西门子PLC模块6ES7314-1AG14-0AB0  西门子PLC模块6ES7314-1AG14-0AB0

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2：由于在客户之中有很多系统成套商和工程商，所以经常有系统投标或整体成套的项目，客户会对我们提出更高的要求，如系统配置、现场等，这就要求我们有更好的意识和技术水平，深入参与到实际的项目中，用我们的特长取得更好的业绩。

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PLC的特点

1、通用性强、灵活性好、功能齐全 PLC是专为在工业环境下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明特点。通过选配相应的控制模块便可适用于各种不同的工业控制系统。同时，由于PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，当生产工艺改变或生产设备更新时，不必改变

1. 向高集成、高性能、高速度，大容量发展
微处理器技术、存储技术的发展十分迅猛，功能更强大，价格更便宜，研发的微处理器针对性更强。这为可编程序控制器的发展提供了良好的环境。大型可编程序控制器大多采用多CPU结构，不断地向高性能、高速度和大容量方向发展。
在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些可编程序控制器还具有模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。
2. 向普及化方向发展
由于微型可编程序控制器的价格便宜，体积小、重量轻、能耗低，很适合于单机自动化，它的外部接线简单，容易实现或组成控制系统等优点，在很多控制领域中得到广泛应用。
3. 向模块化、智能化发展
可编程序控制器采用模块化的结构，方便了使用和维护。智能I/O模块主要有模拟量I/O、高速计数输人、中断输入、机械运动控制、热电偶输入、热电阻输入、条形码阅读器、多路BCD码输人/输出、模糊控制器、PID回路控制、通信等模块。智能I/O模块本身就是一个小的微型计算机系统，有很强的信息处理能力和控制功能，有的模块甚至可以自成系统，单独工作。它们可以完成可编程序控制器的主CPU难以兼顾的功能，简化了某些控制领域的系统设计和编程，提高了可编程序控制器的适应性和可靠性。
4. 向软件化发展
编程软件可以对可编程序控制器控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构和参数，例如设置各框架各个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通信接口的参数等。在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。可编程序控制器编程软件有调试和监控功能，可以在梯形图中显示触点的通断和线圈的通电情况，查找复杂电路的故障非常方便。历史数据可以存盘或打印，通过网络或Modem卡，还可以实现远程编程和传送。
个人计算机（PC）的价格便宜，有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。目前已有多家厂商推出了在PC上运行的可实现可编程序控制器功能的软件包，如亚控公司的KingPLC。“软PLC"在很多方面比传统的“硬PLC"有优势，有的场合“软PLC"可能是理想的选择。
5. 向通信网络化发展
伴随科技发展，很多工业控制产品都加设了智能控制和通信功能，如变频器、软启动器等。可以和现代的可编程序控制器通信联网，实现更强大的控制功能。通过双绞线、同轴电缆或光纤联网，信息可以传送到几十公里远的地方，通过Modem和互联网可以与**上其他地方的计算机装置通信。
相当多的大中型控制系统都采用上位计算机加可编程序控制器的方案，通过串行通信接口或网络通信模块，实现上位计算机与可编程序控制器交换数据信息。组态软件引发的上位计算机编程革命，很容易实现两者的通信，降低了系统集成的难度，节约了大量的设计时间，提高了系统的可靠性。国际上比较**的组态软件有Intouch、Fix等，国内也涌现出了组态王、力控等一批组态软件。有的可编程序控制器厂商也推出了自己的组态软件，如西门子公司的WINCC。

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S7-300

• 模块化微型PLC系统，满足中、小规模的性能要求

• 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务

• 简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活

• 方便用户和简易的无风扇设计

• 当控制任务增加时，可自由扩展

• 大量的集成功能使它功能非常强劲
  
  信号模块是 SIMATIC S7-300 与过程相连的接口。
  大量不同的数字量和模拟量模块可**提供每种任务所需的输入/输出。
  数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 
  对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
  另外，面向安全的应用中还可使用故障安全模块。
  

  数字量输入/输出模块具有下列机械特性：

  紧凑型设计

  坚固的塑料机壳里包括：

  • 绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态

  • 前连接器插座，通过前门保护

  • 前门上的标签区。

  • 连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。

  安装方便

  模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

  当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

  方便用户接线

  装置单元通过连接器连接。当首次连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。

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  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。
   
