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1、3.1 PLC 概述概述 1PLC的定义可编程序逻辑控制器简称为可编程序逻辑控制器简称为PLC（ProgrammableLogicalController），），也常称为可编程序控制器即也常称为可编程序控制器即PC(ProgrammableController)，它是微机技术，它是微机技术与继电接触器常规控制概念相结合的产物，即采用了微型计算机的基本结构与继电接触器常规控制概念相结合的产物，即采用了微型计算机的基本结构和工作原理，融合了继电接触器控制的概念构成的一种新型电控器，它专为和工作原理，融合了继电接触器控制的概念构成的一种新型电控器，它专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器
2、，用来存储执行逻辑运在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。国际电工委员会国际电工委员会(IEC)曾于曾于1982年年11月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985年年1月又颁发了第二稿，月又颁发了第二稿，1987年年2月颁发了第三稿。草案中对可编程控制月颁发了第三稿。草案中对可编程控制器的定义是：器的定义是：
3、“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。备，都按易于
4、工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”2.PLC的产生和发展的产生和发展在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。对生产工艺多变的系统适应性差，一旦生产任务和工艺发生变化，就必须重对生产工艺多变的系统适应性差，一旦生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计，并改变硬件结构。新设计，并改变硬件结构。1968年美国通用汽车公司（年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制艺不断
5、变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。缩短周期。1969年美国数字设备公司年美国数字设备公司(DEC公司公司)研制出了第一台可编程控制器研制出了第一台可编程控制器PDP-14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功并取得了满意的效果，可编程控制在美国通用汽车公司的生产线上试用成功并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。器自此诞生。早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定
6、时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（通常称为可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）。随着微电子技术和计算机技术的发展，）。随着微电子技术和计算机技术的发展，20世纪世纪70年代中年代中期微处理器技术应用到期微处理器技术应用到PLC中，使中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。术运算、数据传送和数据处理等功能。20世纪世纪80年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子
7、技术的迅速发展，展，16位和位和32位微处理器应用于位微处理器应用于PLC中，使中，使PLC得到迅速发展。得到迅速发展。PLC不仅控不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。功能的名符其实的多功能控制器。自从第一台自
8、从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得，并得到了迅速的发展。目前，世界上有到了迅速的发展。目前，世界上有200多家多家PLC厂商，厂商，400多品种的多品种的PLC产品，产品，按地域可分成美国、欧洲和日本等三个流派产品，各流派按地域可分成美国、欧洲和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特产品都各具特色，如日本主要发展中小型色，如日本主要发展中小型PLC，其小型，其小型PLC性能先进，结构紧凑，价格便性能先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。著名的宜，在世界市场上占用重要地位。著名的PLC生产厂家主要有美
9、国的生产厂家主要有美国的A-B（Allen-Bradly）公司、）公司、GE（GeneralElectric）公司，日本的三菱电机）公司，日本的三菱电机（MitsubishiElectric）公司、欧姆龙（）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国的）公司，德国的AEG公司、公司、西门子（西门子（Siemens）公司，法国的）公司，法国的TE（Telemecanique）公司等。）公司等。我国的我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪世纪70年代末和年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外
10、年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并的应用逐年增多，并取得显著的经济效益，取得显著的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产化水平起到了巨大的作用。目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门门A-B公司等。公司等。从近年的
