西门子S7系列PLC概述

    PLC即可编程序控制器，最初缩写为PC (Programmable Controller)，为与个人计算机相区别，缩写改为PLC(Programmable Logic Controller)。第一台PLC是美国数字设备公司于1969年在美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的背景下研制出来的。它是一种嵌入了继电器、定时器（即时间继电器）及计数器等功能，专为工业环境下的应用而设计，且用于控制生产设备和工作过程的特殊计算机。

    随着计算机技术的发展，PLC在模拟量处理能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力方面得到了大幅度提高，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。由于PLC是一种专为工业环境应用而设计的特殊计算机，因此具有可靠性高、抗干扰能力强的特点，同时具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便且操作维护方便的优点，这是它能在工业控制中已得到广泛持久应用的根本原因。

    目前，生产PLC的厂家及品牌繁多，在我国应用较多的国外PLC厂家及主流品牌见表1-1。

    表1-1    常用国外PLC及其生产厂家

    西门子S7-200、S7-300、S7-400 PLC外观如图1-1所示。

    图1-1    西门子S7 - 200、S7 - 300、S7-400 PLC外观

   a) S7 -200 SMART b)S7 -300 c)S7 -400

    为满足工业控制要求，PLC的生产制造商不断推出形式多样的具有不同性能和内部资源的PLC。在对PLC进行分类时，通常采用以下两种方法：

   (1)按照PLC的输入/输出点数、存储器容量和功能分类，可将PLC分为小型机、中型机和大型机

    小型PLC的功能一般以开关量控制为主，其输入/输出总点数一般在256点以下，用户存储器容量在4 KB以下。现在的高性能小型PLC还具有一定的通信能力和少量的模拟量处理能力。这类PLC的特点是价格低廉，体积小巧，适用于单机或小规模生产过程的控制。例如，西门子的S7 - 200系列和新型的S7 -1200系列PLC都属于小型机。

    中型PLC的输入/输出总点数在256～1024点之间，用户存储器容量为2~64KB。中型PLC不仅具有开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，它的网络通信功能和模拟量处理能力更强大。中型机的指令比小型机更丰富，适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程的过程控制场合。例如，西门子的S7 - 300系列PLC属于中型机。

    大型PLC的输入/输出总点数在1024点以上，用户存储器容量为32KB~几MB。大型PLC的性能已经与工业控制计算机相当，它具有非常完善的指令系统，具有齐全的中断控制、过程控制、智能控制和远程控制功能，网络通信功能十分强大，向上可与上位监控机通信，向下可与下位计算机、PLC、数控机床、机器人等通信。适用于大规模过程控制、分布式控制系统和工厂自动化网络。例如，西门子的S7 - 400系列PLC属于大型机，而西门子新推出的S7 -1500系列PLC则属于中、大型PLC。

    以上划分没有一个十分严格的界限，随着PLC技术的飞速发展，某些小型PLC也具有中型或大型PLC的功能，这也是PLC的发展趋势。

   (2)根据PLC结构形式的不同，PLC主要可分为整体式和模块式两类

    整体式结构的特点是将PLC的基本部件，如CPU、输入/输出部件、电源等集中于一体，装在一个标准机壳内，构成PLC的一个基本单元（主机）。为了扩展输入输出点数，主机上设有标准端口，通过扩展电缆可与扩展模块相连，以构成PLC不同的配置。整体式结构的PLC体积小，成本低，安装方便。一般小型PLC为整体式结构。

    模块式结构的PLC由一些独立的标准模块构成，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块和各种功能模块等。用户可根据控制要求选用不同档次的CPU和各种模块，将这些模块插在机架或基板上，构成需要的PLC系统。模块式结构的PLC，配置灵活，装配和维修方便，便于功能扩展。中大型PLC通常采用这种结构。