  

  数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。

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PLC编程的一般步骤是什么？

1．对于较复杂系统，需要绘制系统的功能图；对于简单的控制系统也可省去这一步。

2．设计梯形图程序。

3．根据梯形图编写指令表程序。

4．对程序进行模拟调试及修改，直到满足控制要求为止。调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

1、 数据传送指令

 数据传送指令包括MOV（传送）、SMOV（BCD码移位传送）、CML（取反传送）、BMOV（数据块传送）、FMOV（多点传送）、XCH（数据交换）。这里主要介绍MOV（传送）指令。

传送指令MOV将源操作数据传送到指定目标，其指令代码为FNC12，源操作数[S·]可取所有的数据类型，即K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z，其目标操作数[D·]为KnY、KnM、KnS、 T、C、D、V、Z。

如图1所示，，当X0为ON时，执行连续执行型指令，数据100被自动转换成二进制数且传送给D10，当X0变为OFF时，不执行指令，但数据保持不变；当X1为ON时，T0当前值被读出且传送给D20；当X2为ON时，数据100传送给D30，定时器T20的设定值被间接指定为10秒，当M0闭合时，T20开始计时；MOV（P）为脉冲执行型指令，当X5由OFF变为ON时指令执行一次，（D10）的数据传送给（D12），其它时刻不执行，当X5变为OFF时，指令不执行，但数据也不会发生变化；X3为ON时，（D1、D0）的数据传送给（D11、D10），当X4为ON时，将（C235）的当前值传送给（D21、D20）。注意：运算结果以32位输出的应用指令、32位二进制立即数及32位高速计数器当前值等数据的传送，必须使用（D）MOV或（D）MOV（P）指令。

如图2所示，可用MOV指令等效实现由X0～X3对Y0～Y3的顺序控制。

2、比较指令

比较指令有比较（CMP）、区域比较（ZCP）两种，CMP的指令代码为FNC10，ZCP的指令代码为FNC11，两者待比较的源操作数[S·]均为K、 H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,其目标操作数[D·]均为Y、M、S。

CMP指令的功能是将源操作数[S1·]和[S2·]的数据进行比较，结果送到目标操作元件[D·]中。在图3中，当X0为ON时，将十进制数100与计数器C2的当前值比较，比较结果送到M0～M2中，若100＞C2的当前值时，M0为ON，若100=C2的当前值时，M1为ON，

若100＜C2的当前值时，M2为ON。当X0为OFF时，不进行比较，M0～M2的状态保持不变。

 ZCP指令的功能是将一个源操作数[S·]的数值与另两个源操作数[S1·]和[S2·]的数据进行比较，结果送到目标操作元件[D·]中，源数据[S1·]不能大于[S2·]。在图4中，当X1为ON时，执行ZCP指令，将T2的当前值与10和150比较，比较结果送到M0～M2中，若10＞T2的当前值时，M0为ON，若10≤T2的当前值≤150时，M1为ON，若150＜T2的当前值时，M2为ON。当X1为OFF时，ZCP指令不执行，M0～M2的状态保持不变。

3、加1指令和减1指令

加1指令INC和减1指令DEC的操作数均可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、，它们不影响零标志、借位标志和进位标志。INC的指令代码为FNC24，DEC的指令代码为FNC25。INC指令的功能是将指定的目标操作元件[D·]中二进制数自动加1，DEC指令的功能是将指定的目标操作元件[D·]中二进制数自动减1，

如图5所示，当X0每次由OFF变为ON时，D20中的数自动增加1，当X1每次由OFF变为ON时，D21中的数自动减1。

若用连续执行型加1指令INC或连续执行型减1指令DEC，当条件成立时，在每个扫描周期内指定的目标操作元件[D·]中数据要自动加1或自动减1。16位数据运算时，+32767再加1就变为-32768，-32768再减1就变为+32767。32位数据运算时，+2147483647再加1就变为-2147483648，-2147483648再减1就变为+2147483647。