11、统计数据看，在世界范围内从近年的统计数据看，在世界范围内PLC产品的产量、销量、用量高居工业产品的产量、销量、用量高居工业控制装置榜首，而且市场需求量一直以每年控制装置榜首，而且市场需求量一直以每年15%的比率上升。的比率上升。PLC已成为工已成为工业自动化控制领域中占主导地位的通用工业控制装置。业自动化控制领域中占主导地位的通用工业控制装置。3.PLC的特点PLC技术之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，主要是因技术之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，主要是因为它具有许多独特的优点。它较好地解决了工业领域中普遍关心的可为它具有许多独特的优点。它较好地解决了工业领域中普遍关心的可
12、靠、安全、灵活、方便、经济等问题。主要有以下特点：靠、安全、灵活、方便、经济等问题。主要有以下特点：(1)可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强可靠性高、抗干扰能力强是可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。最重要的特点之一。PLC的平均无故的平均无故障时间可达几十万个小时障时间可达几十万个小时，之所以有这么高的可靠性，是由于它采用，之所以有这么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施：了一系列的硬件和软件的抗干扰措施：(2)编程简单、使用方便编程简单、使用方便目前，大多数目前，大多数PLC采用的编程语言是梯形图语言，它是一种面向生产、采用的编程语言是梯形图语言，
13、它是一种面向生产、面向用户的编程语言。梯形图与电器控制线路图相似，形象、直观，面向用户的编程语言。梯形图与电器控制线路图相似，形象、直观，不需要掌握计算机知识，很容易让广大工程技术人员掌握。当生产流不需要掌握计算机知识，很容易让广大工程技术人员掌握。当生产流程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活。同时，程需要改变时，可以现场改变程序，使用方便、灵活。同时，PLC编编程器的操作和使用也很简单。这也是程器的操作和使用也很简单。这也是PLC获得普及和推广的主要原因获得普及和推广的主要原因之一。之一。(3)功能完善、通用性强功能完善、通用性强现代现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制
14、等功能，而且还具有不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能，而且还具有A/D和和D/A转换、数值运算、数据处理、转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网以等许多功能。控制、通信联网以等许多功能。同时，由于同时，由于PLC产品的系列化、模块化，有品种齐全的各种硬件装置供用户产品的系列化、模块化，有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成满足各种要求的控制系统。选用，可以组成满足各种要求的控制系统。(4)设计安装简单、维护方便设计安装简单、维护方便由于由于PLC用软件代替了传统电气控制系统的硬件，控制柜的设计、安装接线用软件代替了传统电气控制系统的硬件，控制柜的设计、安装接线工作量大为
15、减少。工作量大为减少。PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，缩短了的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，缩短了应用设计和调试周期。在维修方面，由于应用设计和调试周期。在维修方面，由于PLC的故障率极低，维修工作量很的故障率极低，维修工作量很小；而且小；而且PLC具有很强的自诊断功能，如果出现故障，可根据具有很强的自诊断功能，如果出现故障，可根据PLC上指示或上指示或编程器上提供的故障信息，迅速查明原因，维修极为方便。编程器上提供的故障信息，迅速查明原因，维修极为方便。(5)体积小、重量轻、能耗低体积小、重量轻、能耗低由于由于PLC采用了集成电路，其结构紧凑、体积小、能耗低，因而是实现
16、机电采用了集成电路，其结构紧凑、体积小、能耗低，因而是实现机电一体化的理想控制设备。一体化的理想控制设备。4.PLC的分类的分类PLC一般可从其一般可从其I/O点数、结构形式和功能三方面进行分点数、结构形式和功能三方面进行分类：类：(1)根据根据PLC的的I/O点数，点数，PLC分为小型、中型和大型三类。分为小型、中型和大型三类。小型小型PLCI/O点数为点数为256点以下的为小型点以下的为小型PLC（其中（其中I/O点数小于点数小于64点的为超小型或微型点的为超小型或微型PLC）中型中型PLCI/O点数为点数为256点以上、点以上、2048点以下的为中型点以下的为中型PLC大型大型PLCI/
17、O点数为点数为2048以上的为大型以上的为大型PLC（其中（其中I/O点数超过点数超过8192点的为超大型点的为超大型PLC）这个分类界限不是固定不变的，它随这个分类界限不是固定不变的，它随PLC的发展而变化。的发展而变化。(2)按结构形式分类按结构形式分类可分为整体式和模块式两类。可分为整体式和模块式两类。整体式整体式PLC：将电源、：将电源、CPU、存储器及、存储器及I/O等各个功能集成在一个等各个功能集成在一个机壳内。其特点是结构紧凑、体积小、价格低，小型机壳内。其特点是结构紧凑、体积小、价格低，小型PLC多采用这多采用这种结构。整体式种结构。整体式PLC一般配有许多专用的特殊功能模块，
18、如模拟量一般配有许多专用的特殊功能模块，如模拟量I/O模块、通信模块等。小型模块、通信模块等。小型PLC一般采用这种整体式结构。一般采用这种整体式结构。模块式模块式PLC：将电源模块、：将电源模块、CPU模块、模块、I/O模块作为单独的模块安模块作为单独的模块安装在同一底板或框架上的装在同一底板或框架上的PLC是模块式是模块式PLC。其特点是配置灵活、。其特点是配置灵活、装配维护方便，大、中型装配维护方便，大、中型PLC多采用这种结构，例如西门子多采用这种结构，例如西门子S7-300系列的系列的PLC。(3)按功能分类按功能分类低档低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等具有
