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西門子6ES7323-1BL00-0AA0

不同型號的PLC具有不同的硬件組成和性能指標(biāo),。它們的基本I／O點(diǎn)數(shù)和擴(kuò)展范圍，程序存儲容量往往差別很大,。因此,，在進(jìn)行PLC程序設(shè)計之前,，要對所用PLC的型號，硬件配置（如內(nèi)裝型PLC是否要增加附加I／O板,，通用型PLC是否要增加I／O模板等）作出選擇,。
    （1）輸入／輸出點(diǎn)  輸入點(diǎn)是與機(jī)床側(cè)被控對象有關(guān)的按鈕、開關(guān),、繼電器和接觸器觸點(diǎn)等連接的輸入信號接口,，以及由機(jī)床側(cè)直接連接到NC的輸入信號接口（如減速信號：*DECX，*DECY…,，跳過信號：SKIP等）,。
輸出點(diǎn)包括向機(jī)床側(cè)繼電器,，指示燈等輸出信號的接口。設(shè)計者對被控對象的上述I／O信號要逐一確認(rèn),，并分別計算出總的需要數(shù)量,。選用的PLC所具有的I／O點(diǎn)數(shù)應(yīng)比計算出的    I／O點(diǎn)數(shù)稍多一些，以備可能追加和變更控制性能的需要,。
    （2）存儲容量  一般來說,，普通CNC車床順序程序的規(guī)模約1000步，小型加工中心約2000步,。程序規(guī)模隨機(jī)床的復(fù)雜程度變化,，設(shè)計者要根據(jù)具體任務(wù)對程序規(guī)模作出估算，并據(jù)此確定合理的存儲容量,。   
    另外,，所選擇PLC的處理時間，指令功能,，定時器,、計數(shù)器、內(nèi)部繼電器的技術(shù)規(guī)格,、數(shù)量等指標(biāo)也應(yīng)滿足要求,。內(nèi)裝型PLC有如下特點(diǎn)：
 1）內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置帶有的PLC功能，一般是作為一種基本的或可選擇的功能提供給用戶,。
 2）內(nèi)裝型PLC的性能指標(biāo)（如：輸入／輸出點(diǎn)數(shù),，程序大步數(shù)，每步執(zhí)行時間,、程序掃描周期,、功能指令數(shù)目等）是根據(jù)所從屬的CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能,、適用機(jī)床的類型等確定的,。其硬件和軟件部分是被作為CNC系統(tǒng)的基本功能或附加功能與CNC系統(tǒng)其他功能一起統(tǒng)一設(shè)計、制造的,。因此,，系統(tǒng)硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)十分緊湊，且PLC所具有的功能針對性強(qiáng),，技術(shù)指標(biāo)亦較合理,、實(shí)用，尤其適用于單機(jī)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用場合,。
 3）在系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)上,，內(nèi)裝型PLC可與CNC共用CPU，也可以單獨(dú)使用一個CPU,；硬件控制電路可與CNC其他電路制作在同一塊印刷板上,，也可以單獨(dú)制成一塊附加板，當(dāng)CNC裝置需要附加PLC功能時,，再將此附加板插裝到CNC裝置上,，內(nèi)裝PLC一般不單獨(dú)配置輸入／輸出接口電路，而是使用CNC系統(tǒng)本身的輸入／輸出電路,；PLC控制電路及部分輸入／輸出電路（一般為輸入電路）所用電源由CNC裝置提供,，不需另備電源。
 4）采用內(nèi)裝型PLC結(jié)構(gòu),，CNC系統(tǒng)可以具有某些高級的控制功能,。如：梯形圖編輯和傳送功能，在CNC內(nèi)部直接處理NC窗口的大量信息等,。
 自70年代末以來,，世界上*的CNC廠家在其生產(chǎn)的CNC產(chǎn)品中，大多開發(fā)了內(nèi)裝型PLC功能,。隨著大規(guī)模集成電路的開發(fā)利用,，帶與不帶PLC功能，CNC裝置的外形尺寸已沒有明顯的變化,。一般來說,，采用內(nèi)裝型PLC省去了PLC與NC間的連線，又具有結(jié)構(gòu)緊湊,、可靠性好,、安裝和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，和在擁有CNC裝置后,，又去另外配購一臺通用型PLC作控制器的情況相比較,，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上對用戶來說都是有利的。
國內(nèi)常見的外國公司生產(chǎn)的帶有內(nèi)裝型PLC的系統(tǒng)有：FANUC公司的FS-0（PMC-L／M）,，F(xiàn)S-0 Mate（PMC-L／M）,，F(xiàn)S-3（PLC-D），F(xiàn)S-6（PLC-A,、PLC-B）,，F(xiàn)S-10／11（PMC-1）；FS-15（PMC-N）,；Siemens公司的SINUMERIK 810,，SINUMERIK 820；A-B公司的8200,，8400,，8600等。
658 ~ 540 hPa (+3500 ~ +5000 m) 降額運(yùn)行 20 K
可編程控制器（PLC）的工作有兩個要點(diǎn)：入出信息變換,、可靠物理實(shí)現(xiàn),，入出信息變換主要由運(yùn)行存儲于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn),。這程序既有系統(tǒng)的（這程序又稱監(jiān)控程序，或操作系統(tǒng)）,，又有用戶的,。系統(tǒng)程序?yàn)橛脩舫绦蛱峁┚庉嬇c運(yùn)行平臺，同時,，還進(jìn)行必要的公共處理,，如自檢，I/O刷新,，與外設(shè),、上位計算機(jī)或其它PLC通訊等處理。用戶程序由用戶按照控制的要求進(jìn)行設(shè)計,。什么樣的控制,，就有什么樣的用戶程序。 
      可靠物理實(shí)現(xiàn)主要通過輸入（I,， INPUT）及輸出（O,， OUTPUT）電路。每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)就有一個I或O電路,。而且,，總是把若干個這樣電路集成在一個模塊（或箱體）中，然后再由若干個模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統(tǒng)（電路）,。盡管這些模塊相當(dāng)多,，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的,，所以,，PLC的體積還是不太大的。
輸入電路時刻監(jiān)視著輸入點(diǎn)的（通,、ON或斷,、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器（還可能有別的稱謂）中,。每一輸入點(diǎn)都有一個與其對應(yīng)的輸入暫存器,。
      輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱謂）。它也有兩個狀態(tài),，高,、低電位狀態(tài)，并可鎖存,。同時,，它還有相應(yīng)的物理電路，可把這個高、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點(diǎn),。每一輸出點(diǎn)都有一個與其對應(yīng)的輸出鎖存器,。
