西門子6ES7135-6GB00-0BA1西門子6ES7135-6GB00-0BA1

西門子PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了的抗干擾，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均*時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。
   目的就是要擠身標(biāo)準(zhǔn)，合法的占領(lǐng)更多的市場(chǎng)，現(xiàn)在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)戰(zhàn)已告一段落，各大公司組織都已意識(shí)到，要真正占領(lǐng)市場(chǎng)，就得完善系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品。我們可以做這樣的預(yù)測(cè)，不久的將來(lái)，完善的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品必將成為現(xiàn)場(chǎng)總線的主流。具體比較：(1)DCS系統(tǒng)是個(gè)大系統(tǒng)，其控制器功能強(qiáng)而且在系統(tǒng)中的作用十分重要，數(shù)據(jù)公路更是系統(tǒng)的關(guān)鍵，所以，必須整體投資一步到位，事后的擴(kuò)容難度較大。而FCS功能下放較，信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置的廣泛采用，使得控制器功能與重要性相對(duì)減弱。因此，F(xiàn)CS系統(tǒng)投資起點(diǎn)低，可以邊用、邊擴(kuò)、邊投運(yùn)。(2)DCS系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)，各公司產(chǎn)品基本不兼容。而FCS系統(tǒng)是開(kāi)放式系。
   3.2.1.3梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。3.2.1.4內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。3.2.1.5PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。3.2.2語(yǔ)句表語(yǔ)言，類似于匯編語(yǔ)言。3.2.3邏輯功能圖語(yǔ)言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來(lái)表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。4STEP7程序的使用4.1創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾，所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于其中，任何時(shí)候你都可以使用。在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后，所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)。
   執(zhí)行器等)進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)采用全數(shù)字化，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置發(fā)送多變量信息，而不僅僅是單變量信息，并且還具備檢測(cè)信息差錯(cuò)的功能。FCS系統(tǒng)采用雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。因此，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置(含變送器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)等)進(jìn)行診斷、維護(hù)和組態(tài)。FCS系統(tǒng)的這點(diǎn)*性是DCS系統(tǒng)*的。(6)FCS系統(tǒng)由于信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，與DCS系統(tǒng)相比，可以省去相當(dāng)數(shù)量的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜。同時(shí)也節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間與占地面積，有專家認(rèn)為可以省去60%.(7)與(6)同樣理由，F(xiàn)CS系統(tǒng)可以減少大量電纜與敷設(shè)電纜用的橋架等，同時(shí)也省去了設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)費(fèi)。
   可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。3.6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。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。4.PLC的狀況上*的臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水。
   其中熱控電纜和弱電電纜將大于500根，及約占60%左右(以根數(shù)計(jì)量)。設(shè)計(jì)、投資及使用上述的比較偏重于純性的比較，以下比較擬加入經(jīng)濟(jì)因素。比較的前提是DCS系統(tǒng)與典型的，理想的FCS系統(tǒng)進(jìn)行比較。為什么要做如此的假設(shè)?作為DCS系統(tǒng)發(fā)展到今天，開(kāi)發(fā)初期提出的要求已滿足并得到了完善，目前的狀況是進(jìn)一步提高，因此也就不存在典型、理想的說(shuō)法。而作為FCS系統(tǒng)，20世紀(jì)90年代剛進(jìn)入實(shí)用化，作為開(kāi)發(fā)初期的要求：兼容開(kāi)放、雙向數(shù)字通信、數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置、高速總線等，目前還不理想，有待完善。這種狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制定不能說(shuō)沒(méi)有關(guān)系。過(guò)去的十多年，各總線組織都忙于制定標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，占領(lǐng)更多的市。

   圖Corona參考設(shè)計(jì)電路板(MAXREFDES12#)圖數(shù)字輸入子系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)框圖。圖中U1為MAX31911八通道電平轉(zhuǎn)換器/串行器，U3為MAX148506通道數(shù)據(jù)隔離器該設(shè)計(jì)中，工業(yè)數(shù)字輸入串行器(U1)將傳感器和開(kāi)關(guān)的24V數(shù)字輸出進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)調(diào)理以及串行化,轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足微控制器要求的CMOS兼容信號(hào)。該器件提供PLC數(shù)字輸入模塊的前端接口電路，與傳統(tǒng)的分立電阻分壓方案相比，輸入限流可有效減小對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源的消耗。圖4所示為兩種方法中單路輸入通道的電流-電壓關(guān)系。可選擇的片上低通濾波器靈活地對(duì)傳感器輸出進(jìn)行去抖和濾波。片上8至1串行化省去了隔離所需的光耦。每8位數(shù)據(jù)通過(guò)SPI端口發(fā)送一次多位CRC校。
   但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。1.7.2人機(jī)界面：簡(jiǎn)單的人機(jī)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(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。1.8PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)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(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)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(guò)多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。2PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則2.1限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。2.2在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。2.3保證控制系統(tǒng)可靠。2.4考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。3PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語(yǔ)言3.1PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM。
   4.2組態(tài)一個(gè)站，組態(tài)一個(gè)站就是你要使用的可編程控制器，例如SS7400等。4.3組態(tài)硬件，組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來(lái)訪問(wèn)這些模板，地址一般不用修改由程序自動(dòng)生成。模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值。4.4組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接，通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足你的控制方案的子網(wǎng)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)特性、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接特性以及任何聯(lián)網(wǎng)的站所需要的連接。網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒(méi)有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。4.5定義符號(hào)，可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào)，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號(hào)名替代地址。符號(hào)的命名一般用字母編寫不超過(guò)8個(gè)字節(jié)。不要使用很長(zhǎng)的漢字進(jìn)行描。

