西門子CPU319-3PN/DP*控制單元6ES7318-3EL01-0AB0

SIEMENS 上海隆彥自動化科技有限公司

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S7-300是德國西門子公司生產的可編程序控制器(PLC)系列產品之一。其模塊化結構、易于實現分布式的配置以及性價比高、電磁兼容性強、抗震動沖擊性能好，使其在廣泛的工業控制領域中，成為一種既經濟又切合實際的解決方案。
西門子PLC S7-300系列及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用西門子PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，西門子PLC S7-300的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。本文下面就為您介紹一下西門子PLC S7-300系列的選型方法，供您在配置過程中參考。
二、西門子PLC S7-300選型
一、機型的選擇
(一)西門子PLC S7-300的類型西門子PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發，通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。整體型西門子PLC的I/O點數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統;模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統。
(二)輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點;可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應*。可根據應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。西門子CPU319-3PN/DP*控制單元6ES7318-3EL01-0AB0
(三)存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的發展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。

(四)冗余功能的選擇1.控制單元的冗余(1)重要的過程單元：CPU(包括存儲器)及電源均應1B1冗余。(2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗余系統、2重化或3重化冗余容錯系統等。2.I/O接口單元的冗余(1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置。(2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3)根據需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。二、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。為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通信處理器。三、輸入輸出(I/O)點數的估算I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。四、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，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數(16位為一個字)，另外再按此數的25%考慮余量。三、小結綜上所述，用戶可以在使用西門子PLC S7-300系列時，參考本文提供的內容進行配置，從而設計出完整合理的自動化控制系統，并保證其穩定運行。如果需要更多的了解西門子PLC及其模塊的相關用法，請，我們會更好的提供相關。

一、硬件區別： 
（1）zui主要地區別就是S7-300更模塊化了，S7-200系列是整體式的，CPU模塊、I/O模塊和電源模塊都在一個模塊內，稱為CPU模塊；而S7-300系列的，從電源，I/O，CPU都是單獨模塊的。但是這么說容易讓人誤解200系列不能擴展，實際上200系列也可以擴展，只不過買來的CPU模塊集成了部分功能，一些小型系統不需要另外定制模塊，200系列的模塊也有信號、通信、位控等模塊。 （2）200系列的對機架沒有什么概念，稱之為導軌；為了便于分散控制，300系列的模塊裝在一根導軌上的，稱之為一個機架，與*機架對應的是擴展機架，機架還在軟件里反映出來。 （3）200系列的同一機架上的模塊之間是通過模塊正上方的數據接頭的；而300則是通過在底部的U型總線連接器連接的。 （4）300系列的I/O輸入是接在前連接器上的，前連接器再接在信號模塊上，而不是I/O信號直接接在信號模塊上，這樣可以更換信號模塊而不用重新接線。 （5）300系列2DP的部分CPU帶有profibus接口。 硬件的區別，一句話：西門子PLC系統越大智能化越高，越方便維護。

二、軟件區別： 
（1）200系列用的STEP7-Micro/WIN40sp6軟件；300使用的是STEP7軟件，帶了Micro和不帶的區別是相當的明顯啊。 
（2）200系列的編程語言有三種--語句表（STL）、梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）；300系列的除了這三種外，還有結構化控制語言（SCL）和圖形語言（S7 graph），其中SCL就是一種高級語言，以前用慣了LAD，現在還沒有適應，也沒有時間來學習。 
（3）300軟件zui大的特點就是提供了一些數據塊來對應每一個功能塊（Function Block-FB），稱之為Instance，nnd，看起來要向C＋＋看齊。 （4）300再也不能隨意的自定義Organization Block、sub-routine和Interrupt routine了，現在OB1惟我獨尊了，沒事系統只能調用它了，其它的什么東東則變成了FB－Function Block和FC－Function，其它的也是預定義成了系統的了，System的S給它們（SFB、SFC）定義了自己的身份。

軟件的區別，一句話總結：編程理念不一樣。

三、應用區別

如果你看了上面的書面形式的介紹，不看這個的話，恭喜，你錯過了zui重要的區別---應用方面的區別。 200在西門子的PLC產品類里屬于：小型PLC系統，適合的控制對象一般都在256點以下的； 300在西門子的PLC產品類里屬于：中型PLC系統，適合的控制對象一般都在256點以上，1024點以下的

