西門子模塊6ES7215-1BG40-0XB0             西門子模塊6ES7215-1BG40-0XB0

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IEMENS 可編程控制器

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西門子可編程控制器應用設計與調(diào)試的主要步驟
（ 1 ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求
a ．被控對象就是受控的機械,、電氣設備,、生產(chǎn)線或生產(chǎn)。
b ．控制要求主要指控制的基本,、應完成的,、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等,。對較復雜的控制,，還可將控制任務分成幾個部分，這種可化繁為簡,，有利于編程和調(diào)試,。
（ 2 ）確定 I/O 設備
根據(jù)被控對象對 PLC 控制的功能要求，確定所需的用戶輸入,、輸出設備,。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關,、行程開關,、傳感器等,，常用的輸出設備有繼電器、器,、指示燈,、電磁閥等。
（ 3 ）選擇的 PLC 類型
根據(jù)已確定的用戶 /O 設備,，統(tǒng)計所需的輸入和輸出的點數(shù),，選擇的 PLC 類型，包括機型的選擇,、容量的選擇,、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等,。
（ 4 ）分配 I/O 點
分配 PLC 的輸入輸出點,，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行 PLC 程序設計,，同時可進行控制柜或操作臺的設計和現(xiàn)場施工,。
（ 5 ）設計應用梯形圖程序
根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用設計的核心工作,，也是比較困難的一步,，要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求,，同時還要有一定的電氣設計的實踐,。
（ 6 ）將程序輸入 PLC
當使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,，以便輸入,。當使用可編程序控制器的輔助編程在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去,。
（ 7 ）進行
程序輸入 PLC 后,，應*行工作。因為在程序設計中,，難免會有疏漏的地方,。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設備上去之前，必需進行,，以排除程序中的錯誤,，同時也為整體調(diào)試打好基礎，縮短整體調(diào)試的周期,。
（ 8 ）應用整體調(diào)試
在 PLC 軟硬件設計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后,，就可以進行整個的聯(lián)機調(diào)試，如果控制是由幾個部分組成,，則應先作局部調(diào)試,，然后再進行整體調(diào)試,；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調(diào)試,，然后再連接起來總調(diào),。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除,，直至調(diào)試成功,。
（ 9 ）編制技術文件
技術文件包括說明書、電氣原理圖,、電器布置圖,、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖,。

西門子說明書

西門子PLC的組成
程序由PLC制造廠商設計編寫的,，并存入PLC的存儲器中，用戶不能直接讀寫與更改,。程序一般包括診斷程序,、輸入處理程序、編譯程序,、信息傳送程序,、監(jiān)控程序等。
 PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言,，根據(jù)控制要求編制的程序,。在PLC的應用中，重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序,，以實現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而的裝置,，其主要使用者是廣大電氣技術人員,，為了他們的習慣和能力，PLC的主要編程語言采用比計算機語言相對簡單,、易懂,、形象的語言。
 PLC編程語言是多種多樣的,，對于不同生產(chǎn)廠家,、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達也不相同，但基本上可歸納兩種類型：一是采用字符表達的編程語言,，如語句表等,；二是采用圖形符號表達編程語言，如梯形圖等,。
    以下簡要介紹幾種常見的PLC編程語言,。
   1.梯形圖語言
  梯形圖語言是在電器控制中常用的器,、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。它與電器控制線路圖相似,，繼承了電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu),、邏輯運算和輸入輸出形式，具有形象,、直觀,、實用的特點。因此,，這種編程語言為廣大電氣技術人員所熟知,，是應用廣泛的PLC的編程語言，是PLC的編程語言,。
如圖1所示是的電器控制線路圖和PLC梯形圖,。

• 一、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算
      I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),，再10%～20%的可擴展
      余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù),。實際訂貨時,，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整,。
      二,、存儲器容量的估算
      存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,，因此程序容量小于存儲器容量,。設計階段，由于用戶應用程序還未編制,，因此,，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道,。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,，通常采用存儲器容量的估算來替代。
      存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式,，許多文獻資料中給出了不同公式,，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍,，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字）,，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
      三、控制功能的選擇
      該選擇包括運算功能,、控制功能,、通信功能、編程功能,、診斷功能和處理速度等特性的選擇,。
      (一)運算功
      簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能,；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位,、比較等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算,、數(shù)據(jù)傳送等,；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現(xiàn),，目前在PLC中都已具有通信功能,，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或機的通信,，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能,。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能,。大多數(shù)應用,，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,，當用于模擬量檢測和控制時,，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等,。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算,。
      (二)控制功能
      控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算,、比值控制運算等,，應根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,，因此,，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,，PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元,、高速計數(shù)器,、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
      (三)通信功能
      大中型PLC應支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP）,，需要時應能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接,。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信，應是開放的通信網(wǎng)絡,。
      PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）,、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng),、常用DCS接口等,；大中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合,，通信距離應裝置實際要求
      PLC的通信網(wǎng)絡中,，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%,。PLC的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站,，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡,；2）1臺PLC為主站,，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡,；3）PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng),；4）PLC網(wǎng)絡（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡）。
      為減輕CPU通信任務,，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要,，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線,、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器,。
•  (四)編程功能
      離線編程：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程時,，CPU只為編程器提供服務,，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后,，編程器切換到運行,，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程,。離線編程可成本,，但使用和調(diào)試不方便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU,，主機CPU負責現(xiàn)場控制,，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期,，主機就根據(jù)新收到的程序運行,。這種成本較高，但調(diào)試和操作方便,，在大中型PLC中常采用,。
      五種化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）,、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）,、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其（IEC6113123）,，同時,，還應支持多種語言編程形式，如C,，Basic等,，以特殊控制的控制要求。

• 目前,，PLC在已廣泛應用于鋼鐵,、石油、化工,、電力,、建材、機械制造,、汽車,、輕紡、交通運輸,、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),，使用情況主要分為如下幾類：

  　　1.開關量邏輯控制

  　　取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機***及自動化流水線,。如注塑機,、印刷機、訂書機械,、組合機床,、磨床、包裝生產(chǎn)線,、電鍍流水線等,。

  　　2.工業(yè)過程控制

  　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，存在一些如溫度,、壓力,、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量）,，PLC采用相應的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量,，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法,。過程控制在冶金,、化工、熱處理,、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用,。

  　　3.運動控制

  　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用的運動控制模塊,，如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊,，廣泛用于各種機械、機床,、機器人,、電梯等場合。

  　　4.數(shù)據(jù)處理

  　　PLC具有數(shù)***算（含矩陣運算,、函數(shù)運算,、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、排序、查表,、位操作等功能,，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理,。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙,、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng),。

  　　5.通信及聯(lián)網(wǎng)

  　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信,。隨著工廠自動化網(wǎng)絡的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口,，通信非常方便,。