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深圳市福田区英格迪电子经营部

可编程逻辑控制器 PLC 实质是一种于工业控制的计算机， 可编程逻辑控制器 PLC 其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：一、电源 　　可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 　　二、处理单元(CPU) 　　处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制**。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 　　为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 　　三、存储器 　　存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 　　存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。四、输入输出接口电路 　　1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。 　　2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 　　五、功能模块 　　如计数、定位等功能模块。 　　六、通信模块。 今天给大家讲讲S7-1500PLC的常用模块，S7-1500PLC是模块化结构设计的PLC，各个单模块之间可以进行广泛组合和扩展，它的主要组成部分有电源模块（PM/PS）、*处理器模块（CPU）、导轨（RACK）、信号模块（SM）、通信模块（CP/CM）和工艺模块（TM）等。 （1）、电源模块（PM/PS） 用于向CPU以及其扩展模块提供+24V DC电源。 PM：无背板总线、不占用槽位，无固件版本（类似PS307）PS：有背板总线，占用槽位，有固件版本（类似PS407） （2）、*处理器模块（CPU） 主要包括以下几种 标准CPU（比如：CPU1511-1PN）紧凑型CPU（比如：CPU1512C-1PN）分布式模块CPU（比如：CPU1510SP-1PN工艺型CPU（比如：CPU1511T-1PN）故障安全CPU模块（比如：CPU1511F-1PN）通过标红的字母可以区分是什么类型的CPU （3）、导轨（RACK） 是安装S7-1500各类模块的机架，是特制的异形板，标准长度为160/245...2000，可以根据实际选用。S7-300/1200/1500的导轨上无背板总线。但S7-400有背板总线，不可缺少。 （4）、存储卡（SD） 用于存储PLC程序，可由PC直接读取，不支持热插拔。50万次读取寿命，大32GB 注：S7-300的MMC，PC不能直接读取需用准用读卡器设备。 （5）、信号模块（SM） 是数字量I/O模块和模拟量I/O模块的总称。信号模块主要有SM521（数字量输入）、SM522（数字量输出）、混合模块SM523、SM531（模拟量输入）、SM532（模拟量输出）和混合模块SM534。 基本型：BA标准型：ST高性能：HF（6）、工艺模块（TM） 主要用于对实时性和存储量要求高的控制任务。 计数模块（高速输入）：TM Count2位置检测模块（高速输入）：TM Poslnput2PTO模块（高速输出）：TM PTO（7）、通信模块（CP/CM） 用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可将PLC接入以太网、PROFIBUS和AS-I网络，或用于串行通信。它可以减轻CPU处理通信的负担，并减少对通信功能的编程工作。 主要有两大类： PRIFIBUS：CM 1542-5、CP1542-5PROFINET：CM 1542-1、CP1543-1（8）ET-200分布式设备模块 是西门子基于PRIFIBUS或PROFINET的分布式控制模块，应用很广。 1、ET200SP：是一种多功能的按位模块化的分布式I/O系统，体积比较小，要安装在控制柜里。 2、ET200MP：是一种多通道的分布式I/O系统，可以使用S7-1500的模块，要安装在控制柜内，使用广泛。

PLC的硬件主要由*处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。 对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图1所示；对于模块式PLC，各部件立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。 图1 整体式PLC组成框图 图2 模块式PLC组成框图 尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。 1．处理单元（CPU） 同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。 目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。 在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面： 1） 接收从编程器输入的用户程序和数据。 2） 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。 3） 通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。 4） 从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。 5） 根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。 2．存储器 存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。 用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许LC直接采用EEPROM作为用户存储器。