3　本系統軟件
掌握體系在WIN98環境下運行，組態軟件為STEP7 V5。0及Kingview5。0。
體系運用組態軟件Kingview5。0的驅動順序與下位S7－300PLC進行數據通信，包含數據采集和發送數據或指令；下位S7－300PLC則通過MPI卡與上位盤算機替換數據，每一個驅動順序都是一個COM對象，這種方法使通信順序和組態軟件形成一個*的體系，保障了體系高效力地運行。
4    完結語
該體系自投運以來，在消費正常的狀況下，熱值穩固在6。0左右、壓力穩固在13。5Kpa左右，*滿意了用戶的請求，同時變頻運行于30～40Hz左右，泄放閥個別處于封閉的狀況，大大增添了泄放煤氣量和凈焦煤氣量，到達了預期的平安消費、進步產品德量、節能降耗的目標。體系的掌握思緒和方法非常新鮮、奇特，是太鋼乃至全國各大鋼廠均未采取過，這些奇特的掌握方法為一切鋼廠的煤氣混雜加壓站供給了新思緒，也為節能、降耗的完成建立了*。工業自動化就是工業生產中的各種參數為控制目的，實現各種過程控制，在整個工業生產中，盡量減少人力的操作，而能充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產工作，即稱為工業自動化生產，而使工業能進行自動生產之過程稱為工業自動化。工業自動化是機器設備或生產過程在不需要人工直接干預的情況下，按預期的目標實現測量、操縱等信息處理和過程控制的統稱。自動化技術就是探索和研究實現自動化過程的方法和技術。它是涉及機械、微電子、計算機、機器視覺等技術領域的一門綜合性技術。工業革命是自動化技術的助產士。正是由于工業革命的需要，自動化技術才沖破了卵殼，得到了蓬勃發展。同時自動化技術也促進了工業的進步，如今自動化技術已經被廣泛的應用于機械制造、電力、建筑、交通運輸、信息技術等領域，成為提高勞動生產率的主要手段。工業自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的綜合性高技術，包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分。 工業自動化技術作為20世紀現代制造領域中zui重要的技術之一，主要解決生產效率與*性問題。無論高速大批量制造企業還是追求靈活、柔性和定制化企業，都必須依靠自動化技術的應用。 自動化系統本身并不直接創造效益，但它對企業生產過程起著明顯的提升作用：
 
（1）提高生產過程的安全性；
 
（2）提高生產效率；
 
（3）提高產品質量；
 
（4）減少生產過程的原材料、能源損耗。
 

在工業自動化系統中，西門子PLC是控制系統中*的模塊，它的正常穩定運行非常重要，能保證整套控制系統穩定可靠的運轉。為了保證西門子PLC的正常運行，工程師需要定期對西門子PLC進行維護，本文下面針對西門子PLC的維護方法做一個介紹，為用戶在維護過程中進行參考。
二、西門子PLC維護方法
（一）、保養規程、設備定期測試、調整規定
1、每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發現松動的地方及時重新堅固連接;
2、對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓;
（二）、設備定期清掃的規定
1、每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內衛生;
2、每三個月更換電源機架下方過濾網;
（三）、檢修前準備、檢修規程
1、檢修前準備好工具;
2、為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作;
3、檢修前與調度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌;
（四）、設備拆裝順序及方法
1、停機檢修，必須兩個人以上監護操作;
2、把CPU前面板上的方式選擇開關從“運行”轉到“停”位置;
3、關閉PLC供電的總電源，然后關閉其它給模坂供電的電源;
4、把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下;
5、CPU主板及I/0板可在旋轉模板下方的螺絲后拆下;
6、安裝時以相反順序進行
（五）、檢修工藝及技術要求
1、測量電壓時，要用數字電壓表或精度為1%的*表測量
2、電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下;
3、在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數據不混亂;
4、在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮時取下模塊PAM內容將丟失;p;
5、輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源，但如果生產需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ(超時)燈亮;95
6、撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產生靜電的物品;
7、更換元件不得帶電操作;;
8、檢修后模板安裝一定要安插到位;
三、總結綜上所述，為了使得由西門子PLC組成的控制系統穩定可靠的運行，用戶需要對西門子PLC進行維護，維護的方法可以參考本文提供的內容。如果用戶需要更多的了解和使用西門子PLC系列，我們也會更好的提供相關。西門子PLC有多種類型，例如：西門子PLC S7-300系列和西門子PLC S7-400系列等，他們廣泛的應用在各種工業自動化領域。本文下面介紹一下西門子PLC的工作原理，為用戶更好的理解西門子PLC的操作和使用。
二、西門子PLC原理西門子PLC是一種專業應用于企業的計算機，全名為可編程控制器。在西門子PLC投入運行時，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，西門子PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。*處理器是西門子PLC正常工作的神經中樞，當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，zui后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
其次是存儲器。存儲器是存放系統軟件的稱之為系統程序存儲器；存放應用程序的存儲器則被我們成為是用戶成粗存儲器。其三是電源。當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。
　
革新后的體系形成龐雜，僅調理閥就有九個，此外還要增添變頻器，由盤算機掌握切換調理三臺風機轉速；增添熱值儀，串級調理高焦配比。采取德國西門子S7－300 PLC可編程控制器和 中國臺灣研華IPC 610工控機形成DCS體系。西門子S7－300PLC可編程控制器作為下位來完成一切信號的采集、運算、調理，其優點是：模塊化、無排風構造、易于完成散布、運行牢靠、性價比高。CP5611卡為S7300PLC與西門子工控機的通信接口卡。RS485物理構造和187。5K的波特率，傳輸間隔可達50m，運用中繼器可達9100m。2　掌握原理本體系含四個調理回路：2。1　熱值調理熱值是用戶氣源的重要質量指標之一。冷軋煤氣混雜加壓站以高爐煤氣為主氣，它不可掌握，取決于用戶用量；焦爐煤氣為輔氣，請求掌握其兩道閥門，使高、焦配比約4：1，折合熱值1300大卡。2。2　混壓調理混壓調理外表上看來于用戶的請求“無關“，實踐中卻表演非常重要的角色，它既影響熱值、又影響加壓機后壓力。可以說，混壓調理不好，則熱值調理、加壓機后壓力調理都無從談起。