   軟件說(shuō)明這是PLC基本、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(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)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。3.2模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3.3運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)。
   在這種傳統(tǒng)架構(gòu)中，電阻分壓器消耗的功率較大，形成電路板(PCB)“熱點(diǎn)"，要求設(shè)計(jì)支持高溫工作以及增加散熱器。熱點(diǎn)甚至?xí)档拖到y(tǒng)可靠性。此外，對(duì)于高通道數(shù)量的模塊，多光耦設(shè)計(jì)增加系統(tǒng)成本和功耗，浪費(fèi)寶貴的電路板空間。顯而易見(jiàn)，緊湊而簡(jiǎn)單的隔離數(shù)字輸入接口將有利于工業(yè)生產(chǎn)。簡(jiǎn)化PLC的數(shù)字輸入集成能夠滿足這一要求。說(shuō)出來(lái)容易做出來(lái)難！首先，增加通道輸入，擴(kuò)展系統(tǒng)容量，但仍使接口保持簡(jiǎn)單。現(xiàn)在，轉(zhuǎn)而考慮數(shù)字串行化，并尋求省去隔離用光耦的途徑。使用可配置的限流以降低功耗(見(jiàn)圖4)。改善檢錯(cuò)功能，使同一簡(jiǎn)單接口上的數(shù)據(jù)傳輸非常可靠。集成以上這些特性，使數(shù)字輸入功能更加完善而可靠，產(chǎn)生的熱量更少、功耗更。
   考慮這個(gè)問(wèn)題的原則是：盡量減少總線上的信息往返。一般可以選擇與該功能有關(guān)的信息輸出多的那臺(tái)儀表上的功能塊。典型系統(tǒng)比較通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場(chǎng)接線，用單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表可以實(shí)現(xiàn)多變量通信，不同制造廠生產(chǎn)的裝置間可以互操作，增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)的控制功能，系統(tǒng)集成大大簡(jiǎn)化，并且維護(hù)十分簡(jiǎn)便。傳統(tǒng)的過(guò)程控制系統(tǒng)中，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置到控制室都需使用一對(duì)的雙絞線，以傳送4-20mA信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置到接線盒雙絞線仍然可以使用，但是從現(xiàn)場(chǎng)接線盒到控制室僅用一根雙絞線完成數(shù)字通信。通過(guò)采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，到底能節(jié)省多少電纜，編者尚未做此計(jì)算。但是，我們可以采用DCS系統(tǒng)的電廠中與自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)的所用電纜公里數(shù)看。

   確保高噪聲工業(yè)環(huán)境下的可靠通信。為實(shí)現(xiàn)更大靈活性，片上集成的5V電壓穩(wěn)壓器可為外部光耦、數(shù)字隔離器或其它外部5V電路供電。圖傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與Corona(MAX31911)設(shè)計(jì)方案中單路輸入通道的電流-電壓關(guān)系比較U3(MAX14850)以Pmod兼容的尺寸規(guī)格實(shí)現(xiàn)了6通道數(shù)據(jù)隔離。Pmod規(guī)范允許3.3V和5V模塊，以及各種引腳分配。在Pmod側(cè)，供電電壓可為3.3V或5V；U1側(cè)的電壓為5V。支持的數(shù)據(jù)隔離為600VRMS。大多數(shù)情況下，U1(MAX31911)由24V現(xiàn)場(chǎng)電源供電；如果無(wú)現(xiàn)場(chǎng)電源可供使用，U1可由控制器側(cè)供電。后一種情況中，Corona電路板上的H橋變壓器驅(qū)動(dòng)器(U2，MAX13256)和變壓器為MAX31911提供使用級(jí)的隔離電。
   現(xiàn)在一般使用的運(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。上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。3.4過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行的PID子程序。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。3.5數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)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。
   不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來(lái)進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視。3.2PLC提供的編程語(yǔ)言3.2.1標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言也是我們常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)3.2.1.1它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。3.2.1.2梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開(kāi)和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器