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可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù),檢查電源。     人/機接口裝置是用來實現(xiàn)操作人員與PLC控制系統(tǒng)的對話,，簡單，普遍的人/機接口裝置由安裝在控制臺上的按鈕,，轉(zhuǎn)換開關,，撥碼開關，指示燈,，LED顯示器,，聲光報警器等器件構成，對于PLC系統(tǒng),，還可采用半智能型CRT人/機接口裝置和智能型終端人/機接口裝置,。     所有從業(yè)人員均來自相關的大專院校和科研院所，具有多年的經(jīng)驗,，多人接受過相關產(chǎn)品及培訓,，公司下設新研發(fā)部，工程部,，非標自動化設備開發(fā)部等部門,，還有一支化的電氣自動化施工隊，公司以SIEMENS,，A-B,。     半智能型CRT人/機接口裝置可*安裝在控制臺上，通過通信接口接收來自PLC的信息并在CRT上顯示出來,而智能型終端人/機接口裝置有自己的微處理器和存儲器，能夠與操作人員快速交換信息,，并通過通信接口與PLC相連,。

5，智能接口模塊智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng),，它有自己的CPU,，系統(tǒng)程序，存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口,，它作為PLC系統(tǒng)的一個模塊,，通過總線與PLC相連，進行數(shù)據(jù)交換,，并在PLC的協(xié)調(diào)管理下獨立地進行工作,。     當PLC提供的用戶存儲器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲器擴展功能,，3,，輸入/輸出單元輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件,，PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù),。     所以I/O接口要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能,，以提高PLC的抗干擾能力,，另外，I/O接口上通常還有狀態(tài)指示,，工作狀況直觀,，便于維護，PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動能力的I/O接口,。

3　CPU的構成 　　CPU是PLC的核心,，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU,，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)

3　CPU的構成

CPU是PLC的核心,，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU,，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)

,，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中,，同時,，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和

編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務產(chǎn)生相應的控制信號

,，去指揮有關的控制電路。 　　CPU主要由運算器,、控制器,、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成,，CPU單元還包括外圍芯片,、總線接口

及有關電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),，是PLC*的組成單元,。 　　在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路,，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解,。CPU的控制器控制CPU工作，

由它讀取指令,、解釋指令及執(zhí)行指令,。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算,，在控制器指揮下工作,。寄

存器參與運算，并存儲運算的中間結果,，它也是在控制器指揮下工作,。 　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度,，IO數(shù)量及軟件容量等,，因此限制著控制規(guī)模。 4　I/O模塊 　　PLC與電氣回路的接口,，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,，其輸入暫存器反映輸入信號狀

態(tài),，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng),，輸出模塊相反,。I/O分為開關量輸入（DI），

開關量輸出（DO）,，模擬量輸入（AI）,，模擬量輸出（AO）等模塊。 　　常用的I/O分類如下： 　　開關量：按電壓水平分,，有220VAC,、110VAC,、24VDC，按隔離方式分,，有繼電器隔離和晶體管隔離,。 　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）,、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等,，按精度分，有

12bit,14bit,16bit等,。 　　除了上述通用IO外,，還有特殊IO模塊，如熱電阻,、熱電偶,、脈沖等模塊。 　　按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,，I/O模塊可多可少,，但其大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或機架槽數(shù)限制,。

西門子輸入模塊6GK7 343-1EX21-0XE0

5　電源模塊 　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源,。電源輸入類型有：交流

5　電源模塊

PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源,。電源輸入類型有：交流

電源（220VAC或110VAC）,，直流電源（常用的為24VDC）。 6 底板或機架 　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架,，其作用是：電氣上,，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊,，機械上,，實

現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體,。 7 PLC系統(tǒng)的其它設備 　　7.1 編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用,、監(jiān)測運行、檢查維護*的器件,，用于編程,、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及

PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行,。小編程器PLC一般有手持型編程器,，目前一般由計算機（運行編程

軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機,。 　　7.2　人機界面：簡單的人機界面是指示燈和按鈕,，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由

計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及,。 8　PLC的通信聯(lián)網(wǎng) 　　依靠*的工業(yè)網(wǎng)絡技術可以迅速有效地收集,、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此,，網(wǎng)絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越

顯著,，甚至有人提出"網(wǎng)絡就是控制器"的觀點說法。 　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,，它使PLC與PLC 之間,、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整

體,，實現(xiàn)分散集中控制,。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口,。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點

西門子PLC的選型方法在PLC系統(tǒng)設計時,，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型,。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)

,。PLC及有關設備應是集成的、標準的,，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相

關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng),，PLC的系統(tǒng)硬件,、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控

制器,、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,，因此，工程設計選型和估算時,，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求

,，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作,，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù),、所需存儲器容量,、確定PLC的功能,、

部設備特性等，后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng),。 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)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),，再增加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運算和其他高級運算功能,。隨著開放系統(tǒng)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)品具有與同位機或上位機的通信，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)應用場合,，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

(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)場合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,，提高

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系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議（如TCP/IP）,，需要時應能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。

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有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用,，I/O接口的主要類型有:數(shù)字量(開關量)輸入,，數(shù)字量(開關量)輸出，模擬量輸入，模擬量輸出等,，常用的開關量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型:直流輸入接口和交流輸入接口和交/直流輸入接口。     與普通電源相比,，PLC電源的穩(wěn)定性好,，抗干擾能力強，對電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高,，一般允許電源電壓在其額定值±15%的范圍內(nèi)波動,，許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電,，8,，其它外部設備除了以上所述的部件和設備外。     存儲器,，I/O以及警戒定時器的狀態(tài),，并能診斷用戶程序中的語法錯誤，當可編程邏輯控制器投入運行時,，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,。     PLC內(nèi)部的半導體存儲器稱為內(nèi)存儲器,，有時可用外部的磁帶，磁盤和用半導體存儲器作成的存儲盒等來存儲PLC的用戶程序,，這些存儲器件稱為外存儲器,，外存儲器一般是通過編程器或其它智能模塊提供的接口，實現(xiàn)與內(nèi)存儲器之間相互傳送用戶程序,。

