西門子CPU中央控制單元6ES7214-2AS23-0XB8
2 PLC系統設備選型 
PLC最主要的目的是控制外部系統。這個系統可能是單個機器，機群或一個生產過程。不同型號的PLC有不同的適用范圍。根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型（數字量、模擬量等）統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有余量而不浪費資源的機型（小、中、大形機器）。并且結合市場情況，考察PLC生產廠家的產品及其售后服務、技術支持、網絡通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型。 
目前市場上的PLC產品眾多，國外有德國的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美國的GE;韓國的LG等。國產品牌有研華、研祥、合力時等。近幾年，PLC產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高。PLC 的選型應從以下幾個方面入手。 
2.1 確定PLC 控制系統的規模 
依據工廠生產工藝流程和復雜程度確定系統規模的大小。可分為大、中、小三種規模。 
小規模PLC控制系統:單機或者小規模生產過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關量為主，并且I/O點數小于128 點。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。 
中等規模PLC控制系統:生產過程是復雜邏輯控制和閉環控制，I/O點數在128——512 點之間。應該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。 
大規模PLC控制系統:生產過程是大規模過程控制、DCS系統和工廠自動化網絡控制，I/O點數在512點以上。應該選用具有通信聯網、智能控制、數據庫、中斷控制、函數運算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業現場總線結合實現工廠工業網絡的通訊和控制。 
2.2 確定PLC I/O 點的類型 
根據生產工藝要求，分析被控對象的復雜程度，進行I/O點數和I/O點的類型（數字量、模擬量等）統計，列出清單。適當進行內存容量的估計，確定適當的留有軟硬件資源余量而不浪費資源的機型（小、中、大型機器）。 
根據PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統的穩定運行是很重要的。 
電磁閥的開閉、大電感負載、動作頻率低的設備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動/停止應采用晶體管輸出。 
2.3 確定PLC編程工具 
（1） 一般的手持編程器編程。 手持編程器只能用商家規定語句表中的語句表（STL）編程。這種方式效率低，但對于系統容量小、用量小的產品比較適宜，具有體積小、價格低、易于現場調試等優點。 這主要用于微型PLC的編程。 
（2） 圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖（LAD）編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內就可應用自如，但該編程器價格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。 
（3） 計算機加PLC軟件包編程 。這種方式是效率zui高的一種方式，但大部分公司的PLC 開發軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現場調試，主要用于中高檔PLC系統的硬件組態和軟件編程。 
3 PLC控制系統的設計 
PLC 控制系統設計包括硬件設計和軟件設計。 
3.1 PLC控制系統的硬件設計 
硬件設計是PLC控制系統的至關重要的一個環節，這關系著PLC控制系統運行的可靠性、安全性、穩定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。 
（1） PLC控制系統的輸入電路設計。PLC供電電源一般為AC85—240V，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1:1隔離變壓器等）;隔離變壓器也可以采用雙隔離技術，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。 
PLC輸入電路電源一般應采用DC 24V, 同時其帶負載時要注意容量，并作好防短路措施，這對系統供電安全和PLC安全至關重要，因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行，一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路。 
（2） PLC控制系統的輸出電路設計。依據生產工藝要求，各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動停止應采用晶體管輸出，它適應于高頻動作，并且響應時間短;如果PLC 系統輸出頻率為每分鐘6 次以下，應繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。 
如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。 
當PLC掃描頻率為10次／min 以下時，既可以采用繼電器輸出方式，也可以采用PLC輸出驅動中間繼電器或者固態繼電器（SSR），再驅動負載。 
對于兩個重要輸出量，不僅在PLC內部互鎖，建議在PLC外部也進行硬件上的互鎖，以加強PLC系統運行的安全性、可靠性。 
對于常見的AC220V交流開關類負載，例如交流接觸器、電磁閥等，應該通過DC24V微小型中間繼電器驅動，避免PLC的DO接點直接驅動，盡管PLC手冊標稱具有AC220V交流開關類負載驅動能力。 
（3） PLC控制系統的抗干擾設計。隨著工業自動化技術的日新月異的發展，晶閘管可控整流和變頻調速裝置使用日益廣泛，這帶來了交流電網的污染，也給控制系統帶來了許多干擾問題，防干擾是PLC控制系統設計時必須考慮的問題。一般采用以下幾種方式: 
隔離:由于電網中的高頻干擾主要是原副邊繞組之間的分布電容耦合而成，所以建議采用1:1超隔離變壓器，并將中性點經電容接地。 
屏蔽:一般采用金屬外殼屏蔽，將PLC系統內置于金屬柜之內。金屬柜外殼可靠接地，能起到良好的靜電、磁場屏蔽作用，防止空間輻射干擾。 
布線:強電動力線路、弱電信號線分開走線，并且要有一定的間隔;模擬信號傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜。 
西門子模塊6ES71386AA000BA0 S7-200的接口模塊主要有數字量I/O模塊、模擬量I/O模塊和通信模塊。下面分別介紹這些模塊。 （一）數字量I/O模塊 數字量I/O模塊是為了解決本機集成的數字量輸入/輸出點不能滿足需要而使用的擴展模塊。S7-200PLC目前總共可以提供3大類，共9種數字量I/O模塊。 1．EM221數字量輸入擴展模塊 8DI，DC24V（直流輸入） 2．EM222數字量輸出擴展模塊 8DO，DC24V（直流輸出） 8DO，Relay（DC24V/ AC24~230V）（繼電器輸出） 3．EM223數字量混合模塊 4DI（DC24V），4DO（DC24V/2A） 4DI（DC24V），4DO（Relay 2A） 8DI（DC24V），8DO（DC24V/2A） 8DI（DC24V），8DO（Relay 2A） 16DI（DC24V），16DO（Relay 2A） 16DI（DC24V），16DO（DC24V/2A） （二）模擬量I/O模塊 模擬量I/O模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴展功能。S7-200的模擬量擴展模塊具有較大的適應性、可以直接與傳感器相連，并有很大的靈活性，且安裝方便。 1．EM231模擬量輸入模塊 4AI（電壓或電流）輸入信號的范圍由SW1、SW2和SW3設定。 2．EM232模擬量輸出模塊 2AO（電壓或電流） 3．EM235模擬量混合模塊 4AI（電壓或電流），量程由SW1~SW6設定 1AO（電壓或電流） （三）通信模塊 S7-200系列PLC除了CPU226本機集成了兩個通信口以外，其他均在其內部集成了一個通信口，通信口采用了RS-485總線。此外，各PLC還可以接入通信模塊，以擴大其接口的數量和聯網能力。 1．EM277模塊 EM277模塊是PROFIBUS-DP從站模塊，同時也支持MPI從站通訊； 2．EM241：調制解調器（Modem）通訊模塊 3．CP243-1：工業以太網通訊模塊； 4．CP243-1 IT：工業以太網通訊模塊，同時提供Web/E-mail等IT應用； 5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模塊，可連接**多62個AS-Ⅰ從站。 S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和這些擴展模塊構成的。 一般的邏輯控制系統用軟繼電器、定時器和計數器及基本指令就可以實現。利用功能指令可以開發出更復雜的控制系統，以致構成網絡控制系統。這些功能指令實際上是廠商為滿足各種客戶的特殊需要而開發的通用子程序。功能指令的豐富程度及其合用的方便程度是衡量PLC性能的一個重要指標