西門子6ES7468-1BB50-0AA0

    (1)  I/O擴展結構
    PLC的硬件結構因其系統規模和特點不同可有多種結構形式。有整體形非總線結構和總線形組件結構兩大類。中大型系統一般均采用組件結構，而微型以及部分小型PLC則趨向于整體形非總線結構。
    ①  整體形非總線結構  80年代，PLC的結構多為組件式，由CPU、I/O及備用模塊等組合而成。現在的小型、微型PLC結構則趨向于將CPU、存儲器與I/O做成一體形結構，整體做成平板薄形，以追求低價格和便于安裝。這種結構的PLC往往采用非總線結構，追求低價格和小型化，其安裝方法也與過去不同，大多安裝到配電盤或機械之中，有的不用外殼，作成插件，以降低售價。
    ②  總線形結構　大，中型以及一部分小型PLC通常采用總線形方式，可視用戶要求進行組合以滿足不同要求，如圖1、圖2所示這種總線結構有多種形式，有采用微機總線，例如VME總線，PC總線，或開發商的總線，例如Siemens公司的S5總線等，PLC的I/O總線擴展可以有多種結構方式

   (2)　常用I/O接口及典型技術參數
    通常的PLC I/O接口分模擬量I/O和開關量（包括數字量）I/O兩大類，每一類又區分為輸入接口和輸出接口。對于大、中、小型PLC，其I/O接口往往采用組件（即模板）式進行組合。典型模板有：
    ①  直流開關量輸入模板　這是比較常用的輸入模板，模板的規格是每一塊模板帶16點或32點輸入。輸入器件的形式可以是接近開關、按鈕、選擇開關、繼電器觸點等。輸入電源由PLC內部或外部提供，典型值為24VDC。
    ②  直流開關量輸出模板　直流輸出接口模板也是經常使用的，它由大功率晶體管作為輸出驅動級，與PLC之間有光電隔離，可以帶的負載有電動機啟動器、繼電器線圈、電磁閥線圈、指示燈等。
    ③  交流開關量輸入模板　交流輸入模板與直流輸入模板一樣，板上有8路或16路輸入，用戶提供輸入器件的形式可以是按鈕、選擇開關、繼電器觸點等。每個這樣的電路，使用獨立的交流電源，電源由外部提供，典型值為120V或230VAC。
    ④  交流輸出模板　交流輸出模板可以直接用來驅動交流接觸器線圈、電動機啟動器、交流氣動閥或液壓閥等。
    ⑤  繼電器輸出模板　在開關量I/O中有一種的輸出模板就是繼電器輸出模板，其輸出的形式是繼電器的觸點，既可用來帶動直流負載（直流中間繼電器線圈、直流電磁閥等）又可帶動交流負載（交流接觸器線圈、交流氣動閥等），而且輸入與輸出之間是電隔離的，負載電壓的類型可以廣泛變化（DC24V，AC120V，AC230V）。由于有這些靈活性，因此應用十分廣泛。Siemens公司S7-300的6ES7 322-1HF20-0AA0繼電器輸出模板的技術指標如下所示。
    輸出點數：8個繼電器觸點輸出；
    光電隔離：與背板總線之間采用光電隔離；
    觸點允許連續電流：5A；
    繼電器類型：SIEMENS  V23127-D0006-A402；
    觸點通斷能力：
    電阻負載 交流250V大5A，
    電感負載 大5A；
    允許操作次數:交流230V 5A，0.1×106次；交流24V 5A， 0.1×106次；
    開關頻率：大10Hz；
    允許環境溫度：水平安裝0~60℃，垂直安裝0~40℃；
    電纜長度：大600m（1 980ft）非屏蔽電纜，大1 000m（3 300ft）屏蔽電纜；
    對繼電器的供電電壓：正常值DC24V，允許范圍20~30V；
    電流消耗：從背板總線供電，典型45mA；從＋24V供電，典型145mA；
    模板消耗功率：2.46 W。
    ⑥  模擬量輸入模板　模擬量輸入模板的功能是將來自過程的模擬量信號轉換成PLC的CPU能夠處理的數字量信號。由于過程的模擬量類型很多，例如溫度、壓力、流量、電動機的電流等，所以相適應的模擬量輸入模板的類型也很多。常用的有±50mV，±1V，±10V，0~5V，±20mA，4~20mA，熱電耦和Pt100（鉑電阻輸入）。Siemens公司S7-300的6ES7 331-7KF02-0AB0模擬量輸入模板的技術指標如下所示。
    輸入點數：8點，用于電阻測量時為4點；
    中斷：超限中斷可以設置，診斷中斷可設置通道 0 和 2；
    輸入阻抗：溫度測量或mv 輸入/10MΩ，電壓輸入/100KΩ電流輸入/25Ω；
    傳感器連接方法：雙絞線連接；
    輸入信號的數字分辨率：單極性 9/12/12/14，雙極性9+S/12+S/12+S/14+S，S為符號位；
    測量原理：積分；
    轉換原理：電壓－時間轉換（雙積分）；
    積分時間：與分辨率有關，分別為2.5/16.67/20/100 ms；
    允許輸入電壓：大20V；
    故障指示：紅色 LED 指示錯誤，可以讀出診斷信息；
    基本誤差范圍：±0.6%（0~60℃溫度范圍內）；
    屏蔽電纜長度：大200m（656ft），80mv輸入時為 50 m；
    消耗電流：背板總線供電，60 mA，從＋24V供電，典型200mA。
    ⑦　模擬量輸出模板　模擬量輸出模板是將來自PLC  CPU的數字信號轉換為模擬量信號，用來控制“過程”。與模擬量輸入模板一樣，輸出模板也有多種型號，常見的有DC±10V，±20mA，4~20mA，1~5V等輸出模板。Siemens公司S7-300的6ES7 332-7ND00-0AB0模擬量輸出模板具體的技術指標如下所示。
    輸出點數：4點；
    負載阻抗：電壓輸出，小為1 KΩ；電流輸出，（大）500Ω；
    負載接線：4線連接；
    輸出信號數字分辨率：11 位 + 符號位（在±10V，±20mA，4~20mA，1~5V 時）；12 位（在0~10V，0~20mA 時）；
    轉換時間：每個通道0.8 ms；
    允許過載能力：近似25%；
    短路保護：有；
    短路電流：近似25 mA；
    隔離測試條件：500 V DC；
    基本誤差：電壓輸出±0.2%，電流輸出±0.3%;
    供電電壓：正常值＋24V，允許范圍20~30V;
    電流消耗：背板總線，供電60 mA；從＋24V供電，典型240 mA。
    (3)　電源，機架及擴展箱
    PLC系統均包含有供系統使用的電源。根據結構的不同，有的電源自成一個單元，通過接插件與總線單元相連，提供系統使用。例如，Siemens公司S7-300的PS 307單元或S7-400的PS407單元。這兩種單元由外部230V或AC120V供電，生成DC24V穩壓輸出，供CPU和I/O模板使用，PS 307大有10A輸出能力，PS 407大有20A輸出能力，CPU單元內部能將DC24V轉換成DC9V供電路使用。PS 307和PS 407單元的負載能力較強，除了可供CPU使用外，還可以提供I/O模板（例如，24V直流輸入模板，繼電器輸出模板等）使用。

