西门子CPU模块6ES7321-1BP00-0AA0 西门子CPU模块6ES7321-1BP00-0AA0
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西门子CPU模块6ES7321-1BP00-0AA0
S7-300是SIMATIC控制器中销售量**多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说，S7-300 是用于集中式或分布式结构的优化解决方案。坚持不懈的创新和改革使S7-300这个广泛应用的自动化平台能持续不断的升值概述。
一、S7-300 PLC系统组成
系统组成：
|
电源模块 (PS)
（选件） |
|
为S7-300/ET 200M 提供电源
将120/230V交流电压转变到所需要的24伏直流工作电压 输出电流2A、5A、10A |
| 中央处理单元 (CPU) |
|
多种CPU，有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通讯接口等。 |
|
接口模块 (IM) ? |
|
用于连接多机架配置的 SIMATIC S7-300 的机架。 **多配置4个机架。每个机架**多可以插入8个模块。在4个机架上**多可安装32个模块。
IM 365
IM 365/IM 361 |
| 信号模块 (SM) |
|
用于数字量和模拟量输入/输出 |
| 通讯处理器 (CP) |
|
用于连接网络和点对点连接 |
| 功能模块 (FM) |
|
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。 |
| 存储器 |
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MMC |
| DIN标准导轨 |
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用于模块安装 |
| 前连接器 |
|
用于简单而方便地连接传感器和执行器
更换模块时允许保持接线
采用编码元件以避免更 分为20针、40针两种 |
S7－300主要支持的硬件有：
??（1）电源（PS）
??电源模块提供了机架和CPU内部的供电电源，置于1号机架的位置。
??（2）中央处理器（CPU）
??CPU存储并处理用户程序，为模块分配参数，通过嵌入的MPI总线处理编程设备和PC、模块、其它站点之间的通讯，并可以为进行DP主站或从站操作装配一个集成的DP接口。置于2号机架。
??（3）接口模块（IM）
??接口模块将各个机架连接在一起。不同型号的接口模块可支持机架扩展或PROFIBUS?DP连接。置于3号机架，没有接口模块时，机架位置为空。
??（4）信号模块（SM）
??通常称为I/O（输入/输出）模块。测量输入信号并控制输出设备。信号模块可用于数字信号和模拟信号，还可用于进行连接，如传感器和启动器的连接。
??（5）功能模块（FM）
??用于进行复杂的、重要的但独立于CPU的过程，如：计算、位置控制和闭环控制。
??（6）通讯处理器（CP）
??模块化的通讯处理器通过连接各个SIMATIC站点，如：工业以太网，PROFIBUS或串行的点对点连接等。
??后三个模块在机架上可以任意放置，系统可以自动分配模块的地址。
??需要说明的是，每个机架**多只能安装8个信号模块、功能模块或通讯模块。如果系统任务超过了8个，则可以扩展机架（每个带CPU的中央机架可以扩展3个机架）。?
?各个模块的性能具体如下：
??（1）电源模块（PS）
??电源模块用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
??（2）CPU模块
??各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
?以上只是列出了部分指标，设计时还要参看相应的手册。
??（3）接口模块
??接口模块用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
??（4）信号模块
??信号模块用于数字量和模拟量输入/输出，又分DI/DO（数字量输入/输出）和AI/AO（模拟量输入/输出）模块。
??①数字量输入模块：
??②数字量输出模块：
??③数字输入/输出模块：
??④继电器输出模块：
??⑤模拟量输入模块
??⑥模拟量输出模块：
??⑦模拟量输入/输出模块：
??（5）功能模块
??西门子S7－300功能模块模块适用于各种场合，功能块的所有参数都在STEP7中分配，操作方便，而且不必编程。包括：计数器模块（FM350），定位模块（FM351），凸轮控制模块（FM352），闭环控制模块（FM355）等许多用于特定场合的模块。
??（6）通讯模块（CP）
??S7－300通讯模块是用于连接网络和点对点通讯用的专用模块，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通过PROFIBUS通讯的模块CP343－5，用于S7－300和工业以网通讯的模块CP343－1及CP343－1 IT等
| 6ES7312-1AE13-0AB0 | CPU312，32K内存 |
| 6ES7312-5BE03-0AB0 | CPU312C，32K内存 10DI/6DO |
| 6ES7313-5BF03-0AB0 | CPU313C，64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7313-6BF03-0AB0 | CPU313C-2PTP，64K内存 16DI/16DO |
