西门子S7-1500中国授权一级总代理

微型机控制点仅十几点，如西门子LOGO系列PLC，

小型机控制点可达100多点，如西门子S7-200和S7-1200型PLC，

中型机控制点数可达500点，甚至于千点。如西门子S7-300型PLC，

大型机的控制点数一般在1000点以上，如西门子S7-400型PLC，

超大型机的控制点数可达万点，以至于几万点。

以上这种划分只是大致的，目的是便于系统的配置及使用。一般讲，根据实际的I/O点数，选用相应的机型，其性能价格比必然要高；相反，肯定要低些。2.按结构划分

PLC可分为无背板及有背板两大类。微型机、小型机多为无背板的，如西门子S7-200和S7-1200系列。无背板的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小模块内，一个主机模块就是一台完整的PLC，就可用以实现控制。控制点数不符需要，可再接扩展模块，由主模块及若干扩展模块组成较大的系统，以实现对较多点数的控制。

背板式PLC是按功能分成若干独立的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等，并直接安装在背板上，通过背板进行数据联系。该类型PLC的模块功能更单一、品种更多，可便于系统配置，使PLC更能物尽其用，达到更高的使用效益。如西门子S7-300/400等中、大型机就是这种结构。

这里所阐述的底板、机架模块，是指它为PLC各模块的安装提供基板，并为模块间的联系提供总线。若干底板间的联系有的用接口模块，有的用总线接口。不同厂家或同一厂家但不同类型的PLC都不大相同，

与小型PLC（如西门子S7-200）不同，大中型PLC大的特点就是采用模块化控制系统，来满足中等或高性能要求的应用。在大中型PLC系统中，各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展，由于点数基本上不受太多的限制，其灵活性就非常高。

基本的模块化硬件结构结构包括机架、电源、处理器CPU、输入输出I/O模块、编程或通信用接口，图1-9表示了一个模块化控制器是如何由模块化硬件部件一一组成的。

机架是用来安装处理器和I/O模块、特殊模块的，所有模块都可以很容易地沿着导轨插入到机架。不同类型的PLC系统其机架槽数不太一样，可以互联的机架数也不尽相同。大中型PLC系统在配置时，其机架数可以有很多，机架之间的关系可以用图1-10所示的网络来表示。

2.电源

电源一般安装在机架的左面。3.处理器CPU

在传统的大中型PLC系统中，处理器CPU的位置并一般固定在机架的左边，但是在新型大中型PLC中则可以任意安装，数量也可以不止一个。1.2.3 大中型PLC系统的配置流程

大中型PLC系统的配置一般都采用机架配置表来完成，它可以帮助用户配置一个机架或系统。每一个工作单可以帮助用户配置一个机架；若需要多个机架，则需要用另外的工作单配置另外的机架。

下面具体说明机架配置表的过程。1.估计系统所需的内存总量

1）累计数字量I/O点的数量；

2）累计模拟量I/O的数量

3）累计特殊功能模块的数量；

4）根据上述3个数量，乘以一定的系数，进行内存的估算。2.选择CPU

根据内存量来选择。3.选择I/O模块

1）写上机架号和相应的槽号；

2）选择数字量I/O模块；

3）选择特殊功能模块和模拟量I/O模块；

4）在工作单上，把每一个模块放入所要放置的槽内；

5）在指定的栏目内填入每个模块的功率消耗值，并完成整个机架的总功率。4.选择正确的电源模块

把功率消耗总量与每个电源模块进行比较，选择可以提供足够功率的小电源模块，并考虑系统扩容所需的电源消耗功率。5.选择机架

累计所用槽数，并选择所能容纳所有I/O模块的小机架，并考虑到将来的扩展需求。6.选择其他设备

要构成一个完整的系统，还需要其他设备，如电缆、通信接口、操作器接口、存储器模块等。

西门子S7-1500中国授权一级总代理

浔之漫智控技术（上海）有限公司（sqw-xzm-ssm）

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一个实际的PLC系统，确定所有的模块后，要选择合适的电源模块，所选定的电源模块的输出功率必须大于CPU模块、所有I/O模块、各种功能模块等总消耗功率之和，并且要留有30%左右的裕量。当同一电源模块既要为主机单元又要为扩展单元供电时，从主机单元到远一个扩展单元的电路压降必须小于0.25V。

