西門子模塊6ES7322-1FF01-0AA0
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詳細(xì)介紹編輯西門子模塊6ES7322-1FF01-0AA0
1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC,，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測,、監(jiān)測及控制等,。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能,。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用,。
2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用,。各種單獨
西門子PLC之S7家族西門子PLC之S7家族
的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng),。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度,；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值,；方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi),，人機對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù),。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送,；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時,，模塊更換,，等等）；多級口令保護(hù)可以使用戶高度,、有效地保護(hù)其技術(shù)機密,，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān),，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,，當(dāng)鑰匙拔出時，就不能改變操作方式,，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序,。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能,，這使得組態(tài)非常容易,、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口,，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng),；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中,，用于同時連接編程器,、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng),。
3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中,、高檔性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計,，可靠耐用,，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板,，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng),。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要,。
4工作原理編輯
當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段,，即輸入采樣,、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段,。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間,，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段,。
輸入采樣
PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計
1 ． PLC 型號的選擇
在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對象的控制要求,，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制,。
在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器,、計數(shù)器等）,、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁,、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運算,、模擬量的控制,、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性,、準(zhǔn)備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的,。
目前,，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂,、無所適從,。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機型才能達(dá)到經(jīng)濟實用的目的,。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費,。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮,。
（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇
盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。
要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù),，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數(shù),。
另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制,，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％,； PLC 每個輸出點的驅(qū)動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異,；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等,。在選型時要考慮這些問題。
PLC 的輸出點可分為共點式,、分組式和隔離式幾種接法,。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級,，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離,，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC ,。
（ 2 ）對存儲容量的選擇
對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中,，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點來估算,；計數(shù)器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算,；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中,，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算,。后,，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者,，選擇容量時留有裕量要大些,。
（ 3 ）對 I/O 響應(yīng)時間的選擇
PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等,。對開關(guān)量控制的系統(tǒng),，PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題,。但對模擬量控制的系統(tǒng),、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。