| 6ES7313-6CF03-0AB0 | CPU313C-2DP，64K内存 16DI/16DO |
| 6ES7314-1AG13-0AB0 | CPU314,96K内存 |
| 6ES7314-6BG03-0AB0 | CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7314-6CG03-0AB0 | CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7315-2AG10-0AB0 | CPU315-2DP, 128K内存 |
| 6ES7315-2EH13-0AB0 | CPU315-2 PN/DP, 256K内存 |
| 6ES7317-2AJ10-0AB0 | CPU317-2DP,512K内存 |
| 6ES7317-2EK13-0AB0 | CPU317-2 PN/DP,1MB内存 |
| 6ES7318-3EL00-0AB0 | CPU319-3 PN/DP,1.4M内存 |
| 6ES7 953-8LF20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LG11-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LJ20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LL20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LM20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LP20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC) |
| 开关量模板 | |
| 6ES7 321-1BH02-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH10-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH50-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC，源输入） |
| 6ES7 321-1BL00-0AA0 | 开入模块（32点，24VDC） |
| 6ES7 321-7BH01-0AB0 | 开入模块（16点，24VDC，诊断能力） |
| 6ES7 321-1EL00-0AA0 | 开入模块（32点，120VAC） |
| 6ES7 321-1FF01-0AA0 | 开入模块（8点，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1FF10-0AA0 | 开入模块（8点，120/230VAC）与公共电位单独连接 |
| 6ES7 321-1FH00-0AA0 | 开入模块（16点，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1CH00-0AA0 | 开入模块（16点，24/48VDC） |
| 6ES7 321-1CH20-0AA0 | 开入模块（16点，48/125VDC） |
| 6ES7 322-1BH01-0AA0 | 开出模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 322-1BH10-0AA0 | 开出模块（16点，24VDC）高速 |
| 6ES7 322-1CF00-0AA0 | 开出模块（8点，48-125VDC） |
| 6ES7 322-8BF00-0AB0 | 开出模块（8点，24VDC）诊断能力 |
| 6ES7 322-5GH00-0AB0 | 开出模块（16点，24VDC，独立接点，故障保护） |
| 6ES7 322-1BL00-0AA0 | 开出模块（32点，24VDC） |
| 6ES7 322-1FL00-0AA0 | 开出模块（32点，120VAC/230VAC） |
| 6ES7 322-1BF01-0AA0 | 开出模块（8点，24VDC，2A） |
| 6ES7 322-1FF01-0AA0 | 开出模块（8点，120V/230VAC） |
| 6ES7 322-5FF00-0AB0 | 开出模块（8点，120V/230VAC，独立接点） |
| 6ES7 322-1HF01-0AA0 | 开出模块（8点,继电器,2A） |
| 6ES7 322-1HF10-0AA0 | 开出模块（8点,继电器,5A，独立接点） |
| 6ES7 322-1HH01-0AA0 | 开出模块(16点,继电器) |
| 6ES7 322-5HF00-0AB0 | 开出模块（8点,继电器,5A，故障保护） |
| 6ES7 322-1FH00-0AA0 | 开出模块（16点，120V/230VAC） |
| 6ES7 323-1BH01-0AA0 | 8点输入，24VDC；8点输出，24VDC模块 |
| 6ES7 323-1BL00-0AA0 | 16点输入，24VDC；16点输出，24VDC模块 |
| 模拟量模板 | |
| 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，多种信号) |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 模拟量输入模块(2路，多种信号) |
| 6ES7 331-7NF00-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，15位精度) |
