可编程控制系统集成培训（以S7-200为例）

1、PLC的历史 可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC） 1969年，美国的通用汽车公司（GM）公开招标，要求用 新的装置取代继电器控制装置，并提出10项招标指标，要 求编程方便、现场可修改程序、维修方便、采用模块化设 计、体积小、可与计算机通信等。同一年，美国数字设备 公司（DEC）研制出了世界上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，可编程控制器从此诞生。由于当时的PLC只能取代 继电器接触器控制，功能仅限于逻辑运算、计时、计数 等，所以称为可编程逻辑控制器。 美国电气制造商协会（NEMA）于1980年正式将其命名 为 “可编程控制器”，简称PC，由于这个名称和个人计算机 的简称相同，容易混淆，因此在我国，很多人仍然习惯称 其为PLC。 1971年日本引进这项技术，很快研制出日本第一台 PLC，欧洲于1973年研制出第一台PLC，我国从1974年开始 研制，1977年国产PLC正式投入工业应用。 进入20世纪80年代以来，随着电子技术的迅猛发展，以 16位和32位微处理器构成的微机化PLC得到快速发展，（例 如GE-FANUC的RX7i，使用的是赛扬CPU，其主频达1GHz，其 信息处理能力几乎和PC相当），使得PLC在设计、性能价格 比以及应用方面有了突破，不仅控制功能得到了增强，功 耗和体积大大减小，成本急速下降，可靠性随之提高，编 程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程输入/输出、通 信网络、数据处理和图像显示的发展，已经使得PLC普遍用 于控制复杂的生产过程。PLC已经成为工厂自动化的三大支 柱之一。 2、PLC的功能－应用场合 目前，PLC在国内外已广泛应用于机床、水处理、自动化 楼宇、钢铁、石油、化工、电力、建材、汽车、纺织机械、 交通运输、环保以及文化娱乐等各行各业。随着PLC性能价格 比的不断提高，其应用范围还将不断扩大。其应用大致可归 纳为如下几类： （1）数字量顺序控制 这是PLC最基本、最广泛应用的领域，它取代传统的继电 器顺序控制，PLC用于单机控制、多机群控制、自动化生产线 的控制，例如数控机床、注塑机、印刷机械、电梯控制和纺 织机械等。 （2）计数和定时控制 PLC为用户提供了足够的定时器和计数器，并 设置相关的定时和计数指令，PLC的计数器和定 时器精度高，使用方便，可以取代继电器系统中 的时间继电器和计数器。 （3）位置控制 大多数的PLC制造商目前都提供拖动步进电动机或伺服 电动机的单轴或多轴位置控制模块，这一功能可广泛用于 各种机械，如金属切削机床、装配机械等。 （4）模拟量处理 PLC通过模拟量的输入/输出模块实现模拟量与数字量 的转换，并对模拟量进行控制，有的还具有PID控制功 能，例如用于锅炉的水位、压力和温度控制。 （5）数据处理 现代的PLC具有数学运算、数据传递、转换、排序和查 表等功能，也能完成数据的采集、分析和处理。 （6）通信连网 PLC的通信包括PLC相互之间、PLC与上位计算机、PLC 与其他智能设备之间的通信。PLC系统与通用计算机可以 直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以 实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布 式控制系统，满足工厂自动化系统的需要。 （7）过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控 制。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶 金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 3、常用PLC介绍 在我国使用较多的PLC品牌有德国的西门子（Siemens）， 法国的施奈德（Schneider），奥地利的贝加莱（B&R），美 国的通用电气（GE-FANUC）和罗克维尔（Rockwell-AB）,日 本的三菱（Mitsubishi）、欧姆龙（Omron）、日立 （Hitachi）、光洋（Koyo）、安川、和松下（Panasonic） 等。总的来说，我国使用的小型PCL主要以日本的品牌为 主，而大中型PLC主要以欧美的品牌为主。目前我国大约95% 以上的PLC市场被国外品牌所占领。 自主品牌的PLC生产厂家有近30余家。在目前已经上市的 众多PLC产品中，还没有形成规模化的生产和名牌产品，甚 至还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。例 如，和利时、上海新华和无锡的信捷等公司生产的微型PLC 已经比较成熟，其可靠性在许多低端应用中得到了验证，但 其技术与世界先进水平还有相当的差距。 3、仿真软件的使用 仿真软件可以在计算机或者编程设备（如Power PG）中 模拟PLC运行和测试程序，就像运行在真实的硬件上一样。 西门子公司为S7-300/400系列PLC设计了仿真软件PLCSIM， 但遗憾的是没有为S7-200系列PLC设计仿真软件。下面将介 绍应用较广泛的仿真软件S7-200 SIM 2.0。