6ES7241-1AA22-0XA0大量库存

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说起（PLC）可编程控制器，相信行内的朋友是再熟悉不过了。可对于初学者或初接触者而言还是略显生疏和神秘。今天我们就跟大家一起来重温PLC的相关基础知识，并举实例针对PLC型号组成的每一个元素进行详细讲解！

PLC的概念：

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC的作用：

PLC按功能大致可分三种：1、低档机，具有逻辑运算，计时，计数，移位，自诊断，监控等功能，还具有少量的模拟量输入/输出，算术运算，数据传送与比较，远程I/O，通信等功能。2、中档机，除具备低档机的功能，还具有较强的模拟量出入/输出，算术运算，数据传送与比较，数据转换，远程I/O，子程序，通信联网等功能，还可以增设中断控制，PID控制等功能。3、大型机，除具有中档机功能外，还有符号运算（32位双精度加，减，乘，除及比较），矩阵运算，位逻辑运算（置位，，右移，左移）平方根运算及其他特殊功能函数的运算，表格传送及表格处理功能等。

实例详解：

下面我们就三菱FX1S-20MT-D这个PLC型号为例，针对其中型号的组成部分及含义进行详细讲解。

“FX1S”是三菱PLC的一个系列名称，其特点是小型紧凑，廉，但无法进相关功能扩展。

“20”是PLC的输入输出合计点数，这款PLC有12个输入点（X0-X7/X10-X13），8个输出点（Y0-Y7），共计20个点。

“M”表示基本单元。

“T”表示PLC的输出形式为晶体管输出型。除了晶体管输出型外，还有继电器输出型（通常是用“R”表示）和晶闸管输出型。看到这里，我就开始想了，这晶体管输出型有什么特点呢？晶体管输出型的特点是：开关速度快、寿命长、耐压比较小即过载能力稍差，驱动负载一般要加小型继电器（且是直流负载），一般用在精确控制和开关频率较高的场合。

“D”表示“DC电源，即：直流24V的工作电源。在国内常用较多的则为”001”电源，其表示：工作电源为交流220V的意思。

“漏型？”何谓漏型？对于DC型输入/输出回路有时只允许一种电流方向，晶体管输出也是如此。当连接外部设备时，就需要考虑极性的问题。与漏型相对的是源型，“漏型输入”是指输入端接低电平，“源型输入”是指输入端接高电平。“漏型输出”是指输出端输出低电平，“源型输出”是指输出端输出高电平。如果接光电开关或是接近开关的时候，就需注意了，光电开关和接近开关有些是需要区分NPN和PNP型的，对于漏型输入的选择NPN型，源型输入的选择PNP型。

综上所述，三菱FX1S-20MT-D所表示的含义就是：三菱FX1S系列中一款I/0点数为20点，工作电源为直流24V的晶体管输出型PLC。

反映的故障现象是：单位的压瓦机使用的我们的PLC进行控制，**段时间基本上连续运行几个小时之后，PLC就会有误动作；现在只要一启动，PLC就会误动作，生产根本无法运行。

我们立刻赶赴现场，处理过程如下：

1、首先检查了用户的电控柜，发现走线非常混乱。可以确认的一点是：信号线肯定没有接错，因为PLC曾经正常运行过。

2、黑灯瞎火的，所以暂时先将线的问题放在一边。用户启动设备，复现了故障，果然是连一个基本的压瓦过程都无法走完，频繁误动作。实际上心里已经有数了：这是典型的干扰。就看干扰到哪儿了。

3、接上笔记本，监测程序的运行。这台压瓦机的一个动作中有7个接近开关信号反馈，控制动作的进行。在程序中对每一个接近开关的信号增加了一个计数器进行计数，结果发现：在尚未完成的一个动作里，所有的计数器都有计数，较多的甚至计到了近10个。