PLC提供的编程语言简介

PLC的编程语言与一般计算机语言相比具有明显的特点，它既不同于一般高级语言，也不同于一般汇编语言，它既要易于编写又要易于调试。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。 

    目前，PLC为用户提供了多种编程语言，以适应编制用户程序的需要，PLC提供的编程语言通常有以下几种：梯形图、指令表、顺序功能图和功能块图 

    1、梯形图 

    梯形图编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。PLC的梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的，但是在使用符号和表达式等方面有一定区别。

    梯形图具有形象、直观、简单明了，易于理解的特点，特别适合开关量逻辑控制，是PLC**基本、**普遍的编程语言。 

    2、语句表（STL） 

   语句表是用助记符来表达PLC的各种功能。它类似计算机的汇编语言，但比汇编语言通俗易懂，也是较为广泛应用的一种编程语言。使用语句表编程时，编程设备简单，逻辑紧凑、系统化，连接范围不受限制，但比较抽象。一般可以与梯形图互相转化，互为补充。目前，大多数PLC都有语句表编程功能。 

    3、顺序功能图(SFC) 

    顺序功能图编程是一种图形化的编程方法，亦称功能图。它的编程方式采用画工艺流程图的方法编程，只要在每个工艺方框的输入和输出端，标上特定的符号即可。采用顺序功能图编程，可以使具有并发、选择等复杂结构的系统控制程序大为简化。许多PLC都提供了用于SFC编程的指令，它是一种效果显著、深受欢迎的编程语言，目前国际电工委员会（IEC）也正在实施并发展这种语言的编程标准。 

    4、 功能块图（FBD） 

逻辑功能图是一种由逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，这种编程语言基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑方块图。对每一种功能都使用一个运算方块，其运算功能由方块内的符号确定。对于熟悉逻辑电路和具有逻辑代数基础的人员来说，使用非常方便。

S7-200 PLC输出继电器（Q）的作用和使用

  输出继电器是用来将PLC的输出信号传递给负载，是专设的输出过程映像寄存器。它只能用程序指令驱动。在每次扫描周期的结尾，CPU将输出映像寄存器中的数值复制到物理输出点上，并将采样值写入，以驱动负载。输出继电器一般采用八进制编号，一个端子占用一个点。它有4种寻址方式即可以按位、字节、字或双字来存取输出过程映像寄存器中的数据。
位： Q〔字节地址］．［位地址〕如：Q0.2
字节、字或双字： Q［长度］［起始用户可以用变量存储区存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以用它来保存与工序或任务相关的其他数据。它有4种寻址方式即可以按位、字节、字或双字来存取变量存储区中的数据。
位： V［字节地址］．［位地址］如：V10.2
字节、字或双字： V[数据长度] [起始字节地址］如：VB 100、VW200, VD300字节地址］如：QB2 QW6 QD4

在S7-200 PLC中，定时器作用相当于时间继电器，可用于时间增量的累计。其分辨率分为三种：1ms、10ms、100ms。

定时器有以下两种寻址形式。

    ●当前值寻址：16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。

    ●定时器位寻址：根据当前值和预置值的比较结果置位或者复位。

    两种寻址使用同样的格式：T+定时器编号。例如：T37

常用低压电器的主要种类和用途

常用低压电器的主要种类和用途如表1所示。

表1     常见的低压电器的主要种类及用途

序 号	类  别	主 要 品 种	用      途
1	断路器	塑料外壳式断路器	主要用于电路的过负荷保护、短路、欠电压、漏电压保护，也可用于不频繁接通和断开的电路
		框架式断路器
		限流式断路器
		漏电保护式断路器
		直流**断路器
2	刀开关	开关板用刀开关	主要用于电路的隔离，有时也能分断负荷
		负荷开关
		熔断器式刀开关
3	转换开关	组合开关	主要用于电源切换，也可用于负荷通断或电路的切换
		换向开关
4	主令电器	按钮	主要用于发布命令或程序控制
		限位开关
		微动开关
		接近开关
		**转换开关
5	接触器	交流接触器	主要用于远距离频繁控制负荷，切断带负荷电路
		直流接触器
6	起动器	磁力起动器	主要用于电动机的起动
		星三起动器
		自耦减压起动器
7	控制器	凸轮控制器	主要用于控制回路的切换
		平面控制器
8	继电器	电流继电器	主要用于控制电路中，将被控量转换成控制电路所需电量或开关信号
		电压继电器
		时间继电器
		中间继电器
		温度继电器
		热继电器
9	熔断器	有填料熔断器	主要用于电路短路保护，也用于电路的过载保护
		无填料熔断器
		半封闭插入式熔断器
		**熔断器
		自复熔断器
10	电磁铁	制动电磁铁	主要用于起重、牵引、制动等地方
		起重电磁铁
		牵引电磁铁

