XXXXXXXXXXX學(xué)院創(chuàng)新實驗論文論文題目PLC創(chuàng)新實驗指導(dǎo)教師XXXXXX姓名XXXXXX學(xué)號XXXXXXXXXXX專業(yè)電子信息工程2目錄一PLC的概述.31.1PLC的發(fā)展歷程和展望.31.2PLC的基本結(jié)構(gòu).31.3PLC的特點與應(yīng)用領(lǐng)域.51.3.1PLC的特點.51.3.2PLC的應(yīng)用領(lǐng)域.6二PLC的工作原理.62.1PLC的操作模式.62.2PLC的工作原理.7三PLC的硬件.93.1PLC的硬件.93.1.1PLC的物理結(jié)構(gòu)及分類.93.2CPU模塊中的存儲器.103.3I/O模塊.10四PLC的軟件及其編程.124.1PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu).124.2存儲器數(shù)據(jù)類型與尋址方式.134.3位邏輯指令.164.4PLC的梯形圖程序的設(shè)計.18五西門子S7-200系列PLC.215.1S7-200的簡介.215.2S7-200的特點.225.3S7-200編程元件和指令系統(tǒng).22六十字路口交通信號的自動控制設(shè)計.27七小結(jié).33八參考文獻.35九致謝.363一PLC的概述1.1PLC的發(fā)展歷程和展望1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC），研制出世界上第一臺PLC，并在GM汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用成功。1980年美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）正式將其命名為可編程控制器（ProgrammableController）,簡稱PC。國際電工委員會（IEC）于1985年的PLC標準草案第三稿中，對PLC作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。”從上述定義可以看出，PLC是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計算機通信連網(wǎng)等功能。PLC已廣泛應(yīng)用于機械，冶金，是有，化工，輕工，紡織，電力，電子，食品及交通等行業(yè)。經(jīng)驗表明，百分之八十以上的工業(yè)控制都用PLC來完成。長期以來，PLC處于工業(yè)自動化控制的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要愿意是：它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。PLC必須依靠其他新技術(shù)來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)開放性和價格。在全球工業(yè)計算機控制領(lǐng)域，圍繞開放與在開放過程控制系統(tǒng)，開放式過程控制軟件及開放式數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生了巨大的變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和基礎(chǔ)工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在PLC技術(shù)發(fā)展與提高方面做出更加開放的姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對工業(yè)用戶表現(xiàn)的非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到突破和發(fā)展，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)，從而使PLC面對各種沖擊，比以前更為健康。1.2PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC主要由CPU模塊，輸入模塊，輸出模塊，編程器和電源五部分組成（如圖1-1）。PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊任務(wù)。圖1-1PLC控制系統(tǒng)示意圖輸出模塊可編程序控制器電源指示燈電磁閥接觸器編程器CPU模塊輸入模塊選擇開關(guān)限位開關(guān)電源按鈕電源模塊現(xiàn)場輸入信號被控負載4（1）CPU模塊CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲組成。在PLC控制系中CPU模塊相當于人的大腦和心臟，其采用周期性循環(huán)掃描、分時操作的工作方式，不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出（2）I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡稱為I/O模塊，它相當于人的眼，耳，手，腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊的橋梁。I/O模塊有三個重大作用：傳遞信號，電平轉(zhuǎn)換，噪聲隔離。I/O模塊可以分為三類：模擬量I/O模塊，數(shù)字量I/O模塊，特殊I/O模塊輸入模塊（Input）輸入模塊用來接收和采集輸入信號。PLC通過輸入模塊檢測被控對象或被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為PLC對被控對象進行控制的信息依據(jù)。開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號。模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流或電壓信號。輸出模塊（Output）輸出模塊將PLC處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，以實現(xiàn)控制。開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設(shè)備。模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行機構(gòu)。（3）編程器編程器用來生成用戶程序，并用它來編輯，檢查，修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序執(zhí)行情況。編程器可以分為三類專用簡易編程器：只能輸入指令，不能圖形編程，體積小、價廉、功能簡單、通用性差專用圖形編程器：支持指令及圖形編程，功能較強，通用性差，價格貴通用計算機編程：使用專業(yè)軟件編程，通過通信電纜與PLC交換數(shù)據(jù)，功能強大，通用性強目前大多數(shù)PLC都具有智能通信接口和強大的通信功能，使用編程軟件可用在計算機屏幕上直接生成和編輯梯形圖程序或指令表程序，并可實現(xiàn)不同編程語言之間的轉(zhuǎn)換。程序編譯后通過通信電纜下載到PLC,或?qū)LC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。目前絕大多數(shù)PLC均可使用便攜電腦完成程序的開發(fā)、現(xiàn)場監(jiān)控、調(diào)試及維