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西門子S7系列PLC體積小,、速度快,、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng),，可靠性高,。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），西門子MP377-12人機(jī)界面小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中,、高性能要求的PLC（如S7-400）等,。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(dòng)檢測,、監(jiān)測及控制等。
S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行,，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能,。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。 SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中,、*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(jì)，可靠耐用,，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU,，并配有多種通用功能的模板，西門子MP377-12人機(jī)界面這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng),。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí),，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要,。
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PLC基于電子計(jì)算機(jī),，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換,，多只考慮信息本身,，信息的入出，只要人機(jī)界面好就可以了,。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性,、實(shí)時(shí)性，以及信息的使用等問題,。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境,，如便于安裝，抗干擾等問題,。
1.1實(shí)現(xiàn)控制要點(diǎn) 輸入輸出信息變換,、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn),。 輸入輸出信息變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn),。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改),，又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用（用戶）程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái),，同時(shí),，還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì),。樣的控制要求，就應(yīng)有樣的用戶程序,。 可靠物理實(shí)現(xiàn)主要靠輸人（INPUT）及輸出（OUTPUT）電路,。PLC的I/O電路，都是專門設(shè)計(jì)的,。輸入電路要對輸入信號(hào)進(jìn)行濾波,，以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)電路在電上是隔離的,，靠光耦元件建立聯(lián)系,。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系,。輸出電路還要進(jìn)行功率放大,，以足以帶動(dòng)一般的工業(yè)控制元器件。
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,，其工作過程一般分為三個(gè)階段,，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段,。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期,。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段,。 在用戶程序執(zhí)行階段,，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖規(guī)定的特殊功能指令,。
即，在用戶程序執(zhí)行過程中,，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用,；相反,，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用,。 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),，才是PLC的真正輸出,。
同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同,，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有區(qū)別,。當(dāng)然,，如果掃描周期占用的時(shí)間對整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有區(qū)別了,。
西門子PLC按照小型,、中型、大型分為三種,，依次為：s7-200,， s7-300， S7-400系列,， 西門子PLC的選型與一般PLC選型原則無異,。 1、200PLC的處理器是位的： S7-200 CPU的*處理芯片數(shù)據(jù)長度為32位.從CPU累加器AC0/AC1/AC2/AC3的數(shù)據(jù)長度也可以看出. 2,、如何進(jìn)行S7-200的電源需求與計(jì)算： s7-200CPU模塊提供5VDC和24VDC電源:當(dāng)有擴(kuò)展模塊時(shí)CPU通過I/O總線為其提供5V電源,有擴(kuò)展模塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU提供的電源額定.若不夠用不能外接5V電源.每個(gè)CPU都有一個(gè)24VDC傳感器電源,。 3、200PLC能在零下20度工作嗎 S7-200的工作環(huán)境要求為:0°C-55°C,水平安裝,；0°C-45°C,垂直安裝,；相對濕度95%,不結(jié)露。西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品(SIPLUS s7-200):工作溫度范圍:-25°C-+70°C,；相對濕度:55°C時(shí)98%,70°C時(shí)45%,；其他參數(shù)與普通S7-200產(chǎn)品相同。 4,、數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)響應(yīng)速度有多快 能作高速輸入和輸出嗎,？ s7-300在CPU單元上設(shè)有硬件電路(芯片等)處理高速數(shù)字量I/O,如高速計(jì)數(shù)器(輸入),高速脈沖輸出.這些硬件電路在用戶程序的控制下工作,可以達(dá)到很高的頻率;但點(diǎn)數(shù)受到硬件資源的限制. 在第三稿中,，對PLC作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì),。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器,，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制,、定時(shí),、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的,，模擬的輸入和輸出,，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì),。定義強(qiáng)調(diào)了PLC是： 1 數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)——也是一種計(jì)算機(jī) 2 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì) 3 面向用戶指令——編程方便 4 邏輯運(yùn)算、順序控制,、定時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作 5 數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制 6 易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 7 易于擴(kuò)充可編程序控制器PLC的應(yīng)用范圍目前,，在國內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油,、化工,、建材、機(jī)械制造,、電力,、汽車、輕工,、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè),，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,。從應(yīng)用類型看,， PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：開關(guān)量邏輯控制利用PLC*基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí),、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制,、多機(jī)群控制,、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床,、注塑機(jī),、印刷機(jī)械,、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等,。這是PLC*基本的應(yīng)用,，也是PLC*廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。運(yùn)動(dòng)控制大多數(shù)PLC都有拖動(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,。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備,，如對各種機(jī)床、裝配機(jī)械,、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,。過程控制大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能,，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出,。以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制,，用于過程控制,。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆,、水處理,、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算,、數(shù)據(jù)傳送,、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能,，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,、分析和處理，同時(shí)可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置,，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備,，進(jìn)行處理。通信聯(lián)網(wǎng) PLC的通信包括PLC與PLC,、PLC與上位計(jì)算機(jī),、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信， PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過通信處理單元,、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理,、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng),，滿足工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。技術(shù)發(fā)展動(dòng)向 1. 產(chǎn)品規(guī)模向大,、小兩個(gè)方向發(fā)展大： I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn),、32位為微處理器,、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器,、掃描速度高速化,。小：由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展,，增加了配置的靈活性,，降低了成本。 2. PLC在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛 3. 不斷加強(qiáng)通訊功能 4. 新器件和模塊不斷推出*的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外,，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊,、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊,。 5. 編程工具豐富多樣,，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡單或復(fù)雜的編程器及編程軟件,，采用梯形圖,、功能圖、語句表等編程語言,，亦有*的PLC指令系統(tǒng),。 6. 發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作,、多數(shù)表決的工作方式,。 7. 追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。 國內(nèi)發(fā)展及應(yīng)用概況我國的PLC產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)階段：順序控制器（1973～1979）——一位處理器為主的工業(yè)控制器（1979～1985）——8位微處理器為主的可編程序控制器（1985以后）,。在對外開放政策的推動(dòng)下,，國外PLC產(chǎn)品大量進(jìn)入我國市場，一部分隨成套設(shè)備進(jìn)口,。如寶鋼一,、二期工程就引進(jìn)了500多套，還有咸陽顯象管廠,、秦皇島煤碼頭,、汽車廠等。現(xiàn)在,， PLC在國內(nèi)的各行各業(yè)也有了極大的應(yīng)用,，技術(shù)含量也越來越高。
西門子PLC的特點(diǎn)：PLC不需要大量的活動(dòng)元件和連線電子元件,。它的連線大大減少,。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡單,，維修時(shí)間短,。Plc采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì),。例如：冗余的設(shè)計(jì)。斷電保護(hù),，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù),。PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件,。采用了精簡化的編程語言,。編程出錯(cuò)率大大降低。PLC有較高的易操作性,。它具有編程簡單,，qcvbev;lm3fp54u7h操作方便，維修容易等特點(diǎn),，一般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤,。對PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。程序的輸入直接可接顯示,，更改程序的操作也可以直接根據(jù)需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或程序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。PLC有多種程序設(shè)計(jì)語言可供使用,。用于梯形圖與電氣原理圖較為接近,。容易掌握和理解。PLC具有的自診斷功能對維修人員維修技能的要求降低,。西門子MP377-12人機(jī)界面當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位,。