      這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內(nèi)存交換信息通過PLC I/O總線及運(yùn)行PLC的系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn),。
      把輸入暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中,，稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū),。這個區(qū)的每一對應(yīng)位（bit）稱為輸入繼電器，或稱軟觸點(diǎn),，或稱為過程映射輸入寄存器（the process-image input register）,。這些位（bit）置成1，表示觸點(diǎn)通,，置成0為觸點(diǎn)斷,。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以,，它反映的就是輸入點(diǎn)的狀態(tài),。
      輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對應(yīng)的。一個輸出鎖存器也有一個內(nèi)存位（bit）與其對應(yīng),，這個位稱為輸出繼電器,，或稱輸出線圈，或稱為過程映射輸出寄存器（the process-image output register）,。通過PLC I/O總線及運(yùn)行系統(tǒng)程序,，輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個映射的完成也稱輸出刷新,。
      PLC除了有可接收開關(guān)信號的輸入電路,，有時，還有接收模擬信號的輸入電路（稱模擬量輸入單元或模塊）,。只是后者先要進(jìn)行模,、數(shù)轉(zhuǎn)換，然后,，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元中,。
      如要產(chǎn)生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱模擬量輸出模塊或單元）,?？克鼘LC相應(yīng)的內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)、模轉(zhuǎn)換,，并產(chǎn)生輸出,。
這樣，用戶所要編的程序只是，PLC輸入有關(guān)的內(nèi)存區(qū)到輸出有關(guān)的內(nèi)存區(qū)的變換,。這是一個數(shù)據(jù)及邏輯處理問題,。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，編寫出滿足這個要求的程序是*可能的,。
 圖1對以上敘述作了說明,。其中框圖代表信息存儲的地點(diǎn)，箭頭代表信息的流向及實(shí)現(xiàn)信息流動的手段,。這個圖,，既反映了PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個基本要點(diǎn)，同時也反映了信息在PLC中的空間關(guān)系,。
      簡單地說,，PLC工作過程是：輸入刷新---運(yùn)行用戶程序---輸出刷新，再輸入刷新---再運(yùn)行用戶程序---再輸出刷新??*停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著,。
      圖2所示的流程圖反映的就是上述過程,。它也反映了信息間的時間關(guān)系。
a- 簡化工作流程圖              b – 實(shí)際工作流程圖
圖2 PLC工作流程圖
     有了上述過程,，用PLC實(shí)現(xiàn)控制顯然是可能的,。因?yàn)椋河辛溯斎胨⑿拢砂演斎腚娐繁O(jiān)視得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū),；經(jīng)運(yùn)行用戶程序,，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新,，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài),，并通過輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個過程是*停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著,，所以,，輸出總是反映輸入的變化。只是響應(yīng)的時間上,，略有滯后,。但由于PLC的工作速度很快，所以,，這個“略有滯后"的時間是很短的,，一般也就是幾毫秒、幾十毫秒,，多也不會超過100到200毫秒,。
圖2a所示的是簡化的過程，實(shí)際的PLC工作過程還要復(fù)雜些,。除了I/O刷新及運(yùn)行用戶程序,，還要做些其它的公共處理工作,。公共處理工作有：循環(huán)時間監(jiān)視、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等,。
      監(jiān)視循環(huán)時間的目的是避免用戶程序“死循環(huán)",，保證PLC能正常工作。為避免用戶程序“死循環(huán)"的辦法是用“看門狗"（Watching dog）,，即設(shè)一個定時器,，監(jiān)測用戶程序的運(yùn)行時間。只要循環(huán)超時,，即報警,，或作相應(yīng)處理。獨(dú)立型PLC有如下特點(diǎn)：   
1）獨(dú)立型PLC具有如下基本的功能結(jié)構(gòu)：CPU及其控制電路,，系統(tǒng)程序存儲器,，用戶程序存儲器、輸入／輸出接口電路,、與編程機(jī)等外部設(shè)備通信的接口和電源等（參見圖5-2）,。
2）獨(dú)立型PLC一般采用積木式模塊化結(jié)構(gòu)或籠式插板式結(jié)構(gòu),，各功能電路多做成獨(dú)立的模塊或印刷電路插板,，具有安裝方便，功能易于擴(kuò)展和變更等優(yōu)點(diǎn),。例如,，可采用通信模塊與外部輸入輸出設(shè)備、編程設(shè)備,、上位機(jī),、下位機(jī)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；采用D／A模塊可以對外部伺服裝置直接進(jìn)行控制,；采用計數(shù)模塊可以對加工工件數(shù)量,、*使用次數(shù)、回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)分度數(shù)等進(jìn)行檢測和控制,，采用定位模塊可以直接對諸如刀庫,、轉(zhuǎn)臺、直線運(yùn)動軸等機(jī)械運(yùn)動部件或裝置進(jìn)行控制,。
3）獨(dú)立型PLC的輸入,、輸出點(diǎn)數(shù)可以通過I／O模塊或插板的增減靈活配置。有的獨(dú)立型PLC還可通過多個遠(yuǎn)程終端連接器構(gòu)成有大量輸入,、輸出點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò),，以實(shí)現(xiàn)大范圍的集中控制