4、现在可以肯定的是，接近开关信号遇到了干扰，导致PLC“误”动作。于是调整了一个接近开关的安装位置与走线，再次启动设备，发现这个信号仍然受到干扰。

5、于是返回来再仔细看柜内的接线并咨询现场的电工。发现电机的AC380V电源线穿越了整个柜子，无屏蔽、接地，并且与信号线在同一个线槽之内。

6、于是将AC380V的电源线更换为屏蔽线，屏蔽层单段接地，并且远离信号线进行固定。再次启动设备，连续试运行20多分钟正常。为了保险起见，修改用户程序，在程序中对7个接近开关信号都增加了几个ms的滤波时间。

7、第二天上午6点一直到下午4点多，用户连续生产无故障。于是认为故障解决，离开现场。（一直到现在，用户再没有打过电话。）

总结一下这次的现场故障，原因其实很简单。实际上目前PLC的电磁兼容性还是非常好的，但如信号受到了干扰，那么PLC就无能为力了。

另外小型PLC大多用于单机设备控制，现场使用环境甚至比中大型PLC还要恶劣（不久前我甚至在现场碰到一个用户就那么将电控柜露天放着，早晨里面的器件上甚至有结霜，我在说服用户的同时，也为我们的PLC能够正常运行而欣慰）。但只要在施工时严格按照规范进行施工，比如交、直流，强、弱电的走线，接地等等，就能够避免很多的麻烦。当然按照规范施工很麻烦，而且仍然可能发生故障，但出现故障的概率却会降低很多。另外，对于我们技术人员来说，现场遇到故障千万不能急躁，一步步分析、试验、排查，故障较终是能够排除的，大、小项目都是这样。

从结构，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经**的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其较大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受较大的底板或机架槽数限制。

电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

FX2n系列是FX系列PLC家族中较先进的系列之一。由于FX2n系列具备如下特点：较大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合**不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化应用提供较大的灵活性和控制能力。三菱FX系列PLC扩展模块是专门针对三菱FX系列支持扩展的PLC来做配套的产品。

其中包括输入输出点数扩展模块、A/D模块、D/A模块、定位模块、链接模块等.具体型号和说明如下：

FX2N-4AD：为四个输入通道的模拟特殊模块。输入通道接收模拟信号并将其转换成数字信号，这称为A/D转换，类似的模块我们叫A/D模块。反之我们叫D/A模块。

①FX2N-4AD较大分辨率是12位。 FX2N-4AD:基于电压或电流的输入/输出的选择通过用户配线来完成，可选用的模拟值范围是-10V到10VDC(分辨率5mV),并且/或者4到20mA,-20到20mA(分辨率：20μA). 

②FX2N-4AD和FX2N主单元之间通过缓冲存储器交换数据，FX2N-4AD共有32个缓冲存储器(每个16位). 

③FX2N-4AD占用FX2N扩展总路线的8个点.这8点可以分配成输入或输出.FX2N-4AD消耗FX2N主单元成有源扩展单元5V电源糟30mA的电流。 电路接线:FX2n-4AD通过扩展电缆与PLC主机相连，四个通道的外部连接则根据外部输入电压或电流量的不同而不同。 

接线应注意以下几点：

1. 外部输入为电压量信号,则将信号的+、-较分别与模块V+和VI-相连 

2.若外部输入为电流量信号,则需要把V+和I+相连。 

3.如有过多的干扰信号，应将系统机壳的FG端与FX2n-4AD的接地端相连。 性能指标 1.电源 FX2n-4AD的外接电源为24V，上下波动不得**过2.4V,电流为55mA。 2.转换特性 转换特性 3．模拟量模块的性能说明 1）4个输入点可同时使用。 （2）输入电压为-10V~+10V,如果**值**过15V，则可对单元造成损坏。 （3）12位转换以二进制补码形式存放。较大值2047，较小值-2048。 （4）分辨率电压为1/2000，5mV，电流为1/1000，20uA。 （5）总体精度1%。 （6）转换速度6~15ms。

