在数字量（或称开关量）控制系统中，变量仅有两种相反的工作状态，例如高电平和低电平、继电器线圈的通电和断电，可以分别用逻辑代数中的1和0来表示这些状态，在波形图中，用高电平表示1状态，用低电平表示0状态。 使用继电器电路、数字电路或plc的梯形图都可以实现数字量的逻辑运算。图的上面是PLC的梯形图，下面是对应的数字门电路。 图中的I0.0~I0.4为数字输入变量，Q4.0~Q4.2为数字输出变量，它们之间的“与”、“或”、“非”逻辑运算关系如表1-1所示。“与”运算仅在输入均为1时输出才为1，“或”运算仅在输入均为0时输出才为0。“非”运算的输出与输入的状态总是相反，非运算又称为“取反”。 表 逻辑运算关系表 图 基本逻辑运算 a)与b）或c）非 用继电器电路或梯形图可以实现基本的逻辑运算，触点的串联可以实现“与”运算，触点的并联可以实现“或”运算，用常闭触点控制线圈可以实现“非”运算。 多个触点的串、并联电路可以实现复杂的逻辑运算，例如图中的继电器电路实现的逻辑运算可以用逻辑代数表达式表示为 式中的加号表示逻辑或，乘号(·)或星号（*）表示逻辑与，变量上面的横线表示“非”运算。与普通算术运算“先乘除后加减”类似，逻辑运算的规则为先“与”后“或”。为了先作“或”运算（触点的并联），用括号将“或”运算式括起来，括号中的运算优先执行。 |
我国有不少的厂家研制和生产plc，但是还没有出现具有较大影响力和有较大市场占有率的产品，目前我国使用的PLC主要是国外品牌的产品。
在全世界上百个PLC制造厂中，有几家举足轻重的公司。它们是德国的西门子(Siemens)公司．美国Rockwell自动化公司所属的A-B(Allen&Bradly)公司，GE -Fanuc公司，法国的施耐德( Schneider)公司，日本的三菱公司和欧姆龙(OMRON)公司。
与个人计算机相比，PLC的标准化较差，其软件、硬件的体系结构基本上是封闭的而不是开放的，各厂家的PLC的编程语言、寻址方式、程序结构和通信网络的差异很大，各种PLC互不兼容。国际电工委员会(IEC)的IEC 61131-3（PLC的编程语言标准）为PLC编程的标准化打下了基础。
可以在西门子自动化与驱动集团的中文网站下载西门子的PLC资料。点击该网站主页的“支持中心”的“下载中心”，可以下载各种工控产品的中英文说明书、用户手册、产品介绍和一些软件。点击下载中心的“英文资料下载”，将会打开西门子自动化的支持中心网站。在该中心的主页可以将语言设置为中文，在左边的导航窗口选择感兴趣的产品，在右边的窗口可以下载软件和手册，查看常见问题的解答和技术参数等。
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| 本文以西门子公司的S7-300/400系列大中型plc为主要讲授对象。西门子的PLC以其极高的性能价格比，在国际****占有很大的份额，在我国的各行各业得到了广泛的应用。S7-300/400属于模块式PLC，主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信处理器、电源模块和编程计算机组成，各种模块安装在机架上。通过CPU模块或通信模块上的通信接口，PLC被连接到通信网络，可以与计算机、其他PLC或其他设备通信。 1．CPU模块 CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。S7- 300/400将CPU模块简称为CPU。 2．信号模块 输入(Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块，开关量输入、开关量输出模块简称为DI模块和DO模块，模拟量输入、模拟量输出模块简称为AI模块和AO模块，它们统称为信号模块。信号模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。 输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号。模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号，或者直接接收热电阻、热电偶提供的温度信号。 开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。 CPU模块内部的工作电压一般是DC 5V，而PLC的外部输入/输出信号电压一般较高，例如DC24V或AC 220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使PLC不能正常工作。在信号模块中，用光耦合器和小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的输入、输出电路。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。 3．功能模块 为了增强PLC的功能，扩大其应用领域，减轻CPU的负担，PLC厂家开发了各种各样的功能模块。它们主要用于完成某些对实时性和存储容量要求很高的控制任务，例如高速计数、位置控制和闭环控制等。 4．接口模块 CPU模块所在的机架称为中央机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块（简称为IM）用来实现中央机架与扩展机架之间的通信。 5．通信处理器 通信处理器(简称为CP)用于PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将S7 -300/400接入各种通信网络，CP也用于实现点对点通信等。CPU模块集成有MPI通信接口，有的CPU模块还集成了其他通信接口。 6．电源模块 电源模块（简称为PS）用于将输入的AC 220V电源或DC 24V电压转换为稳定的DC24V和DC 5V电压，供其他模块和输出模块的负载使用。 7．编程设备 S7 - 300/400一般使用安装了编程软件STEP7的个人计算机作为编程设备，可以生成和编辑各种文本程序或图形程序。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。编程软件还有对网络和硬件组态、参数设置、监控和故障诊断等功能。 |