西门子PLC模块6ES7 331-7NF00-0AB0 西门子PLC模块6ES7 331-7NF00-0AB0
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西门子交流电源代理商德国西门子股份公司创立于1847年，是全球电子电气工程领域的引领企业。西门子自1872年进入中国，140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持，并以出众的品质和令人信赖的可靠性、引领的技术成就、不懈的创新追求，确立了在中国市场的引领地位。2014年（2013年10月1日至2014年9月30日），西门子在中国的总营收达到64.4亿欧元，拥有超过32000名员工。西门子已经发展成为中国社会和经济不可分割的一部分，并竭诚与中国携手合作，共同致力于实现可持续发展。
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西门子代理商-上海赞国，库存大量西门子PLC，产品种类、型号齐全，涵盖了西门子200系列PLC、西门子300系列PLC及其EM221模块、EM222模块、EM223模块、EM231模块、EM232模块、EM235模块、PPI电缆、MPI电缆、5611卡、SM321、SM322、SM323、SM331、EM332模块等，S7-200系列主机包括CPU224CN、CPU226CN、CPU224XP，S7-300系列主机包括CPU312、CPU313、CPU314、CPU315-2DP等，价格低，交货速度快。
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1910年：西门子创建西门子中国电气工程公司，总部位于柏林，分支机构设在上海。在接下来的四年中，西门子将业务扩展到北京、广州、武汉、哈尔滨、香港、青岛和天津。1914年，公司更名为西门子中国公司（上海）。西门子的在华业务，尤其是电力领域的业务，在20世纪初发展迅速。西门子扩建了北京近郊的石景山发电厂。
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西门子PLC模块6ES7 331-7NF00-0AB0
当PLC运行时，CPU就要执行用户程序中的操作。但是CPU不可能同时执行多个操作，只能分时地一个操作一个操作地执行。PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区，当PLC的CPU执行用户程序时，从输入映像区中读取输入信号的状态，进行相应的操作。当CPU执行完**个操作后，将操作结果输出到输出映像区，然后再执行第二个操作，操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中，PLC并不读取输入信号的真正状态，执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令（END）时，将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次，将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再从用户程序的**条指令开始，进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。
PLC的扫描周期包括上电后初始处理、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新。
PLC输入/输出响应滞后的现象及其影响分析
当PLC的输入端输入信号发生变化PLC输出端对该输入变化做出反应需要一段时间，这种现象称为PLC输入/输出响应滞后。
由上述分析可知，扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每一个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输人、输出状态寄存器更新一次，故使系统存在输人、输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。工业现场的干扰常常是脉冲式的、短时的，PLC的输入/输出响应滞后，对一般的工业控制要求，是完全允许的，还可以起到增强系统的抗干扰能力。
但是，对于控制时间要求严格、响应速度要求较快的系统，就要采取措施减小输入/输出滞后的不利影响。
可编程序控制器的输出单元和输出电路的类型
可编程序控制器的输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输出单元从广义上分包含两部分：一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输出的映像寄存器。