其它型号还有：

FX2N-2DA 2通道模拟量输出模块 FX2N-2AD 2通道模拟量输入模块 FX2N-4DA 4通道模拟量输出模块 FX2N-4AD 4通道模拟量输入模块 FX2N-8AD 8通道模拟量输入模块 FX2N-4AD-PT 4通道PT型热电阻温度输入模块 

FX2N-4AD-TC 4通道K型热电偶温度输入模块 FX2N-2LC 2通道温度调节模块 FX2N-5A 4通道模拟量输入/1通道模拟量输出模块 FX2N-1HC 1通道高速计数模块 FX2N-232IF RS-232C通讯用特殊适配器 FX2N-1PG-E 1通道脉冲输出模块(100KHz) FX2N-10PG-E 1通道脉冲输出模块(1MHz) FX2N-10GM 1轴定位**模块 FX2N-20GM 2轴定位**模块 E-20TP-E-SET0FX2N-10GM和FX2N-20GM的教学编程器 

FX-PCS-VPS/WIN-E用于定位单元的编程软件 FX2N-1RM-E-SET可编程角度控制模块 

F2-720RSV无电刷分解器 FX2N-RS-5CAB连接FX2N-1RM和F2-720RSV的分解器电缆 

F2-RS-5CABEXTENSIONCABLEFORFX2N-RS-5CAB FX2N-16CCL-MCC-bbbb用的主站模块 

FX2N-32CCL CC-bbbb用的接口模块 FX2N-32ASI-MAS-I主站模块 FX2N-16LNKREMOTEI/OSYSTEMMASTERBLOCK E-GM-200CAB2MCABLE FOR SERVODRIVER E-GMJ2-200CAB1A2MCABLE bbbbR-J2SERVODRIVER FX2N-64CL-MCC-bbbb/LTMASTERBLOCK FX2N-20PSUPOWERSUPPLYUNIT(24DC,2A) FX2N-CNV-IFEXTENSIONCABLECONVERTOR(FX2TOFX2N) 

FX2N-48ER扩展单元24点输入/24点继电器输出 FX2N-48ET扩展单元24点输入/24点晶体管输出 FX2N-32ER扩展单元16点输入/16点继电器输出 FX2N-32ET扩展单元16点输入/16点晶体管输出 FX2N-16EX扩展单元16点输入 FX2N-16EYR扩展单元16点继电器输出 FX2N-16EYT扩展单元16点晶体管输出 FX2N-8ER扩展单元4点输入/4点继电器输出 FX2N-8EX扩展单元8点输入 FX2N-8EYR扩展单元8点继电器输出 FX2N-8EYT扩展单元8点晶体管输出 FX2N-CNV-BD连接FX0N模块用的转换接口 FX2N-CNV-BC连接头转换适配器 FX2N-CNV-IFFX1.FX2PLC用的扩展与FX2NPLC的连接电缆 FX2N-8AV-BD8点模拟电位器功能板 FX2N-232-BDRS-232C通讯功能板(1通道) FX2N-485-BDRS-485通讯功能板(1通道) FX2N-422-BDRS-422通讯功能板(1通道)

自从 **台PLC在GM公司汽车生产线上**应用成功以来，PLC凭借其方便性、可靠性以及低廉的价格得到了广泛的应用。但PLC毕竟是一个黑盒子，不能实时直观地观察控制过程，与DCS相比存在比较大的差距。计算机技术的发展和普及，为PLC又提供了新的技术手段，通过计算机可以实施监测PLC的控制过程和结果，让PLC如虎添翼。但是各PLC通讯介质和通讯协议各不相同，下面将简单介绍主要PLC的通讯介质和协议内容。

日系PLC

欧姆龙

欧姆龙系列PLC在中国推广的也比较多。在通讯方式上，OMRON现在主要采用两种通讯方式：

Host bbbb协议是基于串口方式进行的通讯方式。当PLC进入MONITOR方式时，上位机可以和欧姆龙PLC通讯。在和欧姆龙通讯时要注意，两次通讯之间要留一定时间，如果通讯速度过快造成PLC通讯异常。

