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项目五 送料小车自动往返的PLC控制 利用可编程控制器对小车进行更优秀的控制。图5-2是用西门子S7-200 PLC控制小车往返运动的电路图。通过本项目的实施，我们了解PLC的产生、结构、工作原理、编程语言，掌握PLC的结构、端口、工作原理、基本指令、控制程序设计调试方法等基本知识和技能。 西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。 可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成 CPU：它在系统监控程序的控制下工作，通过扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映象寄存区域，PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，按指令规定的任务进行数据的传送、逻辑运算、算术运算等，然后将结果送到输出映像寄存区域。 存储器：由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 I/O单元及I/O扩展接口 外设接口电路：用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成PLC的控制网络。 电源单元：把外部电源（220V的交流电源）转换成内部工作电压。 输入接口电路 由于生产过程中使用的各种开关、按钮、传感器等输入器件直接接到PLC输入接口电路上，为防止由于触点抖动或干扰脉冲引起错误的输入信号，输入接口电路必须有很强的抗干扰能力。 光电耦合器提高抗干扰能力。 光电耦合器工作原理是：发光二极管有驱动电流流过时，导通发光，光敏三极管接收到光线，由截止变为导通，将输入信号送入PLC内部。 （1）小型继电器输出形式，这种输出形式既可驱动交流负载，又可驱动直流负载。它的优点是适用电压范围比较宽，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强。缺点是动作速度较慢，动作次数（寿命）有一定的限制。建议在输出量变化不频繁时优先选用。 （2）大功率晶体管或场效应管输出形式，这种输出形式只可驱动直流负载。它的优点是可靠性强，执行速度快，寿命长。缺点是过载能力差。适合在直流供电、输出量变化快的场合选用。 （3）双向晶闸管输出形式，适合驱动交流负载。由于双向可控硅和大功率晶体管同属于半导体材料元件，所以优缺点与大功率晶体管或场效应管输出形式的相似，适合在交流供电、输出量变化快的场合选用。 1. 输入/输出点数：可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。 2. 存储容量：PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和。 3. 扫描速度：可编程控制器采用循环扫描方式工作，完成1次扫描所需的时间叫做扫描周期。 4. 指令系统：指令系统是指PLC所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强。 5. 通信功能：通信有PLC之间的通信和PLC与其他设备之间的通信。通信主要涉及通信模块，通信接口，通信协议和通信指令等内容。 小型PLC的I/O点数小于256点，以开关量控制为主，具有体积小、价格低的优点。可用于开关量的控制、定时/计数的控制、顺序控制及少量模拟量的控制场合，代替继电器-接触器控制在单机或小规模生产过程中使用。 中型PLC的I/O点数在256～1024之间，功能比较丰富，兼有开关量和模拟量的控制能力，适用于较复杂系统的逻辑控制和闭环过程的控制。 大型PLC的I/O点数在1024点以上。用于大规模过程控制，集散式控制和工厂自动化网络。 工作方式开关有3个挡位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。 1、把方式开关切到STOP位，可以停止程序的执行。 2、把方式开关切到RUN位，可以起动程序的执行。 3、把方式开切到TERM（暂态）或RUN位，允许STEP7- Micro/WIN32软件设置CPU工作状态。 如果工作方式开关设为STOP或TERM，电源上电时，CPU自动进入STOP工作状态。设置为RUN时，电源上电时，CPU自动进入RUN工作状态。 把方式开关切换到TERM（暂态），可以使用STEP 7-Micro/WIN32编程软件设置工作方式。 在程序中插入一个STOP指令，CPU可由RUN方式进入STOP工作方式。 1.数字量扩展模块 S7-200PLC系列目前总共可以提供3大类共9种数字量输入输出扩展模块。 2. 模拟量扩展模块模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出的功能 3. 热电偶、热电阻扩展模块 4. PROFIB