6ES7953-8LP31-0AA0

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可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求。

　　西门子PLCS7-200系列

　　一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。

　　控制规模

　　可以分为大型机、中型机和小型机。

　　西门子PLCS7-300系列

　　小型机: 小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。

　　西门子小型机有S7-200：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量248点；模拟量35路 。

　　中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。

　　西门子中型机有S7-300：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量1024点；模拟量128路 ；网络PROFIBUS；工业以太网；MPI。

　　大型机：大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。

　　西门子PLCS7-400系列

　　西门子大型机有S7-400 ：处理速度0.3ms / 1k字；

　　存贮器512k ；I/O点12672；

　　控制性能

　　可以分为高档机、中档机和低档机。

　　低档机

　　这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。

　　比如，德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。

　　中档机

　　这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。

　　比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。

　　高档机

　　这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。

　　比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。

　　结构

　　整体式

　　整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。

　　plc结构

　　控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。

　　组合式

　　组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。

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plc组合

　　叠装式

　　叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成独立的基本单元（由CPU和一定的I/O点组成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。

　　当一个电源不能满足所需的电压或电流范围时，可将两个或多个电源(或将同一电源的不同输出)并联或串联起来使用。在这种工作模式下，各电源模块间的稳压和控制电路之间的联系仍然存在，只不过一个电源作为主控方另一个电源作为受控方使用。

2、脉动与噪声

　　理想的直流电源应提供纯净的直流，然而总有一些干扰存在，比如在开关电源输出端口叠加的脉动电流和高频振荡。这两种干扰再加上电源本身产生的尖峰噪声使电源出现断续和随意的漂移。

3、过载保护

　　因为一个电源要供给不同的电路使用，这些电路的电流的流量可能是未知的，为了避免对电源的损坏，需设置保护电路的范围。

　　几乎所有的电源都具有以下特点：在超出输出范围时，要么输出保持在输出值，要么就自行关闭电源。某些程控电源除可用程序设定输出范围外，还能自动设置电源稳定输出的类型。也就是说，当外电路需要的电压或电流超过设置极*，电源可自动地由恒压源变成恒流源或由值流源变成恒压源。

4、内部阻抗

　　相对较大的电源内阻对负载来讲有两点不利，首先是不利于负载稳压电路工作，更为不利的是负载电流的任何变化都会导致直流电源输出的起伏，这种起伏对测试结果的影响同脉冲与噪声对测试结果造成的影响*相同。

5、稳定度

　　当线电压或负载电流变化肘，直流电源的输出电压也会有所起伏。稳压程度由稳压电路的参数决定，参数是指滤波电容的容量和能量释放的速率。

　　如果给电源供电的一个相对恒定的电源，那么只需基本的负载稳压。稳定度的大小一般定义为空载或满载时输出电压的百分比，或电压的变化值。

　　综上所述，西门子SITOP电源为用户提供了更稳定更可靠的供电保障。用户通过选择和使用西门子SITOP电源模块，可以为自动化控制系统的供电提供强有力的支持，从而保证了控制系统的稳定运行。在自动化控制系统电源的配置过程中，用户可以参考本文提供的方式进行配置。

西门子S7-1500 PID参数自整定实验

　　我分别用硬件CPU 1516-3PN/DP和仿真plc与FB“被控对象"组成虚拟的PID闭环，都成功地实现了PID参数自整定。

　　在PID整定窗口设置采样时间为0.3s，预调节之前PID的增益为0.3，积分时间为3s，微分时间为0s。

　　单击采样时间右边的“Start"按钮，启动测量。用右上角的选择框设置调节模式为“预调节"。用I0.0使设定值从0跳变到70%，立即单击“调节模式"区的“Start"按钮，启动预调节。

　　下图左边是预调节的曲线，红色的是PID的输出值Output，PV是过程变量，SP为阶跃设定值。预调节成功地完成后，下面的状态栏出现“系统已调节"的信息。

　　过程变量和设定值曲线基本上重合后，将调节模式修改为“调节"。单击“调节模式"区的“Start"按钮，启动调节。经过一段时间后，红色的PID输出曲线以方波波形变换，通过自动控制PID输出的幅值和频率，保证过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后，调节结束，下面的状态栏出现“系统已调节"的信息。

　　调节成功完成后，单击PID调试窗口下面的“上传PID参数"按钮，将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数"按钮，切换到组态窗口PID参数页面，可以看到调节后CPU中得到的优化的PID参数。

　　为了观察优化后的参数的控制效果，切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE，过程值下降到0以后，令I0.0为TRUE，使设定值由0跳变到70%，过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。