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：
緊湊型設(shè)計，堅固的塑料機(jī)殼里包括：
綠色 LED,，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)
前連接器插座,，通過前門保護(hù)
前門上的標(biāo)簽區(qū)。
連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進(jìn)行配線,。
安裝方便,，模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則,；輸入地址由插槽決定,。
當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔,，而不會有任何反應(yīng),。其它模塊繼續(xù)工作。
方便用戶接線,，裝置單元通過連接器連接,。當(dāng)連接模塊時，編碼設(shè)備鎖定在連接器中,，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊,。更換模塊時，對于新的同類型模塊,，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài),。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。

數(shù)字量模塊可能具有各種不同的屬性,。 可以對某些模塊的屬性進(jìn)行編程,。
數(shù)字量輸入模塊 SM 321；DI 16 x DC 24 V 具有過程和診斷中斷,、等時同步功能,；(6ES7321-7BH01-0AB0)
數(shù)字量輸入模塊 SM 321；DI 16 x DC 24 V/125 V 具有過程和診斷中斷功能 (6ES7321-7EH00-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322,；DO 16 x DC 24 V/0,5 A (6ES7322-8BH10-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322,；DO 8 x DC 24 V/0,5 A 具有診斷中斷功能 (6ES7322?8BF00-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322；DO 8 x AC120/230 V /2A ISOL (6ES7322-5FF00-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322,；DO 8 x Rel. AC230V /5A (6ES7322-5HF00-0AB0)
數(shù)字量輸入/輸出模塊 SM 327,；DI 8/DO 8 x DC 24 V/0,5 A (6ES7327-1BH00-0AB0)
編程工具
僅當(dāng)CPU處于STOP模式下，才能在STEP 7中對數(shù)字量模塊編程,。
定義全部參數(shù)后,，請將這些參數(shù)從PG下載到CPU。 CPU在STOP → RUN切換過程中將各參數(shù)傳送至相關(guān)數(shù)字量模塊,。
靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)
按靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性組織參數(shù),。
如前文所述，在CPU處于STOP模式時設(shè)置靜態(tài)參數(shù),。
也可使用SFC在S7 PLC激活的用戶程序中編輯動態(tài)參數(shù),。 但是,，在CPU經(jīng)過RUN → STOP、STOP → RUN轉(zhuǎn)換之后,，將再次使用STEP 7中設(shè)置的參數(shù),。 附錄信號模塊的參數(shù)集對模塊參數(shù)在用戶程序中的分配進(jìn)行了說明。