 電源模板 
1 6ES7307-1BA00-0AA0 電源模塊(2A)
2 6ES7307-1EA00-0AA0 電源模塊(5A)
3 6ES7307-1KA01-0AA0 電源模塊(10A)
 CPU 
4 6ES7312-1AE13-0AB0 CPU312，32K內存 MPI協議
5 6ES7312-5BE03-0AB0 CPU312C，32K內存 10DI/6DO
6 6ES7313-5BF03-0AB0 CPU313C，64K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
7 6ES7313-6BF03-0AB0 CPU313C-2PTP，64K內存 16DI/16DO
8 6ES7313-6CF03-0AB0 CPU313C-2DP，64K內存 16DI/16DO
9 6ES7314-1AG13-0AB0 CPU314,96K內存
10 6ES7314-6BG03-0AB0 CPU314C-2PTP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
11 6ES7314-6CG03-0AB0 CPU314C-2DP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
12 6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K內存
13 6ES7315-2EH13-0AB0 CPU315-2 PN/DP, 256K內存
14 6ES7317-2AJ10-0AB0 CPU317-2DP,512K內存
15 6ES7317-2EK13-0AB0 CPU317-2 PN/DP,1MB內存
16 6ES7318-3EL00-0AB0 CPU319-3 PN/DP,1.4M內存
 內存卡 
17 6ES7 953-8LF20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡 64kByte(MMC)
18 6ES7 953-8LG11-0AA0 SIMATIC Micro內存卡128KByte(MMC)
19 6ES7 953-8LJ20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡512KByte(MMC)
20 6ES7 953-8LL20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡2MByte(MMC)
21 6ES7 953-8LM20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡4MByte(MMC)
22 6ES7 953-8LP20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡8MByte(MMC)
 開關量模板 
23 6ES7 321-1BH02-0AA0 開入模塊（16點，24VDC）
24 6ES7 321-1BH10-0AA0 開入模塊（16點，24VDC）
25 6ES7 321-1BH50-0AA0 開入模塊（16點，24VDC，源輸入）
26 6ES7 321-1BL00-0AA0 開入模塊（32點，24VDC）
27 6ES7 321-7BH01-0AB0 開入模塊（16點，24VDC，診斷能力）
28 6ES7 321-1EL00-0AA0 開入模塊（32點，120VAC）
29 6ES7 321-1FF01-0AA0 開入模塊（8點，120/230VAC）
30 6ES7 321-1FF10-0AA0 開入模塊（8點，120/230VAC）與公共電位單獨連接
31 6ES7 321-1FH00-0AA0 開入模塊（16點，120/230VAC）
32 6ES7 321-1CH00-0AA0 開入模塊（16點，24/48VDC）
33 6ES7 321-1CH20-0AA0 開入模塊（16點，48/125VDC）
34 6ES7 322-1BH01-0AA0 開出模塊（16點，24VDC）
35 6ES7 322-1BH10-0AA0 開出模塊（16點，24VDC）高速
36 6ES7 322-1CF00-0AA0 開出模塊（8點，48-125VDC）
37 6ES7 322-8BF00-0AB0 開出模塊（8點，24VDC）診斷能力
38 6ES7 322-5GH00-0AB0 開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護）
39 6ES7 322-1BL00-0AA0 開出模塊（32點，24VDC）
40 6ES7 322-1FL00-0AA0 開出模塊（32點，120VAC/230VAC）
41 6ES7 322-1BF01-0AA0 開出模塊（8點，24VDC，2A）
42 6ES7 322-1FF01-0AA0 開出模塊（8點，120V/230VAC）
43 6ES7 322-5FF00-0AB0 開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點）
44 6ES7 322-1HF01-0AA0 開出模塊（8點,繼電器,2A）
45 6ES7 322-1HF10-0AA0 開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點）
46 6ES7 322-1HH01-0AA0 開出模塊(16點,繼電器)
47 6ES7 322-5HF00-0AB0 開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護）
48 6ES7 322-1FH00-0AA0 開出模塊（16點，120V/230VAC）
49 6ES7 323-1BH01-0AA0 8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊
50 6ES7 323-1BL00-0AA0 16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊
 模擬量模板 
51 6ES7 331-7KF02-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，多種信號)
