西门子模块6SL3100-0BE25-5AB0
虽然plc是以微处理器为基础的装置，但应用时不必从计算机的角度去深入了解，因为PLC的工作酷似一个继电器系统。只不过组成PLC的继电器、定时器和计数器等是用编程方式来实现的（称为软继电器或编程元件），PLC内部的等效继电器系统如图7.6所示。
输入端子是PLC从外部输入信号的端口。输出端子是PLC驱动外部负载的端口。
PLC内部的输入继电器（用Ｉ表示）由外部信号通过输入端子驱动。输入继电器可提供无限多对常开、常闭的软触点供内部使用。
输出继电器（用Ｑ表示）的触点与输出端子相连。通过输出端子驱动外负载。输出端子除了提供一对常开触头驱动负载以外，还可以提供无限对常开、常闭触点供内部使用。
PLC内部还备有多种类型的元器件如定时器（用Ｔ表示）、计数器（用Ｃ表示）、辅助继电器（用Ｍ表示）等。所有这些元器件都是用软件实现的，又称为编程继电器，它们都有许多用软件实现的常开、常闭触点，这些触点只能在PLC内部（即编程时）使用，虚线框内的就是用编程触点构成的控制电路，称为继电器梯形图，它是虚拟的，无实际连线，这一点需要特别注意
当plc处于正常运行时，其工作过程包括“输入采样”、“程序执行”和“输出刷新”三个阶段，如图所示。
(1) 输入采样阶段
PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输人端点，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着，进入程序执行阶段和输出刷新阶段，在此阶段输入映像寄存器与外界隔离，无论输入情况如何变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输人采样阶段，才重新写入输入端的新内容。所以一般来说，输人信号的宽度要大于一个扫描周期，否则很可能造成信号的丢失。
由此可见，输入映像寄存器的数据完全取决于输入端子上各输入点在上一刷新期间的接通和断开状态。
(2) 程序执行阶段
根据PLC梯形图程序扫描原则，一般来说，PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器中“读入”采集到的对应输入端子状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件(“软继电器”)的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。对元件映像寄存器来说，每一个元件(“软继电器”)的状态会随着程序执行过程而变化。
(3) 输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态(接通／断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过输出端子和外部电源，驱动外部负载。
由此可见，输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果，输出锁存器中的数据由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定，而输出端子的接通和断开状态，完全由输出锁存器决定。
图 PLC的工作过程
大中型plc的温度模块大大增强了系统用于温度测量和控制的能力，对于有温度测控要求的场合，无需昂贵的热电偶和热电阻变送器，用户通过配置温度模块就可以完成复杂的控制过程。
1、SM331热电阻模块
图1所示是热电阻(如Ptl00)与输入模块的4线连接回路示意图。通过端IC+和IC－将恒定电流送到电阻型温度计或电阻，通过M+和M－端子测得在电阻型温度计或电阻上产生的电压，4线回路可以获得很高的测量精度。如果接成2线或3线回路，则必须在M+和IC+之间以及在M－和IC－之间插入跨接线，不过这将降低测量结果的精度。
图1热电阻(如Ptl00)与输入模块的4线连接回路示意图
2、SM331热电偶模块
图2所示是热电偶接线示意，共可以接8路，包括B、E、J、K、L、N、R、S、T、U等，可以对特性曲线线性化进行参数设置。热电偶的温度补偿有四种方式：可设置参数；用补偿盒进行外部温度补偿；用Pt100进行外部温度补偿；进行内部温度补偿。
图2 热电偶接线
1、基本概况
S7-300的CPU用16位的二进制补码表示模拟量值。其中*高位为符号位S，“0”表示正值，“1”表示负值，被测值的精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于15位的模拟量值，低字节中幂项低的位不用。
S7-300模拟量输入模块可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号，而模拟量输出模块可以输出0～10 V、1～5 V、－10 V～10 V、0～20 mA、4～20 mA等模拟信号。
2、模拟量输入模块SM331
模拟量输入(简称模入(AI))模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模块。
SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。A/D转换部件是模块的核心，其转换原理采用积分方法，被测模拟量的精度是所设定的积分时间的正函数，也即积分时间越长，被测值的精度越高。SM331可选四档积分时间：2.5 ms、16.7 ms、20 ms和l00 ms，相对应的以位表示的精度为8、12、12和14。
SM331与电压型传感器的连接，如图1所示。
图1 输入模块与电压型传感器的连接
SM331与2线电流变送器的连接如图2a)所示，与4线电流变送器的连接如图2b)所示。4线电流变送器应有单独的电源。
图2 输入模块与2/4线变送器电流输入的连接
3、模拟量输出模块SM332
模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有三种规格型号，即4AO×l2位模块、2AO×12位模块和4AO×l6位模块，分别为4通道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、4通道的16位模拟量输出模块。
SM332可以输出电压，也可以输出电流。在输出电压时，可以采用2线回路和4线回路两种方式与负载相连。采用4线回路能获得比较高的输出精度。