PLC运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并进行处理，将处理结果放到输出映像寄存器。输出映像寄存器由输出点相对应的触发器组成，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、指示灯等被控设备的执行元件。
输出接口电路通常有三种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出则。每种输出电路都采用电气隔离技术，电源由外部提供，输出电流一般为1.5—2A，输出电流的额定值与负载的性质有关。
为使PLC避免受瞬间大电流的作用而损坏，输出端外部接线必须采用保护措施：一是输出公共端接熔断器；二是采用保护电路，对交流感件负载，一般用阻容吸收回路；对直流感性负载用续流二极管。极大部分的PLC的输出端子采用分组式和分隔式。对于晶体管输出型还有源型输出和漏型输出两种形式。极大部分的欧美品牌的PLC采用源型输出，而极大部分的亚洲品牌的PLC采用漏型输出。
现代PLC一个显著的特点就是具有通讯功能，目前主流的PLC一般都具有RS485（或RS232）通讯接口，以便连接编程设备、监视器、打印机等外围设备，或连接诸如变频器、温控仪等简单控制设备进行简单的主从式通讯，实现“人一机”或“机—机”之间的对话。一些**的PLC上还具有工业网络通讯接口，可以与其他的PLC或计算机相连，组成分布式工业控制系统，实现更大规模的控制，另外还可以与数据库软件相结合，实现控制与管理相结合的综合控制。
西门子PLC S7-200支持的波特率和设备的缺省地址
数据通过网络传输的速度是波特率，其单位通常是Kbaud或者Mbaud。波特率是指在给定时间内传输的数据是多少。例如，19.2Kbaud表示的1秒内传输19200位数据。在同一个网络中通讯的器件必须被配置成相同的波特率，网络的**高波特率取决于连接在该网络上的波特率**的设备。
下面是西门子PLC S7-200支持的波特率。
表1 S7-200支持的波特率
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网络 |
波特率 |
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标准网络 |
9.6K到187.5K |
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使用EM277 |
9.6K到12M |
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自由端口 |
1200到115.2K |
在网络中要为每一个设备指定一个**的地址. **的地址可以确保数据发送到正确的设备或者来自正确的设备。S7-200支持的网络地址为0到126。对于有两个通讯口的S7-200，每一个通讯口可以有自己的站地址。
下面是西门子PLC S7-200设备的缺省地址。
表2 S7-200设备的缺省地址
|
S7-200设备 |
缺省地址 |
|
STEP7-Micro/WIN |
0 |
|
HMI(TD200,TD或OP) |
1 |
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S7-200CPU |
2 |
可编程序控制器（PLC）中的“输出继电器”与其“继电器输出”有何内在联系
可编程序控制器（PLC）中的“输出继电器”与其“继电器输出”有何内在联系？
[答] :
可编程序控制器（PLC）在采用梯形图作为编程语言时，梯形图中的“输出继电器”仅是一种形象化的“软继电器”，PLC通过它来起到输出控制作用，当其满足接通条件时，对应的输出可即有输出信号。实施输出的硬件，则可能是能输出开关量信息的三极管、双向晶闸管。当PLC采用继电器输出时，是以继电器的触点来执行梯形图中“输出继电器”的输出指令。因此，并不是说PLC的“输出继电器”只能用继电器输出的模式。
假若您拥有原始程式，您只要将PLC记忆体全部消除即可。清除方法如下：
1.若您使用掌上型程式书写器
当书写器与PLC连接后选择ONLINE模态，按GO鍵，银幕会要求您打入密码，此时请您按SP鍵8次，再按 GO鍵 3次，如此一來，您的PLC就恢复到出厂时的状态，您只要再将原始程式打入PLC 即可。
2.若您使用FXN,DOS版V2.0以上版本软件
于MODE视窗中按7，5，3，再于出现的画面中选项，以上、下键选择 ＂MEMORY ALL CLEAR＂再按＂Enter＂鍵 ，如此，PLC內部记忆体将全部被清除。使用者再将原始程序写入PLC內即可。
3.若您使用FXN Windows版V1.0以上版本软件
首先将原始程序显示余荧屏上，将PLC置于STOP状态，再于画面上功能功能选择列中选PLC，再选PLC memory clear…，跳出新画面后，将三项选项全部选定，再按＂Enter＂键，画面将出现＂确定＂及＂取消＂两选择让 您做決定，此时，选＂确定＂，后按＂Enter＂键!该画面若消失了，亦表示该PLC已回复到出厂时的状态，您可以重新 写入程序了。