52 6ES7 331-7KB02-0AB0 模擬量輸入模塊(2路，多種信號)
53 6ES7 331-7NF00-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)
54 6ES7 331-7NF10-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)4通道模式
55 6ES7 331-7HF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路，14位精度，快速)
56 6ES7 331-1KF01-0AB0 模擬量輸入模塊(8路, 13位精度)
57 6ES7 331-7PF01-0AB0 8路模擬量輸入,16位,熱電阻
58 6ES7 331-7PF11-0AB0 8路模擬量輸入,16位,熱電偶
59 6ES7 332-5HD01-0AB0 模擬量輸出模塊(4路) 
60 6ES7 332-5HB01-0AB0 模擬輸出模塊(2路) 
61 6ES7 332-5HF00-0AB0 模擬輸出模塊(8路) 
62 6ES7 332-7ND02-0AB0 模擬量輸出模塊(4路，15位精度)
63 6ES7 334-0KE00-0AB0 模擬量輸入(4路RTD)/模擬量輸出（2路）
64 6ES7 334-0CE01-0AA0 模擬量輸入(4路)/模擬量輸出（2路）
 附件 
65 6ES7 365-0BA01-0AA0 IM365接口模塊
66 6ES7 360-3AA01-0AA0 IM360接口模塊
67 6ES7 361-3CA01-0AA0 IM361接口模塊
68 6ES7 368-3BB01-0AA0 連接電纜 (1米)
69 6ES7 368-3BC51-0AA0 連接電纜 (2.5米)
70 6ES7 368-3BF01-0AA0 連接電纜 (5米)
71 6ES7 368-3CB01-0AA0 連接電纜 (10米)
72 6ES7 390-1AE80-0AA0 導軌(480mm) 
73 6ES7 390-1AF30-0AA0 導軌(530mm)
74 6ES7 390-1AJ30-0AA0 導軌(830mm)
75 6ES7 390-1BC00-0AA0 導軌(2000mm)
76 6ES7 392-1AJ00-0AA0 20針前連接器
77 6ES7 392-1AM00-0AA0 40針前連接器
 6ES7 392-1BM01-0AA0 彈簧行連接器
 功能模板 
78 6ES7 350-1AH03-0AE0 FM350-1 計數器功能模塊
79 6ES7 350-2AH00-0AE0 FM350-2 計數器功能模塊
80 6ES7 351-1AH01-0AE0 FM351 定位功能模塊
81 6ES7 352-1AH02-0AE0 FM352 電子凸輪控制器+組態包光盤
82 6ES7 355-0VH10-0AE0 FM355C 閉環控制模塊
83 6ES7 355-1VH10-0AE0 FM355S 閉環控制系統
84 6ES7 355-2CH00-0AE0 FM355-2C 閉環控制模塊
85 6ES7 355-2SH00-0AE0 FM355-2S 閉環控制模塊
86 6ES7 338-4BC01-0AB0 SM338位置輸入模塊
87 6ES7 352-5AH00-0AE0 FM352-5高速布爾處理器
88 6ES7 352-5AH00-7XG0 FM352-5功能軟件包
 通訊模板 新歐元進價5.8
89 6ES7 340-1AH02-0AE0 CP340 通訊處理器（RS232）
90 6ES7 340-1BH02-0AE0 CP340 通訊處理器（20mA/TTY）
91 6ES7 340-1CH02-0AE0 CP340 通訊處理器（RS485/RS422）
92 6ES7 341-1AH01-0AE0 CP341 通訊處理器（RS232）
93 6ES7 341-1BH01-0AE0 CP341 通訊處理器（20mA/TTY）
94 6ES7 341-1CH01-0AE0 CP341 通訊處理器（RS485/RS422）
95 6ES7 870-1AA01-0YA0 可裝載驅動 MODBUS RTU 主站
96 6ES7 870-1AB01-0YA0 可裝載驅動 MODBUS RTU 從站
97 6ES7 902-1AB00-0AA0 RS232電纜 5m
98 6ES7 902-1AC00-0AA0 RS232電纜 10m
99 6ES7 902-1AD00-0AA0 RS232電纜 15m
100 6ES7 902-2AB00-0AA0 20mA/TTY電纜 5m
101 6ES7 902-2AC00-0AA0 20mA/TTY電纜 10m
102 6ES7 902-2AG00-0AA0 20mA/TTY電纜 50m
103 6ES7 902-3AB00-0AA0 RS485/RS422電纜 5m
104 6ES7 902-3AC00-0AA0 RS485/RS422電纜 10m
105 6ES7 902-3AG00-0AA0 RS485/RS422電纜 50m
106 6GK7 342-5DA02-0xE0 CP342-5通訊模塊
107 6GK7 342-5DF00-0xE0 CP342-5 光纖通訊模塊
108 6GK7 343-5FA01-0xE0 CP343-5通訊模塊
109 6GK7 343-1EX30-0xE0 CP343-1 以太網通訊模塊
110 6GK7 343-1EX21-0xE0 CP343-1 以太網通訊模塊
111 6GK7 343-1CX00-0xE0 CP343-1 以太網通訊模塊
112 6GK7 343-1CX10-0xE0 CP343-1 以太網通訊模塊
113 6GK7 343-1GX20-0xE0 CP343-1 IT 以太網通訊模塊
114 6GK7 343-1GX21-0xE0 CP343-1 IT 以太網通訊模塊(支持PROFINET)
115 6GK7 343-1HX00-0xE0 CP343-1PN PROFINET以太網通訊模塊
116 6GK7 343-2AH00-0xA0 CP343-2 AS-Interface
117 6ES7971-1AA00-0AA0  S7-300系列電池
118 6ES7971-5BB00-0AA0 可充電電池
119 6ES7314-6EH04-0AB0 CPU314C-2PN/DP

