西门子PLC及变频器

1西门子 PLC 及变频器1.1PLC 的背景以前传统的生产机械自动控制采用的是继电器控制，继电器控制系统有很多优点：结构简单、价格低廉、容易操作等等。它适用于工作模式固定，要求比较简单的场合，目前来说应用还比较宽广。后来随着工业生产的迅猛发展， 日益竞争激烈的市场， 产品更新换代的周期也日趋缩短。 由于传统的继电器控制系存在一些缺点如：设计周期长， 维修和改变控制逻辑困难等， 因此工业现代化发展的需要也越来越不能适应，人们非常急切地需要新一种从未出现过的先进的自动控制装置。于是1969 年，美国数字化设备公司研制出第一台可编程控制器，并成功地应用到美国通用汽车公司的生产线上，效果显著，美国是可编程控制器生产大国，有100 多家可编程控制器厂商，已然开创了 PLC 新世界【1】。1974 年我国开始研制 PLC,1977 年我国在工业应用领域着手推广PLC。人们最初的目的是替代继电模块，然而从1968 年以后， PLC 的功能逐渐代替了继电器控制板，现代PLC 有着各种强大便利的功能，PLC 未来的发展在工业自动化中有着无比重要的位置。1.2PLC 的硬件组成本文中采用的 PLC 是西门子公司生产的S7-200 系列的小型 PLC ，灵活小巧的结构，运行速度快，也可以单机运行。PLC 硬件主要由（ 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PLC 的核心是 CPU，输入单元与输出单元连接现场输入 /输出设备与 CPU 之间的接口电路的是输入单元与输出单元，通信接口都是用在与编程器、上位计算机等外设连接上。如图3.1 为 PLC 硬件组成图 1.1 PLC 硬件组成1.3PLC 的工作原理PLC 基本工作模式有两种程序，运行工作模式和停止模式PLC 可编程逻辑控制器根据用户对设计需要所编写的程序，进行相应的智能控制， 用以实现用户的要求，大多数生产工艺都需要输出实时跟随输入变化，实现数据更新，PLC对用户程序不仅仅执行一次， 而是反复循环扫描顺序逻辑执行，直至接受到停止信号为止。由于工艺要求，本次设计采用小型PLC 控制，小型 PLC 工作过程有两个显著特点， 周期性循环扫描和集中批处理，PLC 在运行状态下， 总是需要周期性循环扫描用户程序， 根据用户程序的逻辑顺序或跳转执行，时刻保持系统的稳定性可靠性。集中批处理，就是对输入采样，执行用户程序、输出刷新采取在一个扫描周期阶段对输入信号等有效信息进行集中采集处理。PLC 启动后，对内部进行初始化，检查无误后，开始进入周期循环扫描过程。如图3.2 PLC 工作原理图 1.2 PLC 工作原理