（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點選型
不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求,。例如,，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的,。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點，如導(dǎo)通壓降小,，有隔離作用,，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,，其負(fù)載電壓靈活（可交流,、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交,、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC ,。
（ 5 ）對在線和離線編程的選擇
離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài),。編程狀態(tài)時,， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制,。編程器編程屬于這種情況,。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ，主機的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制,，在每一個掃描周期末尾與編程器通信,，編程器把修改的程序發(fā)給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制,。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程,，也能實現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計算機,，并配置編程軟件,。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。
（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型
若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò),，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC ,、上位計算機及 CRT 等的接口,。大、中型機都有通信功能,，目前大部分小型機也具有通信功能,。
（ 7 ）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇
在相同功能和相同 I/O 點數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價格低,。但模塊式具有功能擴展靈活,，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點,，要按實際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式,。
2 ．分配輸入 / 輸出點
一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應(yīng)的,。
分配好后,，按系統(tǒng)配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號,，即進(jìn)行編號,。
在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的,，那樣就應(yīng)在接入輸入點前,，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點,。
（ 1 ）確定 I/O 通道范圍
不同型號的 PLC ,，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號，查閱相應(yīng)的編程手冊,，決不可“張冠李戴”,。必須參閱有關(guān)操作手冊。
（ 2 ）部輔助繼電器
內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出,，不能直接連接外部器件,，而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用,。
從功能上講,，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。
未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用,。根據(jù)程序設(shè)計的需要,，應(yīng)合理安排PLC 的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,，避免重復(fù)使用,。參閱有關(guān)操作手冊。
（ 3 ）分配定時器 / 計數(shù)器
PLC 的定時器 / 計數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊,。
7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計方法及步驟
7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的方法
在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后,，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多,，這里主要介紹幾種典型的編程方法,。
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圖解法編程
圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計。常見的主要有梯形圖法,、邏輯流程圖法,、時序流程圖法和步進(jìn)順控法。
(1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語言去編制 PLC 程序,。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法,。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成 PLC 的梯形圖語言,。這對于熟悉繼電器控制的人來說,，的一種編程方法。
(2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過程,，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系,。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來形成系統(tǒng)的邏輯流程圖,。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰,、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會使整個程序脈絡(luò)清楚，便于分析控制程序,，便于查找故障點,，便于調(diào)試程序和維修程序。有時對一個復(fù)雜的程序,，直接用語句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手,，則可以先畫出邏輯流程圖，再為邏輯流程圖的各個部分用語句表和梯形圖編制 PLC 應(yīng)用程序,。
(3) 時序流程圖法：時序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時序圖（即到某一個時間應(yīng)該進(jìn)行哪項控制的控制時序圖）,，再根據(jù)時序關(guān)系畫出對應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖，后把程序框圖寫成 PLC 程序,。時序流程圖法很適合于以時間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法,。