S7-300

SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統，可滿足中、低端的性能要求。

模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案。

SIMATIC S7-300 的應用領域包括：

• 特殊機械，
• 紡織機械，
• 包裝機械，
• 一般機械設備制造，
• 控制器制造，
• 機床制造，
• 安裝系統，
• 電氣與電子工業及相關產業。

多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據不同的應用選取相應模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。

SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器：

• 具有高電磁兼容性和抗震性，可zui大限度地用于工業領域。
   

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環境造成損害。

S7-300F 滿足下列安全要求：

• 要求等級 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等級 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 類別 1 - 4 符合 EN 954-1

另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創建一個全集成的控制系統，在非安全相關和安全相關任務共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。

一般步驟

S7-300自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數、定位（開環/閉環）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接*控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式*控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結露以及有霧的環境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調節的機柜和 IP65 外殼。

設計

簡單的結構使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 規定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
• 無插槽規則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統可自行組態。

擴展

若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

• *控制器和3個擴展機架zui多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到*控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1 個擴展裝置zui遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴展：
    3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的zui遠距離為 10m。
• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。
• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以zui大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業以太網總線系統的通信處理器。
• 用于點到點連接的通信處理器
• 多點接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經濟有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機界面系統和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統。

PROFIBUS DP進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

以下設備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

以下設備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現場設備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個高速的分布式自動化系統，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區別（相同的組態，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現場設備

通過 AS-Interface 進行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現場設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點對點）進行數據通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經濟有效地建立點到點連接。有三種物理傳輸介質支持不同的通信協議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統和其他公司的系統
• 打印機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

使用多點接口 (MPI) 進行數據通信

MPI（多點接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網絡任務。

• MPI 可以同時連接多個配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數據：
  “全局數據通信”服務可以在聯網的 CPU 間周期性地進行數據交換。 一個 S7-300 CPU 可與多達 4 個數據包交換數據，每個數據包含有 22 字節數據，可同時有 16 個 CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個 CPU 訪問另一個 CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進行全局數據通信。
• 內部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術：
  • 多達 32 個 MPI 節點。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個 CPU 有多個通信接口。
  • 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實現設計的*化調整。例如，任意兩個MPI節點之間zui多可以開啟10個中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進行數據通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業以太網總線系統。

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 人機界面系統
• 數控裝置
• 機器人控制
• 工業PC
• 驅動控制器
• 其它廠商設備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設計的方式運行：

• ET 200M 中的 I/O 設計：
  故障安全數字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設計：
  故障安全數字量輸入和輸出模塊可用于分布式應用

S7-300

提供有大量功能，支持用戶的S7-300編程、調試和維護等工作。

• 高速執行指令：
  指令執行時間zui低可達0.01 µs，為中低端性能設備開創了全新的應用方案。
• 浮點數運算：
  可以高效率地使用浮點運算甚至復數運算功能。
• 用戶友好的參數賦值：
  僅需一個帶有統一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數化工作。這降低了入職門檻和培訓費用。
• 人機界面（HMI）：
  S7-300的操作系統已經集成了用戶友好的人機界面服務。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統向SIMATIC S7-300請求過程數據， S7-300在期望的更新時間完成這些數據的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統可以自主地完成傳輸過程。并且*使用相同的符號和數據庫。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統持續不斷地檢測系統的功能、記錄故障信息和特定的系統事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。采用環境緩沖區記錄事件信息，并帶有時間截，以利于今后的故障排除。
• 口令保護:
  使用密碼保護功能高效、可靠地保護用戶信息，以防受到非*復制與更改。

SIMATIC S7-300符合的國家標準和標準有：

• DIN
• UL 認證
• CSA 認證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認證
• 澳大利亞標志
• 以下船級社資格認證
  • 美國船級社
  • 法國船級社
  • 挪威船級社
  • 德國船級社
  • 英國勞氏船級社
  • 日本船級社（NK）
• 抗震

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型：

• 過程通訊：
  對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實現循環尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環執行層調用過程通訊。
• 數據通訊：
  用于自動化系統間或多個自動化系統與HMI之間的數據交換。數據通信循環地進行，也可以基于事件驅動通過塊由用戶程序發起。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡化了用戶的通信功能組態工作。