 西門子以太網(wǎng)通訊模塊6GK7 343-1EX21-0XE0

西門子PLC控制性能優(yōu)異,，在各行業(yè)機電控制中得到了十分廣泛的應用。本書結合一系列實例,，詳細介紹了基于西門子PLC的機械電氣控制系統(tǒng)設計方法與步驟,，包括：控制系統(tǒng)的需求分析，選擇PLC機型,，系統(tǒng)硬件設計,，系統(tǒng)軟件設計等。全書共5章,，第1章是概論,，介紹西門子PLC的發(fā)展歷程及應用情況；第2章與第4章分別介紹西門子S7-200系列與S7-300/400系列PLC的基礎知識,；第3章與第5章分別是西門子S7-200系列PLC與西門子S7-300/400系列PLC機電控制實例詳解,。     在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進行工作，歸納起來主要有以下幾個方面:1)接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù),，2)診斷電源,，PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等，3)通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù),。     能適應各種大小規(guī)模的工業(yè)自動化控制場合,，被廣泛應用在電力，冶金,，化工,，造紙，環(huán)保污水處理等行業(yè)中,，PLC控制柜可完成設備自動化和過程自動化控制,，

而對于從站，我們只需要把Modbus的標準地址和從站的地址對應關系建立好就可以了,，S7-200的從站與Modbus標準的對應關系如從站右側表格所示,。

表中左側是Modbus標準地址碼，其中1-128對應于S7-200的Q0.0-Q15.7,，10001-10128對應于S7-200的I0.0-I15.7,，30001-30032對應于AIW0-AIW62，40001-4xxx對應的是S7-200的保持寄存器（V區(qū)）,，它的范圍是T-T+2*(xxxx-1),，T表示的是V區(qū)的起始地址，這一點由Modbus從站的指令所決定的,。

Modbus的主站指令叫做MBUS_MSG,，通過這條指令可以將Modbus的標準報文發(fā)給從站，例如在上圖例子當中從站的*個字節(jié)是03,，表示的是從站的地址,，F(xiàn)C功能碼為03，表示的是讀取單個/多個保存寄存器,，Modbus標準地址是40001,，長度是10。隨著功能碼的不同,，報文的格式會發(fā)生相應的變化,，具體的報文格式需要去參閱Modbus的通訊手冊。

從站的指令時MBUS _SLAVE,，在接到主站發(fā)給它的報文后會根據(jù)報文的需求返回報文,，比如在上圖例子中返回的格式是*個字節(jié)為從站的地址，第二個為功能碼,，第三個是數(shù)據(jù)返回給主站,，這樣就完成了一次Modbus通訊的請求與應答的過程。

（2）Modbus庫文件的安裝和調(diào)用

如果想要應用Modbus指令庫，那么首先需要到因特網(wǎng)上或者向西門子的客服人員申請名稱為'Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN' 的指令庫,，將它解壓并且安裝到Micro WIN當中就可以使用了,，安裝后會在Micro WIN的庫文件當中出現(xiàn)上圖標記的三個庫，其中Port0和Port1都可以做Modbus Master,，而Slave只有Port0口可以做,。

 西門子以太網(wǎng)通訊模塊6GK7 343-1EX21-0XE0

（3）Modbus庫文件的使用

使用方法很簡單，打開Modbus主站指令庫會有相應的指令塊出現(xiàn),，直接把指令塊拖拽到程序當中進行調(diào)用就可以了。

在調(diào)用Modbus庫指令的時候,，需要注意一定記得為Modbus庫文件分配庫存儲區(qū),。具體的方法是右鍵單擊庫，然后選擇庫存儲區(qū),，在彈出來的對話框當中可以選擇建議地址,，自動分配一個程序里面不會用到的地址區(qū)間，也可以人為地手動填寫起始地址,，這個區(qū)間在程序當中不可以和其他的數(shù)據(jù)區(qū)相沖突,，否則Modbus功能將不正常。

編寫,、編譯并下載程序 編寫好的程序如下圖：

西門子以太網(wǎng)通訊模塊6GK7 343-1EX30-0XE0

編寫,、編譯并下載程序

編寫、編譯并下載程序 可在PLC變量表里面為變量命名

西門子以太網(wǎng)通訊模塊6GK7 343-1EX30-0XE0

變量命名

編寫,、編譯并下載程序 編譯并下載程序

編譯并下載程序

在下面的示例中數(shù)據(jù)被從三個不同的優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊中讀出或?qū)懭?。三個數(shù)據(jù)塊"Silo_Water", "Silo_Sugar" 和"Silo_Milk"都包含相同的變量聲明：

• DB 變量1："MyBool" Bool類型
• DB 變量2："MyInt"  Int類型
• DB 變量3："MyWord"  Word類型

創(chuàng)建的PLC數(shù)據(jù)類型"SiloUDT"用于尋址包含不同數(shù)據(jù)類型的DB變量。 "AccessGroupSiloRead"功能塊用于讀出返回值,，是由PLC 數(shù)據(jù)類型 "SiloUDT"定義的,。基于此可以在一個FB中間接訪問,，例如如圖.03所示的指令：

• "Silo_Handling_OnlyReading"("AccessGroupSiloRead"(Index:= #Silo_Index));