码定点数来表示模拟量值。其中*高位（第15位）为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。

模拟量模块的模拟值位数（即转换精度）可以设置为9～15位（与模块的型号有关，不包括符号位），如果模拟量值的精度小于15位，则模拟量值左移，使其*高位（符号位）在16位字的*高位（第15位），模拟量值左移后未使用的低位则填入“0”，这种处理方法称为“左对齐”。设模拟量值的精度为12位，加上符号位，未使用的低位（第0～2位）为0，相当于实际的模拟值被乘以8。

模拟量输入模块的模拟量值与模拟量之间的对应关系，模拟量量程的上、下限（±****）分别对应于十六进制模拟量值6C00H和9400H（H表示十六进制数）。

模拟量输入模块在模块通电前或模块参数设置完成后第一次转换之前，或上溢出时，其模拟量值为7FFFH，下溢出时模拟值为8000H。上、下溢出时SF指示灯闪烁，有诊断功能的模块可以产生诊断中断。

模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成部分是A/D（Analog/Digit）转换器。模拟量输入模块的输入信号一般是模拟量变送器输出的标准直流电压、电流信号。SM331也可以直接连接不带附加放大器的温度传感器（热电偶或热电阻），这样可以省去温度变送器，不但节约了硬件成本，而且控制系统的结构也更加紧凑。2.模拟量输入模块SM331

模拟量输入（AI）模块 SM331 目前有多种规格型号，如8AI×12 位模块、2AI×12 位模块和8AI×16位模块，分别为8通道的12位模拟量输入模块、2通道的12位模拟量输入模块、8通道的16位模拟量输入模块。它们除了通道数和转换精度不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方面都一样。

SM331模块中的各个通道可以分别使用电流输入或电压输入，并选用不同的量程（量程的设置可通过量程卡来设置；没有量程卡的模块，通过不同的端子接线方式设置），有多种分辨率可供选择（9～15位+符号位，与模块有关），分辨率不同转换时间也不同。模拟量转换是顺序执行的，每个模拟量通道的输入信号是被依次轮流转换的。

模拟量模块的参数只有诊断功能属于静态参数，其余均是动态参数，具体参数

根据测量的需要，可以将电压、电流和电阻等不同类型的传感器连接到模拟量输入模块。为了减少电磁干扰，对于模拟信号应使用屏蔽双绞电缆，并且模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地。如果电缆两端存在电位差，将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流，造成对模拟信号的干扰。在这种情况下，应该让电缆的屏蔽层一端接地。1.带隔离的模拟量输入模块

一般情况下，CPU的接地端子与M端子用短接片连接。带隔离的模拟量输入模块的测量电路参考点MANA与CPU模块的M端子之间没有电气连接，如图2-18所示。如果参考电压UANA和CPU的M端存在一个电位差UISO，必须选用带隔离的模拟量输入模块，通过在MANA端子和CPU的M端子之间使用一根等电位连接导线，可以确保UISO不会超过允许值。

2.不带隔离的模拟量输入模块

对于不带隔离的模拟量输入模块，在CPU的M端子和测量电路参考点MANA之间，必须建立电气连接，应连接MANA端子与CPU或者IM153的M端子，否则这些端子之间的电位差会破坏模拟量信号。

在输入通道的测量线 M-和模拟量测量电路的参考点 MANA之间只会发生有限的电位差UCM（共模电压）。为了防止超过允许值，应根据传感器的接线情况，采取不同的措施。3.连接带隔离的传感器

带隔离的传感器没有与本地接地电位连接（M为本地接地端子）。在不同的带隔离的传感器之间会引起电位差。这些电位差可能是因为干扰或传感器的布局造成的。为了防止在具有强烈电磁干扰的环境中运行时超过UCM的允许值，建议将测量线的负端M-与MANA连接。在连接用于电流测量的两线式变送器、阻性传感器和没有使用的输入通道时，禁止将M-连接至MANA。4.连接不带隔离的传感器

不带隔离的传感器与本地接地电位连接（本地接地）。如果使用不带隔离的传感器，必须将MANA连接至本地接地。

由于本地条件或干扰信号，在本地分布的各个测量点之间会造成静态或动态电位差ECM。如果ECM超过允许值，必须用等电位连接导线将各测量点的负端M-连接起来。

如果将不带隔离的传感器连接到有光隔离的模块，CPU既可以在接地模式下运行（MANA与M点相连），也可以在不接地模式下运行。

如果将不带隔离的传感器连接到不带隔离的输入模块，CPU只能在接地模式下运行。必须用等电位连接导线将各测量点的负端M-连接后，再与接地母线相连。