數據通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數據通信機制：

• 使用MPI，通過全局數據通信，實現聯網CPU之間的數據包循環交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅動型通信。網絡連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現。

全局數據

借助“全局數據通信”服務，聯網CPU彼此之間可以循環地交換數據（zui多可達8 GD 數據包，每周期22個字節）。據此，可以實現，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數據、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進行全局數據交換。組態通過STEP 7的GD表完成。

通訊功能

使用系統已經集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務。

這些服務是：

• 通過 MPI 進行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業以太網的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作服務器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 用作服務器或客戶端時，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設備之間的通信服務。

這些服務是：

• 通過 PROFIBUS 和工業以太網進行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業以太網進行的標準通訊（非西門子系統）。

與全局數據不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領域中

借助自動化工程組態，使用S7-300，可以更加方便地接入現代化的信息技術世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實現以下信息技術功能：

• IP 路由；
  借助IP訪問列表，將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉發至受控PROFINET接口。
• WEB 服務器；
  使用標準瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網頁；通過FTP處理自己的文件系統中的數據
• 標準診斷頁；
  無需額外工具，就可以在工廠內完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。
• ；
  直接從用戶程序中發送認證電子郵件。電子郵件客戶端設計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進行通訊；
  大多數操作系統平臺都可以使用的開放協議
• 設計有30 MB RAM文件系統，可以用作動態數據的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web服務器。因此，標準Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區的內容
• 變量表
• 標簽狀態
• 模塊的狀態
• 報文
• 工業以太網的相關信息
• PROFINET 節點的拓撲結構

等時模式

使用系統功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS 信號傳輸和
• 程序執行

總線周期時間的程序運行。

創建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創建了前后*的部分過程圖像。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術，S7-300確保可以精確地重現規定的過程響應時間。

為同步模式系統功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域的苛刻任務。

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應用領域，并確保可以獲得zui高的精度和可重現性。這意味著可以以穩定的優質產品不斷地擴大生產數量。

模塊的診斷和過程監視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號采用的監控（診斷）。
• 監控來自過程的信號（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于*狀態。在診斷分析中，必須區分可參數化和非參數化診斷消息：

• 可參數賦值的診斷報文：
  僅由合適的設定參數啟用之后才會發出診斷消息。
• 不可參數賦值的診斷報文：
  這些消息的發出是一個常規事件，即該過程與參數化無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發起一個診斷中斷（若已經為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數化過程之后才會產生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優先級任務的執行，并接下來執行相關的診斷中斷塊（OB 82）。

當PLC的用戶程序要保留在RAM中時，就會用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會下降，當其下降到不足以保證RAM中數據時，RAM中的程序就會丟失。如果用戶沒有備份程序，就會相當麻煩。[1] 

一般PLC內部設有電池電壓檢測電路，當電壓下降到一定程度時，PLC就會報警，提醒更換電池。PLC的使用說明書都有提供更換電池的方法。一般來 說，PLC在斷電后，因為PLC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內的數據保持一段時間，所以如果取掉電池后在短 時間內（通常5分鐘）再將新電池換上去，數據是不會丟失的。

但用戶實際使用PLC的環境情況不盡相同，例如電容的容量下降，RAM電源回路有 灰塵、油泥等形成放電回路等，這會加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序*。因為電源始終會 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當然更換時亦要小心應對，注意電池的極性以及避免短路情況發生。

是把PLC通電15分鐘（給內部電容充電），斷電，在5分鐘內換好新的電池，再上電試一下。

西門子PLC有帶卡的，有不帶電池的；也有帶卡的，帶電池的。程序存在MMC卡中，如果沒有存儲卡，需要電池保存程序的，更換電池時候務必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來，然后將新電池換上即可。

優點編輯

可靠

PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。Plc采用了一系列可靠性設計的方法進行設計。例如：冗余的設計。斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復。PLC是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機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。編程出錯率大大降低。

易操作

PLC有較高的易操作性。它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不容易發生操作的錯誤。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所需要的地址編號或接點號進行搜索或程序尋找，然后進行更改。PLC有多種程序設計語言可供使用。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。當系統發生故障時，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。

靈活

PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程簡單、應用面拓展。操作十分靈活方便，監視和控制變量十分容易。[2] 

西門子PLC S7-300系列PLC安裝及注意事項

西門子S7-300安裝注意事項一) 輔助電源功率較小，只能帶動小功率的設備(光電傳感器等);

西門子S7-300安裝注意事項二) 一般PLC均有一定數量的占有點數(即空地址接線端子)，不要將線接上;

西門子S7-300安裝注意事項三) PLC存在I/O響應延遲問題，尤其在快速響應設備中應加以注意。

西門子S7-300安裝注意事項四) 輸出有繼電器型，晶體管型(高速輸出時宜選用)，輸出可直接帶輕負載(LED指示燈等);

西門子S7-300安裝注意事項五) 輸入/斷開的時間要大于PLC掃描時間;

