模板式PLC
各部分以单独的模板分开设置，如电源模板、CPU模板、输入模板、输出模板及其他智能模板等。S7-300 PLC为串行连接，没有底板，各个模板安装在机架（导轨）上，而各个模板之间是通过背板总线连接的。这种结构的PLC配置灵活，装备方便，维修简单，易于扩扩展，可根据控制要求灵活配置所需模板，构成功能不同的各种控制系统。模板式PLC的缺点是结构较复杂，体积比较大各种插件多，因而增加了造价。
PLC控制技术代表了当今电气控制技术的世界先进水平，它与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、工业机器人并列为工业自动化的三大支柱。
作为一种通用的工业控制器，PLC可用于所有的工业领域。当前国内外已广泛地将PLC成功地应用到机械、汽车、冶金、石油、化工、轻工、纺织、交通、电力、电信、采矿、建材、食品、造纸、**、家电等各个领域，并且取得了相当可观的技术经济效益。5．PLC的发展趋势
（1）系列化、模板化
每个生产PLC的厂家几乎都有自己的系列化产品，同一系列的产品指令向上兼容，以便扩展设备容量，满足新机型的推广和使用。要形成自己的系列化产品，与其他PLC生产厂家竞争，就必然要开发各种模板，使系统的构成更加灵活、方便。一般的PLC可分为主模板、扩展模板、I/O模板以及各种智能模板等，每种模板的体积都较小，相互连接方便，使用更简单，通用性更强。
（2）小型机功能强化
从可编程控制器出现以来，小型机的发展速度大大高于中、大型PLC。随着微电子技术的进一步发展，PLC的结构必将更为紧凑，体积更小，而安装和使用更为方便。有的小型机只有手掌大小，很容易用其制成机电一体化产品。有的小型机的I/O可以以点为单位由用户配置、更换或维修。很多小型机不仅有开关量I/O，还有模拟量I/O、高速计数器、高速直接输出和PWM输出等。小型机一般都有通信功能，可联网运行。
（3）中、大型机高速度、高功能、大容量
现在对中、大型机处理数据的速度要求越来越高，OMRON公司的CV系列，每条基本指令的扫描时间为0.125微秒。而SIEMENS公司的TI555采用了多微处理器，每条基本指令的扫描时间为0.068微秒。
所谓高功能是指具有函数运算和浮点运算，数据处理和文字处理、队列、矩阵运算，PID运算及超前、滞后补偿，多段斜坡曲线生成，处方、配方、批处理，菜单组合的报警模板，故障搜索、自诊断等功能。
在存储器的容量上，OMRON公司的CV系列PLC的用户存储器容量为64K字，数据存储器容量为24K字，文件存储器容量为1M字。
（4）低成本
随着新型器件的不断涌现，主要部件成本的不断下降，人们在大幅度提高PLC功能的同时，也大幅度降低了PLC的成本。同时，价格的不断降低，也使PLC真正成为继电器的替代物
PLC的功能不断加强，以适应各种控制需要。同时，计算、处理功能的进一步完善，使PLC可以代替计算机进行管理、监控。智能I/O组件也将进一步发展，用来完成各种专门的任务（如：位置控制、温度控制、中断控制、PID调节、远程通信、音响输出等）。
（6）网络通信功能
PLC可以不再是一个孤岛，网络化和增强通信能力是PLC的一个重要发展趋势。很多工业控制产品（例如变频器）可以与PLC通信，PLC与PLC之间可以通信，通过双绞线、同轴电缆或光纤联网，信息可以传送到几十公里远的地方，通过Modem和互联网可以与世界上其他地方的计算机装置通信。
组态软件引发的上位计算机编程革命，使上位计算机与PLC交换数据信息很容易实现，节约了设计时间，提高了系统可靠性，使工作人员可以直观地监控到系统运行状态。组态软件有WinCC、Intouch、Fix、组态王、力控等。
（7）外部诊断功能
在PLC控制系统中，80%的故障发生在外围，能快速准确地诊断故障将极大减少维护时间。
1．中央处理器CPU的功能
（1）接收与存储用户由编程器输入的用户程序和数据。
（2）检查编程过程中的语法错误，诊断电源及PLC内部的工作故障。
（3）用扫描方式工作，接收来自现场的输入信号，并输入到输入映像寄存器和数据存储器中。
（4）在进入运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序，完成用户程序所规定的逻辑运算、算术运算及数据处理等操作。
（5）根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映像寄存器的内容，再经输出部件实现输出控制、打印制表或数据通信等功能。
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西门子TD200操作面板
S7-300有各种型号的CPU，适用于不同等级的控制要求，有的CPU模板集成了数字量I/O，有的同时集成了数字量的I/O和模拟量I/O。
CPU内的元件封装在一个精致的塑料壳内，面板上有状态和故障LED指示灯、模式选择开关和通信接口（参见图2-3）。微存储卡插槽可以插入容量多达数兆字节的微存储卡（MMC），用于断电后程序和数据的保存。MMC卡是CPU的装载存储器，程序和数据下载后保存在MMC卡内。2．CPU模板分类
（1）紧凑型CPU系列
S7-31xC有6种紧凑型CPU：CPU312C、CPU313C、CPU313C-2PtP、CPU313C-2DP、CPU314C-2PtP、CPU314C-2DP。它们均集成了数字量输入和输出，有的集成了模拟量的输入和输出，还有些集成了高速计数、频率测量、脉冲输出、闭环控制和定位等技术功能，脉宽调制频率高为2.5kHz。CPU运行时需要微存储卡。型号中带2DP的CPU有一个MPI接口和一个DP接口，型号中带2PtP的CPU表示有一个MPI接口和一个点对点串行通信接口。