19、逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统单机系统中档中档PLC具有低档具有低档PLC功能外，具有较强的模拟量输入功能外，具有较强的模拟量输入/输出、算输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、功能。有些还增设中断、PID控制等功能控制等功能。
20、高档高档PLC具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。5.PLC的应用领域的应用领域PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性
21、的特点，已成为自动化工程的核心设备。的核心设备。PLC成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位,PLC成为成为现代工业自动化的三大技术支柱（现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、机器人、CAD/CAM）之一。之一。(1).开关量逻辑控制开关量逻辑控制利用利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等，例如：机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、于单机控制、多机
22、群控制、生产自动线控制等，例如：机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC最基本的应用，也是最基本的应用，也是PLC最广泛的应用领域。最广泛的应用领域。(2).运动控制运动控制大多数大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于各种机都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于各种机械设备，如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。械设备，如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。(3).过程控制过程控制大、中型大、中型PLC都具有多路模拟量都具有多路模拟量I/O模块和
23、模块和PID控制功能，有的小型控制功能，有的小型PLC也具有模拟量输入输出。也具有模拟量输入输出。所以所以PLC可实现模拟量控制，而且具有可实现模拟量控制，而且具有PID控制功能的控制功能的PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。(4).数据处理数据处理(5).通信联网通信联网3.2PLC的基本结构1.PLC的硬件组成的硬件组成PLC的硬件主要由中央处理器（的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单）、存储器
24、、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，中，CPU是是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入输入/输出设备与输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。编程器、上位计算机等外设连接。对于整体式对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。无论是哪种结构类型的安装在
25、机架或导轨上。无论是哪种结构类型的PLC，都可，都可根据用户需要进行配置与组合。根据用户需要进行配置与组合。PLC之所以能在恶劣的工业环境中可靠地工作，之所以能在恶劣的工业环境中可靠地工作，I/O接口接口技术起着关键的作用。技术起着关键的作用。I/O模块的种类很多，这里仅介绍模块的种类很多，这里仅介绍开关量开关量I/O接口模块的基本电路及其工作原理。接口模块的基本电路及其工作原理。数字量输入接口电路数字量输入接口电路输入信号的电源均可由用户提供，直流输入信号的电源也输入信号的电源均可由用户提供，直流输入信号的电源也可由可由PLC自身提供。主要包括光电隔离器和输入控制电路。自身提供。主要包括光电
26、隔离器和输入控制电路。光电隔离器有效的隔离了外输入电路与光电隔离器有效的隔离了外输入电路与PLC间的电的联间的电的联系，具有较强的抗干扰能力。各种有触点和无触点的开关系，具有较强的抗干扰能力。各种有触点和无触点的开关输入信号经光电隔离器转换成控制器（由输入信号经光电隔离器转换成控制器（由CPU等组成）等组成）能够接受的电平信号，输入到输入映像区（输入状态寄存能够接受的电平信号，输入到输入映像区（输入状态寄存器）中。器）中。数字量输出接口电路数字量输出接口电路数字量输出接口电路（见图数字量输出接口电路（见图3-4）按照）按照PLC的类的类型不同一般分为继电器输出型、晶体管输出型和型不同一般分为继
27、电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型晶闸管输出型3类以满足各种用户的需要。其中继类以满足各种用户的需要。其中继电器输出型为有触点的输出方式，可用于直流或电器输出型为有触点的输出方式，可用于直流或低频交流负载低频交流负载,但其响应时间长，动作频率低；但其响应时间长，动作频率低；晶体管输出型和晶闸管输出型都是无触点输出方晶体管输出型和晶闸管输出型都是无触点输出方式，前者适用于高速、小功率直流负载，后者适式，前者适用于高速、小功率直流负载，后者适用于高速、大功率交流负载。用于高速、大功率交流负载。若输入电路采用PLC内部提供的直流电源，数字量输入/输出接口电路等效结构如下图。2.PLC的软件组成的
28、软件组成PLC的软件由系统程序和用户程序组成。的软件由系统程序和用户程序组成。系统程序由系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。系统程序是由系统程序是由PLC的制造者采用汇编语言编写的，固化于的制造者采用汇编语言编写的，固化于ROM型系统型系统程序存储器中，用于控制程序存储器中，用于控制PLC本身的运行，用户不能更改。本身的