 西門子6ES7468-1BB50-0AA0

理論上如果電容存儲的能量多，可以用來釋放出來驅動電機，避免能量浪費，但是電容的容量有限，而電容的耐壓也是有限的，當母線電容的電壓高到一定程度，就可能會損壞電容了，有些還可能損壞IGBT，所以需要及時通過制動電阻來釋放電，這種釋放，是白白浪費掉的，是一種沒有辦法的做法。母線電容是個緩沖區，容納能量有限三相交流電全部整流后，接入電容，滿載運行時候，母線正常的電壓大約是倍，*=伏，這個電壓當然會實時波動的，但是低不能低于伏，否則會欠壓報警保護。

　　PLC內部集成了CPU，存儲器，I/O電路，通訊電路，開關電源等，是各部分協調工作，因此，單就PLC硬體上的維修，具有一定的學問。PLC型號眾多，但內部大同小異，原理基本一樣。今天我就以西門子S7-200PLC為例，談談PLC硬件維修的一些思路和方法，不但對工控初級維修有指導性的幫助,此文也對PLC初學者更好的理解PLC這門理論，有積極的幫助。

　　CPU板為PLC中的核心部件，也是維修當中棘手的地方，CPU板出問題會導致PLC故障燈常亮，PLC不運行，現就CPU板各元件說明如下：1：CPU元件：即中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。

　　變頻器一開，儀表信號亂跳。變頻器干擾問題四大解決方案對變頻器產生的諧波進行抑制處理，可選的濾波產品有變頻器輸入濾波器變頻器輸出濾波器變頻器輸入電抗器變頻器輸出電抗器等。在輸入電路內串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。變頻器一開，儀表信號亂跳。變頻器干擾問題四大解決方案此外，為防止變頻器干擾信號和控制回路，需要給控制器儀表和工控機采用單獨的隔離電源進行供電。其實在現場簡單方法是將儀表遠離變頻器。

驅動轉矩大對起動有利，以設置為～%較妥。制動轉矩設定數值越小，其制動力越大，適合急加減速的場合，如制動轉矩設定數值設置過大會出現過壓報警現象。

　實現指令解釋，報警處理等，和PC機的BIOS差不多，系統程序質量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。如果里面的數據丟失，或芯片損壞會引起不開機，報警現象。在平時的維修當中，ROM故障所占的比例也是很大的。

　　可以用編程器重刷固件程序（事先有備份），來解決此類問題。（2）用戶存儲器用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區）和數據存儲器（數據區）兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。

　　理論上如果電容存儲的能量多，可以用來釋放出來驅動電機，避免能量浪費，但是電容的容量有限，而電容的耐壓也是有限的，當母線電容的電壓高到一定程度，就可能會損壞電容了，有些還可能損壞IGBT，所以需要及時通過制動電阻來釋放電，這種釋放，是白白浪費掉的，是一種沒有辦法的做法。母線電容是個緩沖區，容納能量有限三相交流電全部整流后，接入電容，滿載運行時候，母線正常的電壓大約是倍，*=伏，這個電壓當然會實時波動的，但是低不能低于伏，否則會欠壓報警保護。

　　用戶程序存儲器根據所選用的存儲器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲器），其內容可以由用戶修改或增刪。用戶數據存儲器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態和數據等。
　　用戶存儲器的大小關系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標之一。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態RAM中，即隨機存儲器。