一个常规的大中型PLC系统往往只有一个独立的处理器和机架内的I/O模块组成，但是一个复杂的大中型PLC系统则可以在一个背板中同时使用多个处理器模块，多个处理器可以通过网络进行通信，多个平台上的I/O可以分布在不同的位置，它们之间则通过多条I/O链路连接起来。1.3 S7-300 PLC概述1.3.1 S7-300 PLC的模块化结构

S7-300 PLC为节省空间的模块化结构设计，可以适配用户现有的各种机械控制任务，不需要考虑槽位规则。在运行时无需风扇，除模块外，只需要DIN标准的导轨，就可以将模块旋转到位，安装在导轨上并用螺钉紧固。这种结构形式非常牢固并且有很高的电磁兼容性。S7-300的背板总线集成在模块上，通过将模块插入到总线连接器进行装配。图1-11所示为S7-300模块化结构安装现场。

S7-300 PLC是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架（导轨）或多个机架上

S7-300 PLC的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：

1）高速的指令处理：0.1～0.6μs的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域；

2）人机界面（HMI）：方便的人机界面服务已经集成在S7-300 PLC操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少；

3）诊断功能：CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件；

4）口令保护：多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。1.3.3 S7-300 PLC的CPU种类

S7-300 PLC系统可以选择各种不同性能分级（直到高性能）的CPU作控制器使用。通过高效处理速率，CPU能提供比小型PLC快得多的扫描时间来执行相同的程序。根据用户的任务要求和项目特点，S7-300 PLC的CPU还可以具有带集成式I/O、集成技术功能和集成通信接口

S7-300 PLC的CPU共有4种工作方式：

1）RUNP：可编程运行方式。CPU扫描用户程序，既可以用编程装置从CPU中读出，也可以由编程装置装入CPU中。用编程装置可监控程序的运行。在此位置钥匙不能拔出。

2）RUN：运行方式。CPU扫描用户程序，可以用编程装置读出并监控PLC CPU中的程序，但不能改变装载存储器中的程序。在此位置可以拔出钥匙，以防止程序在正常运行时被改变操作方式。

3）STOP：停止方式。CPU不扫描用户程序，可以通过编程装置从CPU中读出，也可以下载程序到CPU。在此位置可以拔出钥匙。

4）MRES：该位置瞬间接通，用以清除CPU的存储器。

以上方式可以通过方式选择开关来切换。1.3.4 S7-300 PLC的扩展单元

如果控制系统所需的模块数大于8块时，S7-300 PLC的中央控制器（CC）可以通过扩展单元加以扩展（但除CPU 312IFM、312C和313外），如图1-14所示。多可以有32个模块与中央控制器相连接，每个扩展单元多允许8个模块。各个扩展单元之间的通信是由接口模块（IM）相互独立地进行处理。如果工厂设备比较分散，则中央控制器和扩展单元

自20世纪60年代台PLC问世以来，PLC已很快被应用到汽车制造、机械加工、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程。经过长时间的发展和完善，PLC的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业人员所熟悉，这是一个目前任何其他工业控制器［包括集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）等］都无法与之相提并论的巨大知识资源。1.1 PLC概述与S7-200的引入

1.台PLC的出现

可编程序控制器，英文称为Programmable Logic Controller，简称PLC。

在20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：①编程方便，现场可修改程序；②维修方便，采用模块化结构；③可靠性高于继电器控制装置；④体积小于继电器控制装置；⑤数据可直接送入管理计算机；⑥成本可与继电器控制装置竞争；⑦输入可以是交流115V；⑧输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀、接触器等；⑨在扩展时，原系统只要很小变更；⑩用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出台PLC，在美国通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，PLC已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业领域。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971年日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本台PLC。1973年，西欧国家也研制出他们的台PLC。我国从1974年开始研制，于1977年开始工业应用。