A/D、D/A转换及PID运算，实现过程控制、数字控制等功能。PLC具有通信联网功能，它不仅可以控制一台单机，一条生产线，还可以控制一个机群，许多生产线。它不但可以进行现场控制，还可以用于远程监控。与一般继电器系统比较，具有很高的性价比
(5)PLC的设计、安装、调试方便 PLC用户程序(软接线)代替硬接线，安装接线工作量少。设计人员只要有PLC就可以进行控制系统设计并可在实验室进行模拟调试；而继电器系统的调试是靠在现场改变接线进行的，十分繁琐。
(6)维修方便，维修工作量小 PLC有完善的自诊断、履历情报存储及监视功能。对于其内部工作状态、通信状态、异常状态和I/O点状态均有显示。工作人员通过这些信息可以查找故障原因，便于迅速处理。
(7)PLC体积小，能耗低。易于实现机电一体化 采用PLC实现的控制系统与同规模的继电器系统相比，开关柜的体积缩小到原来的1/10~1/2；安装方便，易于实现机电一体化；由于省去了大量的继电器，能耗也大大减小。
3.3 PLC的硬件组成
3.3.1 PLC的组成
根据结构形式的不同，PLC可分为整体式(也称单元式)和组合式(也称模块式)两类。
用户输出设备编程器盒式磁带机打印机EPROM写入器上位计算机PLC可编程终端PT…图3-1 整体式PLC的组成示意图
电源输出单元输出单元中央处理单元（CPU）用户输出设备外设接口存储器系统程序存储器用户程序存储器I/O扩展口I/O扩展单元特殊功能单元 12
整体式的PLC将中央处理单元(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I/O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机，另外还有独立的I/O扩展单元与扩展模块等与主机配合使用。整体式PLC结构紧凑、体积小，小型机常采用这种结构，整体式PLC的一般构成如图3-1所示。
3.3.2 PLC各组成部分的作用
(1)中央处理单元(CPU)
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
(2)I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI)，开关量输出(DO)，模拟量输入(AI)，模拟量输出(AO)等模块。
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常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型(4~20mA,0~20mA)、电压型(0~10V,0~5V,-10~10V)等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
(3)电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源(220VAC或110VAC)，直流电源(常用的为24VDC)。
3.4 PLC的工作原理
可编程控制器的应用程序是表达存储单元之间的相互联系的。存储单元的状态代表控制系统中的各种事件，而可编程控制器执行程序以完成既定的控制任务。
执行程序是PLC实现控制的核心工作，但在框图中却只是众多项目中的一项。这些工作项目大致可以分为以下三部分。
扫描周期出错处理程序执行阶段输出刷新阶段 输入采样阶段 输入映像寄存器 上电处理输入端CPU运行方式第RUN一条指令 最后??一条指令 输出映像寄存器第二条指令输出端PLC执行自诊断STOPCPU正常或有非致命错命便存放自诊断结果有致命错命时CPU强制为STOP方式
图3-2 PLC的运行框图
第一部分是上电处理。PLC上电后对系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模块配置检查，停电保持范围设定等。
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第二部分是扫描过程。以程序扫描执行而得名。一是扫描系统程序，二是扫描执行应用程序。每次执行应用程序前先完成输出处理，其次完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。而执行不执行应用程序还和PLC的运行状态有关。
第三部分是出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否正常，检查出异常时，CPU面板上的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描停止。
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第4章 控制系统总体设计
4.1 控制要求分析
本文用S7-200PLC对电梯进行模拟控制，只能完成电梯的部分基本功能，未考虑开关门控制(即电梯停站时不作开关门动作，直接响应外呼及内选信号)，电梯轿厢的运行方式用指示灯代替。
(1)各层设上/下呼叫按钮(最顶层和起始层只设一只)。 (2)电梯内外设有方向指示灯及电梯当前层号指示灯。
(3)轿内指令记忆。当轿厢内操纵盘上有多个选层指令时，电梯应能按顺序自动停靠，自动确定运行方向。
(4)门厅召唤指令记忆及显示。当门厅有上行或下行请求时，电梯应能对信号进行登记，并且由相应的指示灯进行显示。
(5)自动确定运行方向。当轿厢内操纵盘上，选层指令相对与电梯位置具有不同方向时，电梯应能按先入为主的原则，自动确定运行方向 。
(6)电梯停站待客。当完成全部轿厢内指令，又无层外呼梯信号时电梯应停止不动，等待乘客召唤。
4.2 硬件设计
为了实现以上控制功能，在此对PLC进行选型和电路连接，在硬件上实现控制功能要求。硬件设计包括元器件选型和电气原理图(主电气原理图和控制电气原理图)设计。
4.2.1 元件选型
a.输入元件
根据控制要求，选用7个按钮作为轿内选层按钮和门厅上下行召唤按钮，选用3个位置开关作为电梯每层的楼层位置输入。
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