可編程和非可編程診斷消息
將診斷消息區(qū)分為可編程診斷消息和非可編程診斷消息,。
如果在相關(guān)參數(shù)中啟用了診斷功能,，則只能獲得可編程診斷消息。 在STEP 7中為“診斷"參數(shù)塊編程,。
無論是否啟用診斷功能,，數(shù)字量模塊都始終返回非可編程診斷消息。
STEP 7 對診斷消息的反應(yīng)
由診斷消息啟動的操作：
將診斷消息輸入到數(shù)字量模塊的診斷數(shù)據(jù),，然后送入 CPU,。
數(shù)字量模塊上的 SF LED 指示燈點(diǎn)亮。
當(dāng)在 STEP 7 中設(shè)置了“啟用診斷中斷"后,，系統(tǒng)將觸發(fā)一個診斷中斷并調(diào)用 OB82,。
讀取診斷消息
可在用戶程序中使用 SFC 讀取詳細(xì)的診斷消息（請參見附錄“信號模塊診斷數(shù)據(jù)"）。
在 STEP 7 中,，可以通過讀取模塊診斷數(shù)據(jù)查看出錯原因（請參見 STEP 7 在線幫助）,。
使用 SF LED 指示燈指示診斷消息
帶有診斷功能的數(shù)字量模塊將通過其 SF LED 指示燈（組出錯 LED 指示燈）指示錯誤。 當(dāng)數(shù)字量模塊生成診斷消息時,，SF LED 指示燈點(diǎn)亮,。 清除所有錯誤狀態(tài)后,，該 LED 指示燈熄滅,。
無論 CPU 操作狀態(tài)如何（通電時），SF LED 指示燈都將點(diǎn)亮,，以便指示外部錯誤（傳感器電源處短路）,。

以下 SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在惡劣環(huán)境條件下使用：
SIPLUS S7-300 SM 321；
數(shù)字量輸入
SIPLUS S7-300 SM 322,；
數(shù)字量輸出
SIPLUS S7-300 SM 323,；
數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出
SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：
溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
在需要較高抗化學(xué)腐蝕性以及需能夠承受較高機(jī)械和生物負(fù)荷和鹽霧的場合
相對濕度 100%
符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50155

電感釋放時將出現(xiàn)過電壓。 繼電器線圈和接觸器都屬于這種情況,。
集成過電壓保護(hù)
S7-300 的數(shù)字量輸出模塊具有集成過電壓保護(hù)設(shè)備,。
附加過電壓保護(hù)
在下列情況下，只有通過附加的過電壓保護(hù)設(shè)備才能組態(tài)電感：
如果可以通過適合的附加觸點(diǎn)（如繼電器觸點(diǎn)）切斷 SIMATIC 輸出電流電路,。
如果感抗不是通過 SIMATIC 模塊激活,。
注意： 請向感抗供應(yīng)商詢問應(yīng)使用何種大小的過電壓保護(hù)設(shè)備。

下圖顯示了需要附加過電壓保護(hù)設(shè)備的輸出電流電路,。

圖片: 輸出電流電路中用于急停的繼電器觸點(diǎn)

下圖顯示了組態(tài)有二極管或 Z 二極管的直流電工作線圈,。

圖片: 直流線圈的組態(tài)

二極管/Z 二極管電路的屬性：

可避免截止電流,。 Z 二極管能承受截止電壓。

高截止延時（比沒有保護(hù)電路時高 6 到 9 倍）,。

相比二極管電路,，穩(wěn)壓二極管的截止速度更快。

下表顯示數(shù)字量 IO 模塊的基本屬性：