siemens WinAC在自动化系统中的应用举例
WinAC是SIEMENS**推出的基于PC的工业自动化控制系统兼具PC强大的计算功能数
据处理能力和PLC逻辑测控与运行可靠性特点本文介绍了WinAC在千层酥自动化生产线中的
成功应用及其独具的特点
关键词：千层酥 烘炉 基于PC自动化 分布式控制系统 过程控制系统
一、概述
千层酥生产线总长度约200米主要由如下单元组成
1、叠层起酥机
叠酥机是生产饼干的**道重要工序可根据厂房的不同来选择立式或卧式其包括七道轧辊三次轧制配备撒酥机要求自动化控制系统满足如下要求：
传动控制采用矢量型变频器调速线速度同步工作稳定性高。
轧辊间隙采用数字化闭环调整系统控制操作简单方便快捷高效。
人机界面操控能与其它成型主机的相关部分实现联动控制操作简单方便。
叠层次数、宽度在范围内任意调节。
叠层宽度560-1000MM
叠层次数4-12层
压片厚度0.1-10MM
2、送料机
送料机将搅拌好的韧性饼干胚料进行初步轧制后输送到后一工序的双轧轧面机电控系统要求能够同步调速控制手动调节与自动运行控制。
3、双轧轧面机
该设备是将叠酥机或送料机输送来的面胚进行多次轧制使面胚由厚变薄电控系统要求；
轧辊采用变频调速控制,速度同步性能稳定；
**控制面皮厚度采用智能数字表设定与显示。
4、烘炉
有热风循环烘炉远红外线烘炉导热油炉等
饼干烘烤炉是饼干生产线的重要组成部份由电器控制系统热风循环系统加热系统排烟
系统炉网输送装置炉网自动检测张紧装置等组成要求自动化控制系统达到如下功能：
生产线工作状态的实时监测
温度坐标升温曲线等显示
温度调节系统参数在线修正
历史工作状态记录保存
温度控制精度高操作方便工作稳定高效可靠
热风循环系统采用自动控制热风量，闭环控制，可选择自然与强制性排烟等自动功能
燃气炉欠压、超压、漏气、超温等多种安全保护功能
5、成型机
成型机由多台轧面机与传动单元组成相互之间无机械传动联锁无张力检测单元要求整条生产线通过电器控制线速度同步运行控制难度较大对自动化系统的功能要求较高。
二、控制系统特点
综上所述千层酥生产线控制系统是一个集运动控制与过程控制的综合自动化控制系统归纳起来应有如下特点：
分布式：生产线总长度约200米，控制点多而且分散，因此选用分布式测控系统**为适宜，分布式测控系统具有布线量少，搞干扰能力强，扩展维护方便，运行安全可靠，故障风险降到**的优点。
总线网：全线采用现场总线网络控制，排除大量模拟信号的干扰因素，实现**的速度协调控制与高精度温度测控，检测与控制协调一致。
大量配方存贮：一条生产线可生产上百种产品，因此有大量的配方存贮与调用，普通的PLC控制器由于受内存的影响，很难做到大量配方的存贮与调用，因此基于PC自动化是本系统的**方案。
集中管理：分布式控制，集中式管理是现代过程控制系统的特点，本系统配备完善的人机界面操作系统，全面的系统监控与异常报警功能。
运动控制：速度同步也是本控制系统的关键，采用矢量型变频器通，过网络主令控制，达到全线速度的协调与统一。
三、基于PC 的自动化---WinAC
WinAC是SIEMENS公司**推出的基于PC的自动化控制系统，WinAC具有PLC的功能但又不同于普通的PLC控制器，其具有强大的计算功能、数据处理能力和PLC无法比拟的计算速度，更兼顾了PLC的运行可靠性特点。其海量内存贮器特别适合于大数据量计算、大量配方存贮与管理。其计算功能与PC机相同，可靠性与功能更可与PLC-S7-400系统比美，是千层酥成型机与烘炉机械设备控制系统**的选择：
**性
WinAC是基于标准的Windows操作平台下的PLC控制器，梯形图编程，因此有独立而严格的时序。控制特别满足对于高速、**、复杂计算及严格时间要求的控制任务。
WinAC支持标准的Windows NT 下的OPC、Active X 和DCOM 技术。控制和通讯内核与标准的Windows NT任务的通讯由其内置的代理服务器完成，因此相比普通的PLC控制器功能更强。
应用程序开发环境
SIEMENS统一的组态软件STEP 7 是WinAC控制器的标准开发平台，包括通信组态、编程、测试和启动以及系统文件的编制，对于熟悉STEP7的工程师，不需占用额外的培训时间。
系统组态界面
开放式接口
WinAC提供标准的OPC控件接口及Active X控件接口,对于我们的应用提供了极大的方便。
OPC 过程控制OLE 是一种通过Windows NT应用程序自动存取数据的国际标准，也是WinAC的标准特性。使用OPC服务器可以访问控制驱动程序中的过程数据：Active X 控件接口，不用编程直接从OLE 标准应用程序访问过程数据。这种功能使得我们可以在软件开发中借助于高级语言Visual Basic进行更复杂的应用开发。
计算功能