Controlbbbb是欧姆龙PLC的一种快速通讯方式。Control bbbb通过板卡进行数据通讯，板卡之间有数据交换区，由板卡实现数据的交换从而完成数据采集功能。使用该方式通讯需配置欧姆龙的驱动。

三菱

三菱PLC的小型PLC在国内的应用非常广泛。三菱的PLC型号也比较多，主要包括FX系列，A系列和Q系列。三菱系列PLC通讯协议是比较多的，各系列都有自己的通讯协议。如FX系列中就包括通过编程口或232BD通讯，也可以通过485BD等方式通讯。其A系列和Q系列可以通过以太网通讯。当然，三菱的PLC还可以通过CC-bbbb协议通讯。

松下

松下PLC和计算机之间可以通过串口和以太网进行通讯。其采用的通讯协议是MEWTOCOL协议。如大多数日系PLC一样，MEWTOCOL协议比较简单。包括紫金桥组态软件在内的许多软件都可以从PLC中直接读取数据。

欧洲系列

西门子

西门子系列PLC主要包括其早期的S5和现在的S7-200、S7-300、S7-400等各型号PLC，早期的S5PLC支持的是3964R协议，但是因为现在在国内应用较少，除较个别改造项目外，很少有与其进行数据通讯的。

S7-200是西门子小型PLC，因为其低廉的价格在国内得到了大规模的应用，支持MPI、PPI和自由通讯口协议。

西门子300的PLC支持MPI，还可以通过PROFIBUS 和工业以太网总线系统和计算机进行通讯。如果要完成点对点通讯，可以使用CP340/341。

S7400作为西门子的大型PLC，提供了相当完备的通讯功能。可以通过S7标准的MPI进行通讯，同时可以通过C-总线，PROFIBUS和工业以太网进行通讯。如果要使用点对点通讯，S7-400需要通过CP441通讯模块。

西门子的通讯协议没有公开，包括紫金桥组态软件在内许多组态软件都支持MPI、PPI等通讯方式，PROFIBUS和工业以太网一般通过西门子的软件进行数据通讯。

施耐德（）

施耐德的PLC型号比较多，在国内应用也比较多。其通讯方式主要是支持MODBUS和MODBUS PLUS两种通讯协议。

MODBUS协议在工控行业得到了广泛的应用，已不仅仅是一个PLC的通讯协议，在智能仪表，变频器等许多智能设备都有相当广泛的应用。MODBUS经过进一步发展，现在又有了MODBUS TCP方式，通过以太网方式进行传输，通讯速度更快。

MODBUS PLUS相对于MODBUS传送速度更快，距离更远，该通讯方式需要在计算机上安装MODCON提供的SA85卡并需安装该卡的驱动才可以进行通讯。

除了上述两种方式之外，的PLC还支持如TCP/IP以太网，Unibbbway， FIPWAY，FIPIO，AS-I，Interbus-s等多种通讯方式。

美系厂家

RockwellAB

Rockwell的PLC主要是包括PLC2、PLC3、PLC5、SLC500、ControlLogix等型号，PLC2和PLC3是早期型号，现在用的比较多的小型PLC是SLC500，中型的一般是ControlLogix，大型的用PLC5系列。

DF1协议是Rockwell各PLC都支持的通讯协议，DF1协议可以通过232或422等串口介质进行，也可以通过DH、DH+、DH485、ControlNet等网络介质来传输。DF1协议的具体内容可以在AB的资料库中下载。

AB的plc也提供了OPC和DDE，其集成的软件中RSLogix中就包含DDE和OPC SERVER，可以通过上述软件来进行数据通讯。

AB的中高档的PLC还提供了高级语言编程功能，用户还可以通过编程实现自己的通讯协议。

GE

GE现在在国内用的比较多的主要是90-70和90-30系列plc，这两款PLC都支持SNP协议，SNP协议在其PLC手册中有协议的具体内容。

现在GE的PLC也可以通过以太网链接，GE的以太网协议内容不对外公开，但GE提供了一个SDK开发包，可以基于该开发包通讯