西门子CPU/6ES7211-1BE31-0xB0

可编程序控制器的结构和工作原理

可编程序控制器的硬件组成

可编程序控制器种类繁多，但基本结构和工作原理相同，可编程序控制器的功能结构区由CPU（中央处理器），存储器和输入模块/输出模块三部分组成，如图1-1所示。
1.CPU的功能是完成PLC内所有的控制器和监SHI操作，中央处理器一般由控制器，运算器和寄存器组成。CPU通过数据总线，地址总线和控制总线与存储器，输入输出接口电路连接。
在PLC中使用两种类型的存储器：一种是只读类型的存储器，如EPROM何EEPROM,另一种是可读/写的随即存储器RAM.PLC的存储器分为5个区域，如下CPU型号以及输入点输出点数。
6ES7211-1BE31-0xB0 CPU 1211C   AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1AE31-0xB0 CPU 1211C   DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1HE31-0xB0 CPU 1211C   DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7212-1BE31-0xB0 CPU 1212C   AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1AE31-0xB0 CPU 1212C   DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1HE31-0xB0 CPU 1212C   DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7214-1BG31-0xB0 CPU 1214C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1AG31-0xB0 CPU 1214C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI

程序存储器的类型是只读存储器（ROM）,PLC的操作系统存放在这里，程序由制造商固化，通常不能修改。存储器中的程序负责解释和编译用户编写的程序，监控I/O口的状态，对PLC进行自诊断，扫描PLC中的程序等。系统存储器属于随即存储器（RAM），主要用于存储中间计算结果和数据，系统管理，有的PLC厂家用系统存储器存储一些系统信息，如错误代码等，系统存储器不对用户开放，I/O状态存储器属于随机存储器，用于存储I/O装置的状态信息，每个输入模块和输出模块都在I/O映像表中分配一个地址，而且这个地址是唯一的。数据存储器属于随即存储器，主要用于数据处理功能，为计数器，定时器，算术计算和过程参数提供数据存储。有的厂家将数据存储器细分为固定数据存储器和可变数据存储器。用户编程序存储器，其类型可以是随机存储器，可擦出存储器（EPROM）和点擦除存储器（EEPROM），高档的PLC还可以用FLASH。用户编程序存储器主要用于存放用户编写的程序。数据如下以及型号参数。

6ES7214-1HG31-0xB0 CPU 1214C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7215-1BG31-0xB0 CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1AG31-0xB0 CPU 1215C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1HG31-0xB0 CPU 1215C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7211-1BE40-0xB0 CPU 1211C   AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1AE40-0xB0 CPU 1211C   DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES7211-1HE40-0xB0 CPU 1211C   DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES7212-1BE40-0xB0 CPU 1212C   AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1AE40-0xB0 CPU 1212C   DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1HE40-0xB0 CPU 1212C   DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7214-1BG40-0xB0 CPU 1214C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1AG40-0xB0 CPU 1214C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1HG40-0xB0 CPU 1214C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7215-1BG40-0xB0 CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1AG40-0xB0 CPU 1215C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1HG40-0xB0 CPU 1215C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO

6ES7217-1AG40-0xB0 CPU 1217C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO

只读存储器可以用来存放系统程序，PLC断电后再上电，系统内容不变且重新执行。只读存储器也可用来固化用户程序和一些重要参数，以免因偶然操作实物而造成程序和数据的破坏或丢失。随机存储器中一般存放用户程序和系统参数。当PLC处于编程工作室，CPU从 RAM中取指令并执行。用户程序执行过程中产生的中间结果也在RAM中暂时存放。RAM通常由CMOS型集成电路组成，功耗小，但断电时统一消失，所以一般使用大量电容或后备理电磁保证掉电后PLC的内容在一定时间内不丢失。‘

   可编程序控制器的输入和输出信号可以是开关量或模拟量，输入输出接口是PLC内部弱电（low power）信号和工业现场强电（high power)信号联系的桥梁，输入输出接口主要有两个作用，一是利用内部的电隔离电路将工业现场和PLC内部进行隔离，起保护作用：二是调理信号，可以把不同的信号（如强电，弱电信号）调理成CPU可以处理的信号（5V,3.3V或2.7V等）
   输入输出接口模块是PLC系统中最大的部分，输入输出接口模块通常需要电源，输入电路的电源可以由外部提供，对于模块化的PLC还需要背板（安装机架）。
   输入输出接口电路的组成和作用，输入接口电路由接线端子，输入调理和电平转换电路，模块状态显示，电隔离电路和多路选择开关模块组成，现场的信号必须连接在输入端子才可能将信号输入到CPU中，它提供了外部信号输入的物理接口，调理和电平转换电路十分重要，可以将工业现场的信号（如强电220V AC信号）转化成电信号（CPU可以识别的弱电信号）：电隔离电路主要利用电隔离器件将工业现场的机械或者电输入信号和PLC的CPU的信号隔离，它能确保过高的电干信号和浪涌不串入PLC的微处理器，起保护作用，有三种隔离方式，用得最多的是光电隔离，其次是变压器隔离和干簧继电器隔离，当外部有信号输入时，输入模块上有指示灯显示，这个电路比较简单，当线路中有故障时，它帮助用户查找故障，因灯或LED灯的寿命比较长，所以这个灯通常是LED灯，多路选择开关接受调理完成的输入信号，并存储在多路开关模块中，当输入循环扫描时，多路开关模块中信号输送到I/O状态寄存器中。