（2）标准型CPU系列
标准型CPU包括CPU312、CPU314、CPU315-2DP、CPU315-2PN/DP、CPU317-2DP、CPU317-2PN/DP和CPU319-3 PN/DP。型号中带有PN/DP的CPU有一个PROFINET接口和一个MPI/DP接口。
（3）技术功能型CPU系列
CPU315T-2DP和CPU317T-2DP有极高的处理速度，用于对PLC性能以及运动控制功能具有较高要求的设备。除了准确的单轴定位功能外，上述两款CPU还适用于复杂的同步运动控制，一个通信接口是DP/MPI接口，另一个DP接口用于连接带PROFIBUS接口的驱动系统。技术功能型CPU还有本机集成的4点数字量输入和8点数字量输出，使用标准的编程语言编程，无需专用的运动控制语言。
（4）故障安全型CPU系列
故障安全型CPU包括CPU315F-2DP、CPU315F-2PN/DP、CPU317F-2DP和CPU317F-2PN/DP。它们用于组成故障安全型自动化系统，以满足安全运行的需要，使用内置的DP接口和PROFIsafe协议，可以在标准数据报文中传输带有安全功能的用户数据。不需要对故障安全I/O进行额外的布线，就可以实现与故障安全有关的通信。
（5）SIPLUS户外型CPU
SIPLUS CPU包括SIPLUS紧凑型CPU、SIPLUS标准型CPU和SIPLUS故障安全型CPU。这些模块可以在环境温度-25~＋70℃和含有有害气体的环境中运行。
PLC的外部工作电源一般为单相85~260V，50/60Hz交流电源，也有采用24~26V直流电源的。使用单相交流电源的PLC，往往还能同时提供24V直流电源，供直流输入使用。PLC对于外部工作电源的稳定度要求不高，一般可允许±15%左右的波动。
对于在PLC的输出端子上接的负载所需的负载工作电源，必须由用户提供。
PLC的内部电源系统一般有三类：一类是供PLC中的TTL芯片和集成运算放大器使用的基本电源（＋5V和±15V直流电源）；第二类电源是供输出接口使用的高压大电流的功率电源；第三类电源是锂电池及其充电电源。考虑到系统的可靠性及光电隔离器的使用，不同类电源具有不同的地线。此外，根据PLC的规模及所允许扩展的接口模板数，各种PLC的电源种类和容量往往是不同的。
电源模板PS307用于将120/230V交流电压转换为24V直流电压，根据输出电流的不同，有3种规格的电源模板可选：2A、5A、10A。
编程器用于用户程序的输入、编辑、调试和监视，还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部继电器状态和系统参数。它经过编程器接口与CPU联系，完成人机对话。
用PC机作编程器：目前在不需要用编程器进行实时监控的场合，经常采用能够运行STEP 7编程软件的个人计算机（台式PC机或便携式PC机）作为编程器。
由PLC生产厂家生产的专用编程器使用范围有限，价格一般也较高。在个人计算机不断更新换代的，出现了使用以个人计算机（IBM PC/AT及其兼容机）为基础的编程系统。大多数厂家只向用户提供编程软件，而个人计算机则由用户自己选择。由PLC生产厂家提供的个人计算机被改装，以适应工业现场相当恶劣的环境，如对键盘和机箱加以密封，并采用密封型的磁盘驱动器，以防止外部脏物进入计算机，使敏感的电子元件失效。这样，被改装的PC机就可以工作在较高的温度和湿度条件下，能够在类似于PLC的运行环境中长期可靠地工作。
这种方法的主要优点是使用了价格较便宜的、功能很强的通用个人计算机，有的用户还可以使用现有的个人计算机，因此，可以用少的投资获取高性能的PLC程序开发系统。对于不同厂家和型号的PLC，只需要更换编程软件即可。这种系统的另一个优点是可以使用一台个人计算机为所有的工业智能控制设备编程，还可以作为CNC、机器人、工业电视系统和各种智能分析仪器的软件开发工具。
个人计算机的PLC程序开发系统的软件一般包括以下几个部分：
编程软件：这是基本的软件，它允许用户生成、编辑、储存和打印梯形图程序和其他形式的程序。
文件编制软件：它与程序生成软件一起，可以对梯形图中的每一个触点和线圈加上英文注释，指出它们在程序中的作用，并能在梯形图中提供附加的注释，解释某一段程序的功能，使程序容易阅读和理解。
数据采集和分析软件：在工业控制计算机中，这一部分软件功能已相当普遍。个人计算机可以从PLC控制系统中采集数据，并可用各种方法分析这些数据。然后将结果用条形统计图或扇形统计图的形式显示出来。
实时操作员接口软件：这一类软件向个人计算机提供实时操作的人—机接口，被用来作为系统的监控装置，通过显示器告诉操作人员系统的状况和可能发生的各种报警信息。操作员可以通过操作员接口键盘（有时也可能直接用个人计算机的键盘）输入各种控制指令，处理系统中出现的各种问题。
仿真软件：它允许工业控制计算机对工厂生产过程进行系统仿真，过去这一功能只有大型计算机系统才有。它可以对现有的系统进行有效地检测、分析和调试，也允许系统的设计者在实际系统建立之前，反复地对系统仿真，用这个方法，及时发现系统中存在的问题，并加以修改。还可以缩短系统设计、安装和调试的总工期，避免不必要的浪费和因设计不当造成的损失。