西門(mén)子模塊6ES7215-1BG40-0XB0             西門(mén)子模塊6ES7215-1BG40-0XB0

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IEMENS 可編程控制器

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西門(mén)子可編程控制器應(yīng)用設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟
（ 1 ）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求
a ．被控對(duì)象就是受控的機(jī)械,、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線(xiàn)或生產(chǎn),。
b ．控制要求主要指控制的基本,、應(yīng)完成的、自動(dòng)工作循環(huán)的組成,、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等,。對(duì)較復(fù)雜的控制，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)部分，這種可化繁為簡(jiǎn),，有利于編程和調(diào)試,。
（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備
根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制的功能要求，確定所需的用戶(hù)輸入,、輸出設(shè)備,。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān),、行程開(kāi)關(guān),、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器,、器,、指示燈、電磁閥等,。
（ 3 ）選擇的 PLC 類(lèi)型
根據(jù)已確定的用戶(hù) /O 設(shè)備,，統(tǒng)計(jì)所需的輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)，選擇的 PLC 類(lèi)型,，包括機(jī)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(diǎn)
分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫(huà)出輸入 / 輸出端子的接線(xiàn)圖,。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。
（ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用梯形圖程序
根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程,。這一步是整個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的核心工作,，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖,，首先要十分熟悉控制要求,，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐。
（ 6 ）將程序輸入 PLC
當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí),，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程在計(jì)算機(jī)上編程時(shí),，可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去,。
（ 7 ）進(jìn)行
程序輸入 PLC 后，應(yīng)*行工作,。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)中,，難免會(huì)有疏漏的地方,。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行,，以排除程序中的錯(cuò)誤,，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期,。
（ 8 ）應(yīng)用整體調(diào)試
在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后,，就可以進(jìn)行整個(gè)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制是由幾個(gè)部分組成,，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)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(lái)總調(diào),。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要逐一排除,，直至調(diào)試成功,。
（ 9 ）編制技術(shù)文件
技術(shù)文件包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖,、電器布置圖,、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖,。

西門(mén)子說(shuō)明書(shū)

西門(mén)子PLC的組成
程序由PLC制造廠(chǎng)商設(shè)計(jì)編寫(xiě)的,，并存入PLC的存儲(chǔ)器中，用戶(hù)不能直接讀寫(xiě)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(hù)程序是用戶(hù)利用PLC的編程語(yǔ)言,，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中,，重要的是用PLC的編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)用戶(hù)程序,，以實(shí)現(xiàn)控制目的。由于PLC是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)控制而的裝置,，其主要使用者是廣大電氣技術(shù)人員,，為了他們的習(xí)慣和能力,，PLC的主要編程語(yǔ)言采用比計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相對(duì)簡(jiǎn)單、易懂,、形象的語(yǔ)言,。
 PLC編程語(yǔ)言是多種多樣的,，對(duì)于不同生產(chǎn)廠(chǎng)家,、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語(yǔ)言的表達(dá)也不相同,，但基本上可歸納兩種類(lèi)型：一是采用字符表達(dá)的編程語(yǔ)言,，如語(yǔ)句表等；二是采用圖形符號(hào)表達(dá)編程語(yǔ)言,，如梯形圖等,。
    以下簡(jiǎn)要介紹幾種常見(jiàn)的PLC編程語(yǔ)言。
   1.梯形圖語(yǔ)言
  梯形圖語(yǔ)言是在電器控制中常用的器,、繼電器等圖形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的,。它與電器控制線(xiàn)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(yùn)算和輸入輸出形式,，具有形象、直觀(guān),、實(shí)用的特點(diǎn),。因此，這種編程語(yǔ)言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知,，是應(yīng)用廣泛的PLC的編程語(yǔ)言，是PLC的編程語(yǔ)言,。
如圖1所示是的電器控制線(xiàn)路圖和PLC梯形圖,。

• 一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算
      I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),，再10%～20%的可擴(kuò)展
      余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù),。實(shí)際訂貨時(shí),，還需根據(jù)制造廠(chǎng)商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整,。
      二,、存儲(chǔ)器容量的估算
      存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小,，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶(hù)應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量,。設(shè)計(jì)階段,，由于用戶(hù)應(yīng)用程序還未編制，因此,，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的,，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算,，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代,。
      存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式,，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍,，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)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(yùn)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(yùn)算功
      簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算,、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能,；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能,；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算,、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能,。隨著開(kāi)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(jī)的通信,，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信,，有些產(chǎn)品還具有與工廠(chǎng)或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā),，合理選用所需的運(yùn)算功能,。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能,，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí),，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等,。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算,。
      (二)控制功能
      控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算,、比值控制運(yùn)算等,，應(yīng)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(shí)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(chǔ)器容量,。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器,、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元,、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
      (三)通信功能
      大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和通信協(xié)議（如TCP/IP）,，需要時(shí)應(yīng)能與工廠(chǎng)網(wǎng)（TCP/IP）相連接,。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò),。
      PLC的通信接口應(yīng)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(xiàn)（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線(xiàn)應(yīng)符合,，通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求
      PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中,，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%,。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站,，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò),；2）1臺(tái)PLC為主站,，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò),；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng),；4）PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠(chǎng)商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
      為減輕CPU通信任務(wù),，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要,，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn),、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器,。
•  (四)編程功能
      離線(xiàn)編程：PLC和編程器公用一個(gè)CPU,，編程器在編程時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù),，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行,，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,，不能進(jìn)行編程。離線(xiàn)編程可成本,，但使用和調(diào)試不方便,。在線(xiàn)編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制,，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,，編程器把在線(xiàn)編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期,，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)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(yǔ)言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）,、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ)言,。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其（IEC6113123）,，同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)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(yīng)用于鋼鐵、石油,、化工,、電力、建材,、機(jī)械制造,、汽車(chē),、輕紡、交通運(yùn)輸,、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè),，使用情況主要分為如下幾類(lèi)：

  　　1.開(kāi)關(guān)量邏輯控制

  　　取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)***及自動(dòng)化流水線(xiàn),。如注塑機(jī),、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械,、組合機(jī)床,、磨床、包裝生產(chǎn)線(xiàn),、電鍍流水線(xiàn)等,。

  　　2.工業(yè)過(guò)程控制

  　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)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(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)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(guò)程控制在冶金,、化工、熱處理,、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用,。

  　　3.運(yùn)動(dòng)控制

  　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用的運(yùn)動(dòng)控制模塊,，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊,，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床,、機(jī)器人,、電梯等場(chǎng)合。

  　　4.數(shù)據(jù)處理

  　　PLC具有數(shù)***算（含矩陣運(yùn)算,、函數(shù)運(yùn)算,、邏輯運(yùn)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(shè)備間的通信,。隨著工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便,。