| 6ES7 331-7NF10-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，15位精度)4通道模式 |
| 6ES7 331-7HF01-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，14位精度，**) |
| 6ES7 331-1KF01-0AB0 | 模拟量输入模块(8路, 13位精度) |
| 6ES7 331-7PF01-0AB0 | 8路模拟量输入,16位,热电阻 |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 8路模拟量输入,16位,热电偶 |
| 6ES7 332-5HD01-0AB0 | 模拟输出模块(4路) |
| 6ES7 332-5HB01-0AB0 | 模拟输出模块(2路) |
| 6ES7 332-5HF00-0AB0 | 模拟输出模块(8路) |
| 6ES7 332-7ND02-0AB0 | 模拟量输出模块(4路，15位精度) |
| 6ES7 334-0KE00-0AB0 | 模拟量输入(4路RTD)/模拟量输出（2路） |
| 6ES7 334-0CE01-0AA0 | 模拟量输入(4路)/模拟量输出（2路） |
西门子CPU模块6ES7321-1BP00-0AA0
S7-200PLC的基本配置
因为S7-200PLC有5种CPU，其中CPU226XM与CPU226基本相同，所以S7-200共有4种基本配置。
|
|
CPU221 （6入/4出） |
CPU222 （8入/6出） |
CPU224 （14入/10出） |
CPU226（XM） （24入/16出） |
|
输入点地址 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 I1.0、I1.1、I10.2、I1.3、I1.4、I1.5 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 I1.0、I1.1、I1.2、I1.3、I1.4、I1.5 I1.6、I1.7 I2.0、I2.1、I2.2、I2.3、I2.4、I2.5 I2.6、I2.7 |
|
输出点地址 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、 Q0.3 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、 Q0.5 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 Q1.0、 Q1.1 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、 Q0.7 Q1.0、 Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、 |
S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块的数量受两个条件约束：一个是基本单元能带扩展模块的数量；另一个是基本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。
编址举例
由CPU222组成的扩展
由CPU222组成的扩展配置可以由CPU222基本单元和**多两个扩展模块组成，CPU222可以向扩展单元提供的DC5V电流为340mA。
例1：若扩展单元为16DI/16DO的EM223模块，查得该模块耗DC5V总线电流为150/160 mA。小于CPU222可以提供DC5V的电流，所以这种配置是可行的。
|
CPU222基本单元（8DI/6DO） |
EM223（16DI/16DO） |
|
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 I0.7 |
I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 Q1.2 I1.3 Q1.3 I1.4 Q1.4 I1.5 Q1.5 I1.6 Q1.6 I1.7 Q1.7 I2.0 Q2.0 I2.1 Q2.1 I2.2 Q2.2 I2.3 Q2.3 I2.4 Q2.4 I2.5 Q2.5 I2.6 Q2.6 I2.7 Q2.7 |
例2：若扩展单元为16DI/16DO的EM223和4AI/1AO的EM235。查得：EM223模块耗DC5V总线电流为150/160 mA，EM235模块耗DC5V总线电流为30 mA，总消耗电流为180/190 mA，小于CPU222可以提供DC5V的电流，所以这种配置是可行的。
|
CPU222基本单元（8DI/6DO） |
EM223（16DI/16DO） |
EM235（4AI/1AO） |
|
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 I0.7 |
I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 Q1.2 I1.3 Q1.3 I1.4 Q1.4 I1.5 Q1.5 I1.6 Q1.6 I1.7 Q1.7 I2.0 Q2.0 I2.1 Q2.1 I2.2 Q2.2 I2.3 Q2.3 I2.4 Q2.4 I2.5 Q2.5 I2.6 Q2.6 I2.7 Q2.7 |
AIW0 AIW2 AIW4 AIW6
AOW0 |
读写西门子S7-214的实时时钟的举例
怎样读和写S7-214的实时时钟?