当然，低压电器作用远不止这些，随着科学技术的发展，新功能、新设备会不断出现。

对低压配电电器要求是灭弧能力强、分断能力好，热稳定性能好、限流准确等。对低压控制电器，则要求其动作可靠、操作频率高、寿命长并具有一定的负载能力。

过程PLC控制完成采集、处理及输出的举例

某一过程控制系统，其中一个单极性模拟量输入参数为AIW0采集到PLC中，通过PID指令计算出的控制结果从AQW0输出到控制对象。PID参数表起始地址为VB100。试设计一段程序完成下列任务：

（1）每200ms中断一次，执行中断程序；

（2）在中断程序中完成对AIW0的采集转换及归一化处理，完成回路控制输出值的工程量标定及输出。

小车行进往返的S7-200 PLC控制系统构成及编程

在S7-200中，编程元件顺序控制继电器S是专门用于编写顺序控制(常称为步进控制)程序的。一个步进控制程序是由若干个SCR段组成，每个SCR段对应步进控制中的一个功能控制步，简称步。每个SCR都是一个相对稳定的状态，都有段开始、段结束、段转移。在57-200中，有3条简单的SCR指令与之对应。

    在语句表中，SCR的指令格式为:LSCR Sx.y

                  SORT Sx.y

                   SCRE

    (1)段(步)开始指令LSCR  (Load Sequence Control Relay)

段开始指令的功能是标记一个SCR段(或一个步)的开始，其操作数是状态继电器Sx.y(如S0.0 )，Sx..y是当前SCR段的标志位，当Sx.y为1时，允许该SCR段工作。

 (2)段(步)转移指令SORT C Sequence Control Relay Transition)

段转移指令的功能是将当前的SCR段切换到下一个SCR段，其操作数是下一个SCR段的标志位Sx.y(如S0.1)。当允许输入有效时，进行切换，即停止当前SCR段工作，启动下一个SCR段工作。

 (3)段(步)结束指令SORE （ Sequence Control Relay End)

段结束指令的功能是标记一个SCR段(或一个步)的结束。每个SC必须使用段结束指令来表示该SCR段的结束。

图1是一个装料/卸料小车的行程控制系统示意图。

图1 小车的行程控制系统示意图

1、控制要求

（1）           初始位置，小车在左端，左限位开关SQ1被压下。

（2）           按下起动按钮sBl，小车开始装料。

（3）           8s后装料结束，小车自动开始右行，碰到右限位开关SQ2时，停止右行，小车开始卸料。

（4）           Ss后卸料结束，小车自动左行，碰到左限位开关SQ1后，停止左行，开始装料。

（5）           延时8s后，装料结束，小车自动右行……，如此循环，直到按下停止按钮SB2，在当前循环完成后，小车结束工作。

2、编程元件地址分配

①输入/输出继电器地址分配如表1所示。

表1输入/输出继电器的地址分配表

②其他编程元件地址分配如表2所示。

表2其他编程元件的地址分配

3、电路

本实验采用S7-200CPU222，其I/O接线图如图2所示。

图2 装料/卸料小车的I/O接线图

 

4、参考梯形图程序

步进控制程序可借助于状态流程图来编程，装料/卸料小车的状态流程图如图3所示。参考梯形图程序如图4所示。

由PLC实现的三相异步电动机正反转控制线路

/O接线图

2、PLC的输入输出地址分配表

 

输入：

X0-----SB1(启动）

X1-----SB2（停止）

X2-----SB3

 

输出：

Y0-----KM1

Y1-----KM2

Y2-----KM3

Y3-----KM4

 

3、PLC的梯形图

 

4、指令表

 

 

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