WinAC提供强大的计算功能，与工业过程数据，之间建立起一条工作数据链路。使得上位计算机能够实时处理过程数据，完成复杂的测量控制与故障分析计算，并能够在Visual Basic中创建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel 中做统计分析。在过程控制和PC 应用程序之间管理数据信息流量。允许高效、简便地访问并能显示和修改过程数据。对于数据处理量大，要求内存高的过程控制系统，一般的PLC控制器难以胜任的工作，用WinAC则可以轻松解决，这是我们选用WinAC的理由，也是SIEMENS给我们提供了一个合适而且经济的解决方案。
四、系统原理结构
S7 PLC通过自由通信口模式接受条形码阅读器的信息实例
本例说明如何将SIMATIC S7-212或S7-214与条形码阅读器配合使用。
读入条形码的信息并经解码器翻译后，再通过自山通信u模式(Freeport Mode)把信息传入SIMATIC。在S7-212或214的内存中有两个缓冲区，用来存储条形码信息，这两个缓冲区轮流地存储每次新读入的条形码。
通常这些数据可供程序调用。但本例中仅仅将信息存入接收缓冲区，可以用S7-200程序包来查看。
硬件要求
为能正常进应用此例，你需要以下硬件：
可能会出现一个问题:
因为SIMATIC S7-200和条形码阅读器都作为数据通信设备(DCE)，所以两台设备的数据传输方向有可能会相同，也就是说，二者的数据接收线接在一起，发送线也接在了一起(线2和3)。这个问题可以通过转换器的正确设置或使用合适的线路适配器(空调制解调式的适配器)来解决。
程序框图
程序和注释
该程序从条形码阅读器接收信息再存入两个缓冲区。
从条形码解码器传出的信息是ASCII码形式，所接收的条形码存在SIMATIC内存中。这些数据可被程序利用，但本例中仅仅将信息存入接收缓冲区，可以用SIMATIC S7-200程序包来查看。
西门子S7-200系列PLC取反与跳变指令使用及应用实例
取反（NOT）指令将它左边电路的逻辑运算结果取反，运算结果若为1则变为0，为0则变为1，该指令没有操作数。能流到达该触点时即停止；若能流未到达该触点，该触点给右侧提供能流。
? 正（EU，Edge Up，上升沿）/（ED，Edge Down）负跳变指令 正跳变触点检测到一次正跳变（触点的输入信号由0变为1）时，或负跳变触点检测到一次负跳变（触点的输入信号由1变为0）时，触点接通一个扫描周期。它们没有操作数，触点符号中间的“P”和“N”分别表示正跳变（Positive Transition）和负跳变(Negative Transition)。
? 取反与跳变指令的应用
机械手的PLC控制系统和位置检测装置简介
（1）控制系统
有电气控制和射流控制两种，一般常见的为电气控制。它是机械手的重要组成部分，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给与机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间），同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
（2）位置检测装置
控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的进度达到设定位置。
数控机床所受控制可分为两类：一类是“数字控制”；另一类是“顺序控制”。
数控机床从结构上看通常可分为3部分：
① CNC系统(计算机数控系统)；
② 机床电气；
③ 机床本体。
在讨论PLC时，常以PLC为界把数控机床分为"CNC侧”和"MT侧”两大部分。
“CNC侧”包括CNC系统的硬件软件以及CNC系统的外部设备。
“MT侧”则包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。
MT侧顺序控制的**终对象的数量随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)的受控对象数量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。
PLC编程时三个注意事项
1．双线圈输出
如果在同一个程序中，同一元件的线圈使用了两次或多次，称为双线圈输出。对于输出继电器来说，在扫描周期结束时，真正输出的是**后一个Y0的线圈的状态(见图1a)。
Y0的线圈的通断状态除了对外部负载起作用外，通过它的触点，还可能对程序中别的元件的状态产生影响。图1a中Y0两个线圈所在的电路将梯形图划分为3个区域。因为PLC是循环执行程序的，**上面和**下面的区域中Y0的状态相同。如果两个线圈的通断状态相反，不同区域中Y0的触点的状态也是相反的，可能使程序运行异常。作者曾遇到因双线圈引起的输出继电器**振荡的异常现象。所以一般应避免出现双线圈输出现象，例如可以将图1a改为图2b 。
2．程序的优化设计
在设计并联电路时，应将单个触点的支路放在下面；设计串联电路时，应将单个触点放在右边，否则将多使用一条指令(见图2)。