下面这个程序示例涉及到关于实时时钟的两种特殊指令:读和写日期及时钟时间。为了进行这些操作，需要有如下结构的8字节缓冲区:
为了读或写方便，这些数据用BCD码存储。当操作开关10.0为1时，就将预定日期和时间写入实际时钟。为了显示当前的秒值，将其值拷贝到输出字节QB0。当10.1=1时，则用BCD码显示;当10.1=0时，则用二进制码显示。
例程：
程序框图
程序和注释
通过按输入开关10.0可调用子程序0。这个子程序按照要求的日期和时问，预先将其值置入VB100到VB107这8个字节，然后用TODW指令，将此设置传送给实时时钟。
每个周期都读出实时时钟的值，这些数据以BCD码形式(4位代表0至9的数字)存储在VB400到VB407这8个字节中。如果输入10.1为1，这些值就被自接拷贝到输出字节QB0，以供显示。
如果输入开关10.1为0，将数据定VW404拷贝到VW204，再将包含分钟值的VB204清零。这一步是必须的，因为把秒值从BCD码形式转换成二进制码形式，只能按字来转换。现时的二进制码的秒值被传输到输出字节QB0，以供显示。
本程序长度为46个字。
对于初学者来说，可以把 555 电路等效成一个带放电开关的 R － S 触发器，如图 2 （ a ）。这个特殊的触发器有两个输入端；阈值端（ TH ）可看成是置零端 R ，要求高电平；触发端（ ，控制电压端 V C ，电源端 V DD 和地端 GND 。
这个特殊的 R － S 触发器有 2 个特点：（ 1 ）两个输入端的触发电平要求一高一低：置零端 R 即阈值端 TH 要求高电平，而置低端 ） 端来讲，＞ 1/ 3 V DD 是高电平 1 ，＜ 1 /3 V DD 是低电平 0 。如果在控制端（ V C ）加上控制电压 V C ，这时上触发电平就变成 V C 值，而下触发电平则变成 1 /2 V C 。可见改变控制端的控制电压值可以改变上下触发电平值。
经过简化， 555 电路可以等效成一个触发器，它的功能表见图 2 （ b ）。
555 集成电路有双极型和 CMOS 型两种。 CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率较小，输出驱动电流只有几毫安。双极型的优点是输出功率大，驱动电流达 200 毫安，其它指标则不如 CMOS 型的。
此外还有一种 556 双时基电路， 14 脚封装，内部包含有两个相同的时基电路单元。 555 的应用电路很多，大体上可分为 555 单稳、 555 双稳和 555 无稳三类。 555 单稳电路单稳电路有一个稳态和一个暂稳态。 555 的单稳电路是利用电容的充放电形成暂稳态的，因此它的输入端都带有定时电阻和定时电容，常见的 555 单稳电路有两种。
（ 1 ）人工启动型单稳
将 555 电路的 6 、 2 端并接起来接在 RC 定时电路上，在定时电容 C T 两端接按钮开关 SB ，就成为人工启动型 555单稳电路，见图 3 （ a ）。用等效触发器替代 555 ，并略去与单稳工作无关的部分后画成等效图 3 （ b ）。下面分析它的工作：
① 稳态：接上电源后，电容 C T 很快充到 V DD ，从图 3 （ b ）看到，触发器输入 R=1 ， =1 ，从功能表查到输出 V o =0 ，这是它的稳态。
② 暂稳态：按下开关 SB ， C T 上电荷很快放到零，相当于触发器输入 R=0 ， =0 ，输出立即翻转成 V o =1 ，暂稳态开始。开关放开后，电源又向 C T 充电，经时间 t d 后， C T 上电压升到 > 2 /3 V DD 时，输出又翻转成 V =0 ，暂稳态结束。 t d 就是单稳电路的定时时间或延时时间，它和定时电阻 R T 和定时电容 C T 的值有关； t d=1.1R T C T 。
（ 2 ）脉冲启动型单稳
把 555 电路的 6 、 7 端并接起来接到定时电容 C T 上，用 2 端作输入就成为脉冲启动型单稳电路，见图 4 （ a ）。电路的 2 端平时接高电平，当输入接低电平或输入负脉冲时才启动电路。用等效触发器替代 555 电路后可画成图 4 （ b ）。这个电路利用放电端使定时电容能**放电。下面分析它的工作状态：
① 稳态：通电后， R=1 ， =1 ，输出 V o =0 ， DIS 端接地， C T 上电压为 0 即 R=0 ，输出仍保持 V o =0 ，这是它的稳态。
② 暂稳态：输入负脉冲后，输入=1 ，输出又翻转成 V o =0 ，暂稳态结束。这时内部放电开关接通， DIS 端接地， C T 上电荷很快放到零，为下一次定时控制作准备。电路的定时时间 t d =1.1R T C T 。
这两种单稳电路常用作定时延时控制。
555 双稳电路
常见的 555 双稳电路有两种。