(4) 步進(jìn)順控法：步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序,，都可以分成若干個功能比較簡單的程序段,，一個程序段可以看成整個控制過程中的一步。從整個角度去看,，一個復(fù)雜系統(tǒng)的控制過程是由這樣若干個步組成的,。系統(tǒng)控制的任務(wù)實際上可以認(rèn)為在不同時刻或者在不同進(jìn)程中去完成對各個步的控制。為此,，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令,。在畫完各個步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序,。
2. 經(jīng)驗法編程
經(jīng)驗法是運用自己的或別人的經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計,。多數(shù)是設(shè)計前先選擇與自己工藝要求相近的程序,，把這些程序看成是自己的“試驗程序”,。結(jié)合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改,，使之適合自己的工程要求,。這里所說的經(jīng)驗，有的是來自自己的經(jīng)驗總結(jié),，有的可能是別人的設(shè)計經(jīng)驗,，就需要日積月累，善于總結(jié),。
3. 計算機輔助設(shè)計編程
計算機輔助設(shè)計是通過 PLC 編程軟件在計算機上進(jìn)行程序設(shè)計,、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等,。使用編程軟件可以十分方便地在計算機上離線或在線編程,、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計算機上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運行文件,。
7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的步驟
在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上,，就要實際地
1本地數(shù)據(jù)堆棧區(qū)L是局部變量，L變量僅在調(diào)用它的子程序中有效,。字節(jié),、字或雙字可以有條件地復(fù)制到相應(yīng)的PQ存儲器中（直接輸出TPC1062K的模板地址）。
小心
•由于Q存儲器的整個字節(jié)被寫入輸出模板,，當(dāng)進(jìn)行立即輸出時,，該字節(jié)中的所有輸出位都將被更新。
•如果一個輸出位在不應(yīng)發(fā)送到輸出模板中的整個程序中出現(xiàn)中間狀態(tài)（1/0）,，立即寫功能會造成危險情況（輸出瞬時脈沖）,。
•作為一般設(shè)計規(guī)則，在一個MT6100I的程序中,，外部輸出模板只能認(rèn)為是一個線圈,。如果遵守該設(shè)計規(guī)則，可以避免使用立即輸出時的大多數(shù)潛在問題,。
舉例
等效于立即寫入外圍數(shù)字量輸出模板5通道1的梯形邏輯程序段,。尋址輸出Q字節(jié)（QB5）的位狀態(tài)可以修改，也可以保持不變,。Q5.1被賦給程序段1中I0.1的信號狀態(tài),。QB5被復(fù)制到相應(yīng)的直接外圍輸出存儲區(qū)（PQB5）。字PIW1包含I1.1的立即狀態(tài),。PIW1與W#16#0002進(jìn)行與（AND）邏輯運算,。如果PB1中的I1.1（第2位）為“1”，則結(jié)果非“0”,。如果WAND_W指令的結(jié)果不等于“0”,，則接點“A<>0”通過電壓。
(1)溫度：PLC要求環(huán)境溫度在0～55℃,，安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面,，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。
(2)濕度：為了保證PLC的絕緣性能,，空氣的相對濕度應(yīng)小于85％(無凝露),。
(3)震動：應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強烈的震動源，防止振動頻率為10～55Hz的頻繁或連續(xù)振動,。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時,，必須采取減震措施，如采用減震膠,。
(4)空氣：避免有腐蝕和易燃的氣體,，例如化學(xué)的酸堿等,。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中,。例如電廠的干排渣,、干除灰等，在基建后期增加了封閉小屋,。
(5)電源：PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力,。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器,，以減少設(shè)備與地之間的干擾,。一般PLC都由直流24V輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時,，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源,。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響,，容易使PLC接收到錯誤信息,。
西門子S7-200支持多種通訊模式，如點點接口(PPI),、多點接口(MPI),、RrofibusDP等。PPI等通訊協(xié)議主要用于西門子系列產(chǎn)品之間的通訊以及對PLC編程,。在自由口模式下,，可由用戶控制串行通訊接口，實現(xiàn)用戶自定義的通訊協(xié)議,。用戶可以用梯形圖程序調(diào)用接收中斷,、發(fā)送中斷、發(fā)送指令(XMT),、接受指令(RCV)來控制通信操作,。在自由口模式下，通信協(xié)議*由梯形圖程序控制,。
S7-200CPU上的通信口是與RS-485兼容的9針D型連接器,，PLC還提供了實現(xiàn)RS-485與PC機上RS-232C相連接的PC/PPI電纜，利用它可以方便地實現(xiàn)S7-200系列PLC與PC之間的硬件連接,。
S7-200的編程軟件為STEP7-Micro/WIN32，該軟件有STL,、FBD和Ladder三種編程模式,，有SIMATIC指令和IEC131-3指令兩種指令。本文所給出的范例是使用SIMATIC指令的STL編程,。
S7-200PLC端的通訊程序?qū)崿F(xiàn)
PLC程序分為主程序和中斷程序,。主程序完成初始化通信口,、開中斷、判斷,、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能,中斷程序完成接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的功能,。接收指令(RCV)啟動或終止接收信息功能，必須為接收操作開始和結(jié)束條件,。發(fā)送指令(XMT)在自由口模式下依靠通訊口發(fā)送數(shù)據(jù),。
控制字的選取
反映CPU工作方式的模式開關(guān)當(dāng)前位置的特殊存儲器位為SM0.7，它控制自由端口模式的進(jìn)入,。當(dāng)SM0.7為0時,，模式開關(guān)處于TREM位置;當(dāng)SM0.7為1時模式開關(guān)處于RUN位置。而只有當(dāng)模式開關(guān)位于RUN位置時,，才允許進(jìn)行自由口通訊,。SMB30是自由口模式控制字節(jié)，用來設(shè)定校驗方式,、通訊協(xié)議,、波特率等通訊參數(shù)(其它控制字的設(shè)定參閱有關(guān)書籍)。
程序的一些簡單介紹
NETWORK1
LDSM0.1//*次掃描
MOVB16#09,，SMB30
//自由口通訊模式:9600波特率,無奇偶校驗,8個數(shù)據(jù)位
MOVB16#7C,，SMB87//接收信息狀態(tài)字節(jié)
MOVB16#53，SMB88
//設(shè)置信息的開始字符“S”
MOVB16#45,，SMB89
//設(shè)置信息的結(jié)束字符“E”
MOVW+5,，SMW90
//設(shè)定空閑行的時間間隔(ms)
MOVW+179，SMW92
//字符間/信息間定時器超時值(ms)
MOVB60,，SMB94//接收字符的個數(shù)
NETWORK2
LDSM0.1MOVB16#53,，VB2499
//設(shè)置接收和發(fā)送緩沖區(qū)的首地址
ATCH發(fā)送完中斷，9
//把發(fā)送完成中斷和發(fā)送完成中斷子程序連接起來
ATCH接收完中斷,，23
//把接收完成中斷和接收完成中斷子程序連接起來
ENI//允許中斷
化工儀器網(wǎng)