西門子S7-300安裝注意事項六) PLC輸出電路中沒有保護，因此應在外部電路中串聯使用熔斷器等保護裝置，防止負載短路造成損壞PLC;

西門子S7-300安裝注意事項七) 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC;

西門子S7-300安裝注意事項八) 接地端子應獨立接地，不與其它設備接地端串聯，接地線裁面不小于2mm2;

西門子S7-300安裝注意事項九) 輸入、輸出信號線盡量分開走線，不要與動力線在同一管路內或捆扎在一起，以免出現干擾信號，產生誤動作;信號傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地;為保證 信號可靠，輸入、輸出線一般控制在20米以內;擴展電纜易受噪聲電干擾，應遠離動力線、高壓設備等。

一、問題提出

可編程控制器技術zui主要是應用于自動化控制工程中，如何綜合地運用前面學過知識點，根據實際工程要求合理組合成控制系統， 在此介紹組成可編程控制器控制系統的一般方法。

二、可編程控制器控制系統設計的基本步驟

1 ．系統設計的主要內容

（ 1 ）擬定控制系統設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形式來確定，它是整個設計的依據；

（ 2 ）選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執行機構；

（ 3 ）選定 PLC 的型號；

（ 4 ）編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖；

（ 5 ）根據系統設計的要求編寫軟件規格說明書，然后再用相應的編程語言（常用梯形圖）進行程序設計；

（ 6 ）了解并遵循用戶認知心理學，重視人機界面的設計，增強人與機器之間的友善關系；

（ 7 ）設計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件；

（ 8 ）編寫設計說明書和使用說明書；

根據具體任務，上述內容可適當調整。

2 ． 系統設計的基本步驟

可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟，
1 可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟

（ 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、生產線或生產過程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環的組成、必要的保護和聯鎖等。對較復雜的控制系統，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調試。

（ 2 ）確定 I/O 設備

根據被控對象對 PLC 控制系統的功能要求，確定系統所需的用戶輸入、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、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據已確定的用戶 I/O 設備，統計所需的輸入信號和輸出信號的點數，選擇合適的 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場施工。

（ 5 ）設計應用系統梯形圖程序

根據工作功能圖表或狀態流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用系統設計的zui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經驗。

（ 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軟件在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進行軟件測試

程序輸入 PLC 后，應*行測試工作。因為在程序設計過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現場設備上去之前，必需進行軟件測試，以排除程序中的錯誤，同時也為整體調試打好基礎，縮短整體調試的周期。

（ 8 ）應用系統整體調試

在 PLC 軟硬件設計和控制柜及現場施工完成后，就可以進行整個系統的聯機調試，如果控制系統是由幾個部分組成，則應先作局部調試，然后再進行整體調試；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調試，然后再連接起來總調。調試中發現的問題，要逐一排除，直至調試成功。

（ 9 ）編制技術文件

系統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。

三、 PLC 硬件系統設計

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統控制方案的決策之前，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制。

在控制系統邏輯關系較復雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等）、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理（有數據運算、模擬量的控制、 PID 調節等）、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇

盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。

要先弄清除控制系統的 I/O 總點數，再按實際所需總點數的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數。

另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％； PLC 每個輸出點的驅動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。

PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中，可以用輸入總點數乘 10 字 / 點＋輸出總點數乘 5 字 / 點來估算；計數器 / 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數量粗略估算。zui后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經驗的設計者，選擇容量時留有裕量要大些。

（ 3 ）對 I/O 響應時間的選擇

PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關量控制的系統， PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。

（ 4 ）根據輸出負載的特點選型

不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優點，如導通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關來選擇 PLC 的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時， CPU 只為編程器服務，而不對現場進行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ，主機的 CPU 完成對現場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程，也能實現在線編程。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應根據需要決定。

（ 6 ）據是否聯網通信選型

若 PLC 控制的系統需要聯入工廠自動化網絡，則 PLC 需要有通信聯網功能，即要求 PLC 應具有連接其他 PLC 、上位計算機及 CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結構形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數據的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優點，要按實際需要選擇 PLC 的結構形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點

一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。

分配好后，按系統配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進行編號。

在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應在接入輸入點前，按邏輯關系接好線（如兩個觸點先串聯或并聯），然后再接到輸入點。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

不同型號的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應根據所選 PLC 型號，查閱相應的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。

（ 2 ）部輔助繼電器

內部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數器時作數據存儲或數據處理用。

從功能上講，內部輔助繼電器相當于傳統電控柜中的中間繼電器。

未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區以及未使用 1 ： 1 鏈接時的鏈接繼電器區等均可作為內部輔助繼電器使用。根據程序設計的需要，應合理安排 PLC 的內部輔助繼電器，在設計說明書中應詳細列出各內部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復使用。參閱有關操作手冊。