（ 1 ） R-S 触发器型双稳把 555 电路的 6 、 2 端作为两个控制输入端， 7 端不用，就成为一个 R － S 触发器。要注意的是两个输入端的电平要求和阈值电压都不同，见图 5 （ a ）。有时可能只有一个控制端，这时另一个控制端要设法接死，根据电路要求可以把 R 端接到电源端，见图 5 （ b ），也可以把 S 端接地，用 R 端作输入。
有两个输入端的双稳电路常用作电机调速、电源上下限告警等用途，有一个输入端的双稳电路常作为单端比较器用作各种检测电路。
（ 2 ）施密特触发器型双稳
把 555 电路的 6 、 2 端并接起来成为只有一个输入端的触发器，见图 6 （ a ）。这个触发器因为输出电压和输入电压的关系是一个长方形的回线形，见图 6 （ b ），所以被称为施密特触发器。从曲线看到，当输入 V i =0 时输出 V o =1 。当输入电压从 0 上升时，要升到＞ 2/ 3 V DD 以后， V o 才翻转成 0 。而当输入电压从**高值下降时，要降到 < 1 /3 V DD 以后， V o 才翻转成 1 。所以输出电压和输入电压之间是一个回线形曲线。由于它的输入有两个不同的阈值电压，所以这种电路被用作电子开关，各种控制电路，波形变换和整形的用途。
国产PLC的几个品牌现状
作为离散控制的**产品，PLC（可编程控制器）在我国的应用已有30多年的历史。PLC自20世纪70年代后期进入中国以来，应用增长十分迅速。
国外PLC（可编程控制器）**厂家有欧姆龙、三菱、西门子等。PLC从**初的引进外国，到后来吸收PLC的关键技术试图进行国产化，PLC经过了一个迅速发展的历程。目前国产PLC厂商众多，主要集中在**、深圳以及江浙一带。例如：台达、永宏、盟立、和利时等。
每个厂商的规模也不一样。国内厂商的PLC主要集中于小型PLC，例如欧辰、亿维等；还有一些厂商生产中型PLC，例如盟立、南大傲拓等。还有许多小厂商是贴牌生产或是仿造生产，真正自主研发生产的在少数，而且集中在**，并且**厂商比大陆厂商做的更好些，市场也更广阔。
但是，中国PLC做了这么久，却也一直没有很大的进步，并没有突破，也未能打入国际市场，只能在本地有一个单一的、小范围的市场。若想要有一个很大的跳跃，不仅要向国外学习，还需要自己钻研，不能经常模仿，国产PLC的弱点就在于技术不过关。而国产PLC的优势在于市场广阔。做PLC的类型需要增多，不能**于冶金、电力、自动化生产等，应该扩大到各个制造业的设备和系统。
适应市场需求，加强信息处理能力.用户希望能通过PLC在软技术上协助改善被控过程的生产性能；需要PLC能与PC机更好地融合，以便于在PLC这一级就可加强信息处理能力。为顺应这些要求，CONTEC与三菱电机合作，推出专门装插在小Q系列PLC的机架上的PC机模块。该模块占2个插槽，实际上就是一台可在工厂现场环境正常运行、而且可通过PLC的内部总线与PLC的CPU模块交换数据的PC机。其处理机芯片采用Intel的Celeron 400MHz主频，系统内存128MB，Cache 128K。支持外挂显示器（**分辨率1024x768，65,536色，显存2MB）。接口有：USB 1个，可扩至2个；以太网插口RJ45（10base-T/100base-TX0；串口RS 232C 1个，可扩至2个；并口可扩1个；鼠标、键盘口 PS/2；外挂软盘驱动器口；外挂硬盘驱动器口；以及2个PC卡件（PCMCIA总线）。硬盘模块或固态盘可插装在PLC机架上。该模块可预装Windows NT 4.0或Windows 2000。支持的软件有：三菱综合FA软件MELSOFT（包括PLC编程软件：GX；FA数据处理、日常业务处理加速中间件：MX；人机界面画面设计编程软件：GT；运动控制设计编程维护软件：MT；以及过程控制设计编程维护软件：PX）。另外，还支持三菱FA用的通信中间件EZSocket。据悉，目前在日本国内共有包括日本电气、横河等43家企业可提供采用EZSocket的软件产品，供通信、数据采集、SCADA/监控、CAD/编程、生产管理、图像处理分析/数值解析、信息处理之用。
由于近年来日本的中大型PLC纷纷推出一个机架上可装插多个CPU模块的结构，所以将PC机模块与PLC的CPU模块、过程控制CPU模块或运动控制模块同时插在一个机架上，实际上就是将原来PLC要通过工厂自动化（FA）用PC机与管理计算机通信的三层结构(图1a)，改为PLC系统可直接与生产管理用的计算机通信的两层结构（图1b）。这样一来，上报生产实绩，接受管理机的生产指示来得快捷方便。
PLC研发工程师对PLC工作原理的看法
许多人觉得PLC很神秘，其实PLC是很简单的，其内部的CPU除了速度快之外，其他功能还不如普通的单片机。通常PLC采用16位或32位的CPU，带1或2个的串行通道与外界通讯，内部有一个定时器即可，若要提高可靠性再加一个看家狗定时器足够。