29、运行，用户不能更改。系统程序分为系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块和系系统程序分为系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块和系统调用程序。统调用程序。PLC的用户程序是用户利用的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程的编程语言，根据控制要求编制的程序。在序。在PLC的应用中，最重要的是用的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。以实现控制目的。由于由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，技术人
30、员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。3.PLC的编程语言的编程语言PLC编程语言是多种多样的，对于不同生编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图、功能块图表达方式编
31、程语言，如梯形图、功能块图等。等。交流异步电动机直接启动电路图交流异步电动机直接启动相应梯形图两种图基本表示思想是一致的，具体表达方式有一定区别。PLC的梯形图使用的是内部继电器，定时计数器等，都是由软件来实现的，使用方便，修改灵活，是原电器控制线路硬接线无法比拟的。语句表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，语句表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。下面是与PLC梯形图对应的语句表。语句表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，
32、便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。语句表适合于经验丰富的程序员使用，可以实现某些梯形图不能实现的功能。3.3PLC的工作原理3.3.1 扫描工作方式PLC采用扫描工作方式，每一个扫描周期包括依次执行的5（或4）个阶段。PLC扫描方式的好处是，程序执行阶段，输入值是固定的，程序执行完后再用输出映像寄存器的值更新输出点，使系统的运行稳定；用户程序读写I/O映像寄存器比读写I/O点快，提高程序执行速度；I/O点必须按位存取，而映像寄存器可按位、字节、字、双字来存取。PLC扫描周期的长短，主要取决
33、于程序长短，一般PLC工作周期为2040毫秒，这对一般工作设备没有什么影响，例如用接触器控制一台电动机，从电流流入接触器线圈，使触头完成动作需要3040毫秒左右，因此，PLC的周期工作方式在实际应用中其速度在多数情况下是不成问题的。从PLC的周期工作方式可见，PLC与继电接触器控制的工作方式不同，对于继电接触器电路，全部电器动作可以看成是平行执行的，或者说是同时执行的；而PLC是以周期方式工作，即串行方式工作，PLC的电器动作按串行工作方式可避免继电接触器控制方式的触点“竞争”和“时序失配”问题。3.3.2S7-200PLC的工作方式S7-200PLC的工作方式有3种：RUN、STOP、TER
34、M(终端)方式，可用CPU模块上的方式开关改变工作方式，方式开关在STOP或TERM位置时上电，自动进入STOP方式；在RUN位置上电自动进入RUN方式PC-PLC之间建立起通信连接后，若方式开关在RUN或TERM位置,可用编程软件改变CPU的工作方式。在程序中插入STOP指令，可使CPU由RUN方式进入STOP方式。在实验时向PLC写自己的程序时应把PLC方式设置为STOP方式。3.3.3PLC的I/O滞后现象从PLC工作过程的分析中可知，由于PLC采用循环扫描的工作方式，而且对输入和输出信号只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入并集中输出，所以必然会产生输出信号相对输入信号的滞后现象。滞
35、后时间（响应时间）是从PLC的输入端有一个输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入信号的变化做出反应需要一段时间。滞后时间是设计PLC控制系统时应了解的一个重要参数。滞后时间的长短与以下因素有关：1.输入滤波器对信号的延迟作用。由于PLC的输入电路中设置了滤波器，并且滤波器的时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。从输入端ON到输入滤波器输出所经历的时间为输入ON延时。有些PLC的输入电路滤波器的时间常数可以调整。2输出继电器的动作延迟。对继电器输出型的PLC，把从锁存器ON到输出触点ON所经历的时间称为输出ON延时，一般需十几毫秒。所以在要求输入/输出有较快响应的场合，最好不要使用继电器输出
36、型的PLC。3PLC的循环扫描工作方式。扫描周期越长，滞后现象越严重。一般扫描周期只有十几毫秒，最多几十毫秒，因此在慢速控制系统中可以认为输入信号一旦变化就立即能进入输入映像寄存器中。如果某些设备需要输出对输入做出快速响应时，可采取快速响应模块、高速计数模块以及中断处理等措施来尽量减少滞后。3.4PLC控制系统与电器控制系统的比较PLC控制系统与电器控制系统相比，有许多相似之处，也有许多不同。不同之处主要在以下几个方面：1.从控制方法上看，电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。另
37、外，继电器的触点数量有限，所以电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。2.从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性
38、循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。3从控制速度上看，继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。4从定时和计数控制上看，电器控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。5从可靠性和可维护性上看，由于电器控制系统（如图3-16）使用了大量的机械触点，其存在机械磨损、电弧烧伤等，寿命短，系统的连线多，所以可靠性和可维护性较差。而PLC控制系统（如图3-17）大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。
