西门子CPU模块6ES7512-1DM03-0AB0

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PLC系统的开关量输出信号一般包括系统信号、指示信号和设备控制信号3大类。系统信号直接输出到其他PLC控制系统、DCS系统和计算机测控系统等，用于联络其他系统实现协调、握手或控制作用。指示信号一般包括设备状态、生产状态、运行状态和控制方式等，一般使用指示灯进行显示。设备控制信号包括电机接触器、电磁阀、比例阀和调节阀等各类阀体的控制。接触器和电磁阀一般使用开关量进行控制，比例阀和调节阀使用4～20mA电流信号进行控制。由此可见，PLC输出回路是PLC输出控制信号的通路，设计输出回路时可参考以下原则和方法：

①规划每张输出回路图的输出点数。与输入回路图类似，大多数PLC采用八进制编址、8位字节或16位字进行1/O编址，因此，在A4规格的图纸中设计8点输出回路比较合适。

②按照输出编址表的顺序依次设计输出回路图。在设计过程中，考虑到系统信号、显示信号和设备控制信号的隶属关系和相互关系，可能需要调整输出编址表。有时将交叉进行编址表的调整和输出回路图的设计。

③输出到外部的控制信号，必须分配接线端子，属于柜内的输出信号，如指示灯，则不经过端子。

④为了清楚地表达输出回路的逻辑关系，有时需要设计不属于本系统而属于其他系统的电气元件和连接关系，此时应将这些元件放在虚线框内。

⑤对于指示灯输出回路，无论是继电器输出型PLC还是晶体管输出型PLC，都可直接驱动指示灯，不必设计中间继电器。

⑥无论是AC220V的电磁阀，还是DC24V的电磁阀，为了提高系统的可靠性，一般在输出回路的设计中都增加一级中间继电器。如果驱动DC24V的电磁阀，应在电磁阀的线圈两端反向并联1支二极管，为线圈断开过程产生的反电势提供续流回路，保护触点并防止触点在断开时刻产生火花。如果驱动AC 220V电磁阀，电磁阀的线圈两端并联相应的阻容吸收电路。

⑦接触器的线圈电压一般为AC220V或AC380V，因此，在输出回路的设计中必须增加一级中间继电器，使用中间继电器的触点为接触器施加AC220V或AC380V的线圈电压。

⑧矩阵式输出回路的设计。当PLC系统的输出点数不够用时，可采用矩阵式输出，其原理如图5-3所示。用于输出矩阵行信号和列信号所对应的PLC的输出公共端必须连在一起，并和DC24V的负端连接，才能形成回路。图5-3使用Y10～Y13输出行信号，使用Y14～Y17输出列信号。例如，要点亮指示灯HL5，则Y10=OFF，Y15=ON，此时的DC 24V正端经过限流电阻、指示灯HL5，Y15的内部晶体管流回DC24V的负端，由此形成一个电流通路，因此指示灯亮。为了稳定地点亮所有指示灯，必须动态地输出行信号和列信号，刷新4行或4列信号的周期应小于或等于20ms，否则会出现闪烁。

⑨模拟量输出回路。一般PLC系统的模拟量输出模块可直接输出0～10V、-10～十10V等电压信号或0～20mA、4～20mA或一20～ 20mA等电流信号。在PLC系统中，一般采用电流信号，以提高模拟量输出信号的抗干扰能力。对于存在大功率电机、变频器等设备的场合，模拟量输出回路也应使用屏蔽线，并设计屏蔽接地。

(1)端子图的设计

端子图一般以表格的形式汇总电源图、输入回路和输出回路中使用的端子、信号名称及其线号。端子号一般每隔5节按1，5，10，…进行编号，便于查找。线号和信号名称应与输入、输出回路图中的标准一致。

(2)面板布局图

操作人员通过操作面板进行操作，因此，对面板上的元件进行合理布局是非常重要的。一般遵循以下原则和方法：

①简洁、完整、对称、协调，便于操作。

②按钮、选择开关和指示灯的横向间距、纵向间距一般取80mm为宜，避免太密而发生误操作。

③相对动作的按钮应该相邻排列，例如，左移和右移按钮应横向左右排列，上升和下降按钮可按上下垂直排列。

④相应的动作指示灯应位于其动作按钮的上方，使其动作显示直观明了。

⑤多级液位指示灯应垂直排列，便于直观显示液位情况，多个行程开关的指示可依据行程开关的实际动作方向进行垂直排列或横向排列。

(3)底版元件安装图

一般以简图的形式大致绘出元件在底版上的安装位置。

(4)柜体结构图

一般以简图的形式向柜体生产厂家表明柜体的基本尺寸、结构形式和工艺要求。

 当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式。

    用扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从**条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。

PLC的扫描工作方式与电器控制的工作原理明显不同。电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式，如果某个继电器的线圈通电或断电，那么该继电器的所有常开和常闭触点不论处在控制线路的哪个位置上，都会立即同时动作；而PLC采用扫描工作方式（串行工作方式），如果某个软继电器的线圈被接通或断开，其所有的触点不会立即动作，必须等扫描到该时才会动作。但由于PLC的扫描速度快，通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。