PLC的关键技术在于其内部固化了一个能解释梯形图语言的程序及辅助通讯程序，梯形图语言的解释程序的效率决定了PLC的性能，通讯程序决定了PLC与外界交换信息的难易。对于简单的应用，通常以独立控制器的方式运作，不需与外界交换信息，只需内部固化有能解释梯形图语言的程序即可。实际上，设计PLC的主要工作就是开发解释梯形图语言的程序。
可编程控制器PLC与个人计算机PC的主要差异
PLC控制系统一般来讲主要有以下七部分内容：
（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。
（1）PLC工作环境要求比PC低，PLC抗干扰能力强；
（2）PLC编程比PC简单易学；
（3）PLC设计调试**；
（4）PC应用领域与PLC不同；
（5）PLC的输入/输出响应速度慢，（一般ms级），而PC的响应速度快（为微秒级）；
（6）PLC维护比PC容易。
（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。
（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。
（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。
（5）编写程序并调试。
（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
（7）编写设计说明书和使用说明书。
STEP 7-Micro/WIN 32编程软件与S7-200系列可编程控制器及其与PC机的通信实例
1. 1. 实训目的
（1）认识S7-200系列可编程控制器及其与PC机的通信。
（2）练习使用STEP 7-Micro/WIN 32编程软件。
（3）学会程序的输入和编辑方法。
（4）初步了解程序调试的方法。
2. 2. 内容及指导
（1）PLC认识
记录所使用PLC的型号，输入输出点数，观察主机面板的结构以及PLC和PC机之间的连接。
（2）开机（打开PC和PLC）并新建一个项目。
2 2 用菜单命令“文件”→“新建”或用新建项目快捷按钮。
2 
2 图29 梯形图程序
（3）检查PLC和运行STEP7-Micro/WIN的PC连线后，设置与读取PLC的型号。
2 2 菜单命令“PLC”→“类型” →“读取PLC”或者在指令树→“项目”名称→“类型” →“读取PLC”。
（4）选择指令集和编辑器。
2 2 菜单命令“工具”→“选项” →“一般”标签→“编程模式” →选SIMATIC
2 2 用菜单命令“检视” →“LAD”。或者菜单命令“工具”→“选项” →“一般”标签→“默认编辑器”。
（5）输入、编辑如图29所示梯形图，并转换成语句表指令。
（6）给梯形图加POU注释、网络标题、网络注释。
（7）编写符号表，如图30所示。并选择操作数显示形式为：符号和地址同时显示。
2 2 建立符号表：单击浏览条中的“符号表” 
按钮。
2 2 符号和地址同时显示：“工具”→“选项” →“程序编辑器”。
图30 符号表
（8）编译程序。并观察编译结果，若提示错误，则修改，直到编译成功。
2 2 “PLC” →“编译”、“全部编译”或用快捷按钮
。
（9）将程序下载到PLC。下载之前， PLC必须位于“停止”的工作方式。如果PLC没有在“停止”，单击工具条中的“停止”按钮，将PLC至于停止方式。
2 2 单击工具条中的“下载”按钮，或用菜单命令“文件”→“下载”。出现“下载”对话框。可选择是否下载“程序代码块”、“数据块”和“CPU配置”，单击“确定”，开始下载程序。
（10）建立状态图表监视各元件的状态，如图31所示。
2 2 选中程序代码的一部分，单击鼠标右键→弹出菜单→“建立状态图”。
图31 状态图表
（11）运行程序
2 2 单击工具栏中的“运行”按钮
。
（12）起动状态图表
2 2 菜单命令“调试” → “图状态”或使用“图状态”工具条按钮
。
（13）输入强制操作
因为不带负载进行运行调试，所以采用强制功能模拟物理条件。对I0.0进行强制ON，在对应I0.0的新数值列输入1，对I0.1进行强制OFF，在对应I0.1的新数值列输入0。然后单击工具条中的“强制”按钮。
（14）在运行中显示梯形图的程序状态
2 2 单击“程序状态打开／关闭”按钮
或用菜单命令“调试”→ “程序状态”，在梯形图中显示出各元件的状态。
3. 结果记录
（1）认真观察PLC基本单元上的输入/输出指示灯的变化，并记录。
（2）总结梯形图输入及修改的操作过程。
（3）写出梯形图添加注释的过程。
PLC工作的全过程——四部分工作介绍
为了满足工业逻辑控制的要求，同时结合计算机控制的特点，PLC的工作方式采用不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从**条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回**条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。PLC工作的全过程可用图1所示的运行框图来表示。整个过程可分为以下几个部分：