（ 3 ）分配定時器 / 計數器

PLC 的定時器 / 計數器數量分別見有關操作手冊。

7.3 PLC 軟件系統設計方法及步驟

7.3.1 PLC 軟件系統設計的方法

在了解了 PLC 程序結構之后，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。

1. 圖解法編程

圖解法是靠畫圖進行 PLC 程序設計。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法。

(1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語言去編制 PLC 程序。這是一種模仿繼電器控制系統的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成 PLC 的梯形圖語言。這對于熟悉繼電器控制的人來說，是zui方便的一種編程方法。

(2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執行過程，反應輸入與輸出的關系。邏輯流程圖法是把系統的工藝流程，用邏輯框圖表示出來形成系統的邏輯流程圖。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關系及聯鎖條件明確。邏輯流程圖會使整個程序脈絡清楚，便于分析控制程序，便于查找故障點，便于調試程序和維修程序。有時對一個復雜的程序，直接用語句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手，則可以先畫出邏輯流程圖，再為邏輯流程圖的各個部分用語句表和梯形圖編制 PLC 應用程序。

(3) 時序流程圖法：時序流程圖法使首先畫出控制系統的時序圖（即到某一個時間應該進行哪項控制的控制時序圖），再根據時序關系畫出對應的控制任務的程序框圖，zui后把程序框圖寫成 PLC 程序。時序流程圖法很適合于以時間為基準的控制系統的編程方法。

(4) 步進順控法：步進順控法是在順控指令的配合下設計復雜的控制程序。一般比較復雜的程序，都可以分成若干個功能比較簡單的程序段，一個程序段可以看成整個控制過程中的一步。從整個角度去看，一個復雜系統的控制過程是由這樣若干個步組成的。系統控制的任務實際上可以認為在不同時刻或者在不同進程中去完成對各個步的控制。為此，不少 PLC 生產廠家在自己的 PLC 中增加了步進順控指令。在畫完各個步進的狀態流程圖之后，可以利用步進順控指令方便地編寫控制程序。

2. 經驗法編程

經驗法是運用自己的或別人的經驗進行設計。多數是設計前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗程序”。結合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說的經驗，有的是來自自己的經驗總結，有的可能是別人的設計經驗，就需要日積月累，善于總結。

3. 計算機輔助設計編程

計算機輔助設計是通過 PLC 編程軟件在計算機上進行程序設計、離線或在線編程、離線仿真和在線調試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計算機上離線或在線編程、在線調試，使用編程軟件可以十分方便地在計算機上進行程序的存取、加密以及形成 EXE 運行文件。

7.3.2 PLC 軟件系統設計的步驟

在了解了程序結構和編程方法的基礎上，就要實際地編寫 PLC 程序了。編寫 PLC 程序和編寫其他計算機程序一樣，都需要經歷如下過程。

1. 對系統任務分塊

分塊的目的就是把一個復雜的工程，分解成多個比較簡單的小任務。這樣就把一個復雜的大問題化為多個簡單的小問題。這樣可便于編制程序。

2. 編制控制系統的邏輯關系圖

從邏輯關系圖上，可以反應出某一邏輯關系的結果是什么，這一結果又英國導出哪些動作。這個邏輯關系可以是以各個控制活動順序為基準，也可能是以整個活動的時間節拍為基準。邏輯關系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動，也反應了輸入與輸出的關系。

3. 繪制各種電路圖

繪制各種電路的目的，是把系統的輸入輸出所設計的地址和名稱起來。這是很關鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時，不僅要考慮到信號的連接點是否與命名*，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運行的可靠性與穩定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導到 PLC 的輸入端，把高壓引入 PLC 輸入端，會對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時，不僅要考慮到輸出信號的連接點是否與命名*，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個電路的繪制中，還要考慮設計的原則努力提高其穩定性和可靠性。雖然用 PLC 進行控制方便、靈活。但是在電路的設計上仍然需要謹慎、全面。因此，在繪制電路圖時要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進行模擬調試

在繪制完電路圖之后，就可以著手編制 PLC 程序了。當然可以用上述方法編程。在編程時，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡捷、省時、便于閱讀、便于修改。編好一個程序塊要進行模擬實驗，這樣便于查找問題，便于及時修改，不要整個程序完成后一起算總帳。

5. 制作控制臺與控制柜

在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺和控制柜了。在時間緊張的時候，這項工作也可以和編制程序并列進行。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關、按鈕、繼電器等器件的質量，規格必須滿足要求。設備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理。

6. 現場調試

現場調試是整個控制系統完成的重要環節。任何程序的設計很難說不經過現場調試就能使用的。只有通過現場調試才能發現控制回路和控制程序不能滿足系統要求之處；只有通過現場調試才能發現控制電路和控制程序發生矛盾之處；只有進行現場調試才能zui后實地測試和zui后調整控制電路和控制程序，以適應控制系統的要求。

7. 編寫技術文件并現場試運行

經過現場調試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個系統的硬件和軟件基本沒有問題了。這時就要全面整流技術文件，包括整理電路圖、 PLC 程序、使用說明及幫助文件。到此工作基本結束。

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