建议在有线圈的并联电路中将单个线圈放在上面，将图2a的电路改为图2b的电路，可以避免使用入栈指令MPS和出栈指令MPP。
3．编程元件的位置
输出类元件(例如OUT，MC，SET，RST，PLS，PLF和大多数应用指令)应放在梯形图的**右边，宦们不能直接与左侧母线相连。有的指令(如END和MCR指令)不能用触点驱动，必须直接与左侧母线或临时母线相连。
机床刀架运动控制系统的设计（附PLC接线图和梯形图）
图1给出了钻削加工时刀架的运动示意图。刀架开始时在限位开关X4处，按下起动按钮X0，刀架左行，开始钻削加工，到达限位开关X3所在位置时停止进给，钻头继续转动，进行无进给切削，6s后定时时间到，刀架自动返回起始位置。
在电动机正反转控制梯形图的基础上，设计出满足要求的PLC外部接线图和梯形图（见图2和图1）。为使刀架的进给运动自动停止，将左限位开关X3的常闭触点与控制进给的Y0的线圈串联。为了在左限位开关X3处进行无进给切削，用X3的常开触点来控制定时器T0的线圈，T0的定时时间到时，其常开触点闭合，给控制Y1的起保停电路提供起动信号，使Y1的线圈通电，刀架自动返回。刀架离开X3所在位置后，X3的常开触点断开，T0被复位。刀架回到X4所在位置时，X4的常闭触点断开，使Y1的线圈断电，刀架停在起始位置。
STEP7-Mirco/WIN软件状态图显示功能
可以建立一个或多个状态图，用来监管和调试程序操作。打开状态图可以观察或编辑图的内容，起动状态图可以收集状态信息。
1. 打开状态图
用以下方法可以打开状态图：
2 2 单击浏览条上的“状态图”按钮
。
2 2 用菜单命令“检视”→ “元件” → “状态图”。
2 2 打开指令树中的“状态图”文件夹，然后双击“图”图标
。
如果在项目中有多个状态图，使用 “状态图”窗口底部的“图”标签，可在状态图之间移动。
2. 状态图的创建和编辑
（1）建立状态图
如果打开一个空状态图，可以输入地址或定义符号名，从程序监管或修改数值。按以下步骤定义状态图，如图21所示：
图21 状态图举例
1在“地址”列输入存储器的地址（或符号名）。
2在“格式”列选择数值的显示方式。如果操作数是位（例如，I、Q或M），格式中被设为位。如果操作数是字节、字或双字，选中“格式”列中的单元格，并双击或按空格键或ENTER键，浏览有效格式并选择适当的格式。定时器或计数器数值可以显示为位或字。如果将定时器或计数器地址格式设置为位，则会显示输出状态（输出打开或关闭）。如果将定时器或计数器地址格式设置为字，则使用当前值。
还可以按下面的方法更快的建立状态图，如图22所示：
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”。新状态图包含选中程序中每个操作数的一个条目。条目按照其在程序中出现的顺序排列，状态图有一个默认名称。新状态图被增加在状态图编辑器中的**后一个标记之后。
每次选择建立状态图时，只能增加头150个地址。一个项目**多可存储32个状态图。
图22 选中程序代码建立状态图
（2）编辑状态图
在状态图修改过程中，可采用下列方法：
1插入新行：使用“编辑”菜单或用鼠标右键单击状态图中的一个单元格，从弹出菜单中选择“插入”→“行”。新行被插入在状态图中光标当前位置的上方。还可以将光标放在**后一行的任何一个单元格中，并按下箭头键 ，在状态图底部插入一行。
2删除一个单元格或行：选中单元格或行，用鼠标右键单击，从弹出菜单命令中选择“删除” →“选项”。如果删除一行，其后的行（如果有）则向上移动一行。
3选择一整行（用于剪切或复制）：单击行号。
4选择整个状态图：在行号上方的左上角单击一次。
（3）建立多个状态图
用下面方法可以建立一个新状态图：
2 2 从指令树，用鼠标右键单击“状态图”文件夹→弹出菜单命令→“插入”→“图”。
2 2 打开状态图窗口，使用“编辑”菜单或用鼠标右键单击，在弹出菜单中选择“插入” →“图”。
3. 状态图的起动与监视
（1）状态图起动和关闭
开启状态图连续收集状态图信息，用下面的方法：
2 2 菜单命令“调试”→“图状态”或使用工具条按钮“图状态”
。再操作一次可关闭状态图。
状态图起动后，便不能再编辑状态图。
（2）单次读取与连续图状态
状态图被关闭时（未起动），可以使用“单次读取”功能，方法如下：
2 2 菜单命令“调试” → “单次读取”或使用工具条按钮“单次读取”
。
单次读取可以从可编程控制器收集当前的数据，并在表中当前值列显示出来，且在执行用户程序时并不对其更新。
状态图被起动后，使用“图状态”功能，将连续收集状态图信息。
2 2 菜单命令“调试” → “图状态”或使用“图状态”工具条按钮
。
（3）写入与强制数值
全部写入：对状态图内的新数值改动完成后，可利用全部写入将所有改动传送至可编程控制器。物理输入点不能用此功能改动。
强制：在状态图的地址列中选中一个操作数，在新数值列写入模拟实际条件的数值，然后单击工具条中的“强制”按钮。一旦使用 “强制”，每次扫描都会将强制数值应用于该地址，直至对该地址“取消强制”。
取消强制：和“程序状态”的操作方法相同。