**部分是上电处理。PLC上电后对系统进行一次初始化，包括硬件初始化和软件初始化，停电保持范围设定及其他初始化处理等。
第二部分是自诊断处理。PLC每扫描一次，执行—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和通讯等是否异常或出错，如检查出异常时，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，所有的扫描便停止。
图1 PLC运行框图
第三部分是通讯服务。PLC自诊断处理完成以后进入通讯服务过程。首先检查有无通讯任务，如有则调用相应进程，完成与其他设备的通讯处理，并对通讯数据作相应处理；然后进行时钟、特殊寄存器更新处理等工作。
第四部分是程序扫描过程。PLC在上电处理、自诊断和通讯服务完成以后，如果工作选择开关在RUN位置，则进人程序扫描工作阶段。先完成输入处理，即把输入端子的状态读入输入映像寄存器中，然后执行用户程序，**后把输出处理结果刷新到输出锁存器中。
在上述几个部分中，通讯服务和程序扫描过程是PLC工作的主要部分，其工作周期称为扫描周期。可以看出扫描周期直接影响控制信号的实时性和正确性，为了确保控制能正确实时地进行，在每个扫描周期中，通讯任务的作业时间必须被控制在一定范围内。PLC运行正常时，程序扫描周期的长短与CPU的运算速度、与I/O点的情况、与用户应用程序的长短及编程情况等有关。通常用PLC执行l KB指令所需时间来说明其扫描速度，一般为零点几ms到上百ms。值得注意的是，不同指令其执行时间是不同的，从零点几μs到上百μs不等，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。而对于一些需要高速处理的信号，则需要特殊的软、硬件措施来处理。
一种PLC主机的三大组成部分组成
PLC在某机械手控制系统中的组成如下：
1、输入单元
输入单元由8个按扭、8个开关和16个接插件组成，它们分别与PLC的16个输入点相接。改变这些开关或按扭的通断状态，即可对主机输入所需要的开关量。16个接插件可外接其它直流或开关量输入信号。
2、输出单元
输出单元由24个二极管和24个接插件组成，它们分别与PLC的24个输出点相连。发光二极管是否发光，即可表示输出点的状态，使用者可得到主机的输出信息。24个输出接插件可外接其它需要控制的设备。输出单元的4个地端，分别引出到面板，其中只有C4与3V电源共地。
3、电源单元
PLC主机左边有外接220V/AV的电源插座，作为PLC的工作电源。内装变压器，输出3V电源，供二极管使用。另外PLC的24VDC和24GND已引出到面板，供外接输入器件（如传感器）的工作电源用.
定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。
（1）外壳
三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。
机座：铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子，它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常，机座的外表要求散热性能好，所以一般都铸有散热片。
端盖：用铸铁或铸钢浇铸成型，它的作用是把转子固定在定子内腔中心，使转子能够在定子中均匀地旋转。
轴承盖：也是铸铁或铸钢浇铸成型的，它的作用是固定转子，使转子不能轴向移动，另外起存放润滑油和保护轴承的作用。
接线盒：一般是用铸铁浇铸，其作用是保护和固定绕组的引出线端子。
吊环：一般是用铸钢制造，安装在机座的上端，用来起吊、搬抬三相电动机。
（2）定子铁心
异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分，由0.35mm～0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，如图2所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈。
（a）定子铁心 （b）定子冲片
图2 定子铁心及冲片示意图
（3）定子绕组
定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线，大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U1, V1, W1 ，末端分别标为U2, V2, W2 。这六个出线端在接线盒里的排列如图3所示，可以接成星形或三角形。
