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西门子交流电源代理商德国西门子股份公司创立于1847年，是全球电子电气工程领域的引领企业。西门子自1872年进入中国，140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持，并以出众的品质和令人信赖的可靠性、引领的技术成就、不懈的创新追求，确立了在中国市场的引领地位。2014年（2013年10月1日至2014年9月30日），西门子在中国的总营收达到64.4亿欧元，拥有超过32000名员工。西门子已经发展成为中国社会和经济不可分割的一部分，并竭诚与中国携手合作，共同致力于实现可持续发展。

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1910年：西门子创建西门子中国电气工程公司，总部位于柏林，分支机构设在上海。在接下来的四年中，西门子将业务扩展到北京、广州、武汉、哈尔滨、香港、青岛和天津。1914年，公司更名为西门子中国公司（上海）。西门子的在华业务，尤其是电力领域的业务，在20世纪初发展迅速。西门子扩建了北京近郊的石景山发电厂。

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PLC市场增长点及格局变化趋势

 1. PLC市场增长点 

区域增长点：由于华东、华南地区PLC应用较为普遍，市场规模接近饱和，除了PLC更新影响因素外，新的PLC市场增长点不明显；而华中、华北、东北地区国家区域经济、城市战略的确定，武汉城市圈等的兴起，以及经济增长中更加注重环保、节能，工业领域对于PLC应用需求将随之增长，同时南昌、合肥、郑州、太原等地大规模建设城市轨道交通，PLC市场规模也将水涨船高，这些区域未来PLC应用市场潜力巨大。 

行业增长点：由于我国城镇化进程的加快，城市水处理对于PLC应用需求也随之增长，另外国家加大对于铁路、轨道交通建设的投入力度，未来对于大型PLC的应用需求必然有所提高，是大型PLC应用的市场增长点。

 

        2.PLC市场格局变化趋势 

在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。具体的市场格局是西门子、罗克韦尔、施耐德在大型PLC市场三分天下；中型PLC市场西门子一枝独秀；小型PLC则是日系领衔，西门子紧追——大的市场格局未曾改变，但是需要注意一些潜在发生的趋势和力量。 

在中国市场上很多著名品牌都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占得了先机，相对应的是施耐德和LS这些后来者虽然市场快速增长，但是距离先行者仍有一定的差距。某些品牌会侧重于一些行业。 

中型PLC是各家追逐的战略重点。几乎每家都在加强弥补在中型PLC方面的产品缺失，以期在西门子独大的这个专业分治区得一杯羹。不过在短期内，还未看到改变格局的力量。

在小型PLC市场，需要关注本土力量。士别三日，当刮目相看。几年前，我们还经常形容，纯粹本地的PLC销售不足千万。但是到今天，即使不论台达的成功，越来越多的国内企业开始进入PLC市场，并且采用一种更加有效的进攻方式——往往已经在变频器领域取得了成功，开始策划整体的FA方案，进入PLC、HMI和伺服领域，以北京和利时为代表的本土厂商就是这样。这比以往单纯投入PLC业务，更加容易被市场接纳。相信，如果未来格局发生变革，则第一波就在小型PLC，发起者就是本土厂商。

PLC编程指令——符合检查指令（COIN）

此指令用来检查参考值与比较值是否一致，可用于检查刀库、转台等旋转体是否到达目标位置等。功能指令格式如图1所示。 

图1  COIN指令格式

控制条件说明：

1）指定数据位数  BYT＝0，处理数据为两位BCD码；BYT＝1，处理数据为4位BCD码。

2）指定参考值格式  DAT＝0，参考值用常数指定；DAT＝1，指定存放参考值的数据地址。

注；也有另一种格式把DAT条件放到指令方格后的参数1中，则条件少一行，而参数多一格。

3）执行命令  ACT＝0，不执行；ACT＝1，执行COIN指令。

4）比较结果  R₁=0，参考值≠比较值；R₁＝1，参考值＝比较值

S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

西门子PLC定子电阻起动电路及编程示例

这个示例程序说明了带短路软起动开关的鼠笼转子的三相感应电动机的自动起动过程。通过这种短路软起动，电动机减速起动，并在一定时问段后达到额定转速。

通过按接在输入端I0.0的点动开关ON来实现电机软起动。如果按接在输入端I0.1的点动开关，则停比电机。电机电路断路器接在输入端I0.2，当电机过载时电机电路断路器打开，电机停止。

起动电路图

程序框图

程序和注释

如果接在输入端I0.0的ON点动开关(常开触点)和接在输入端I0.1的OFF点动开关(常闭触点)同时动作，则设置内存标志位M1.0以互锁。自至两个点动开关又回到初始状态，才取消互锁。

接在输出端Q0.0的电机起动器动作的条件(与逻辑)如下:按下ON点动开关，无互锁（M1.0），电泪L电路断路器(I0.2)常闭触点，未动作，OFF点动开关(I0.1未动作。另外，再通过对Q0.0作或逻辑运算完成起动锁定。现在，电机以减速起动，因为起动电阻还未被短接。

如果电机己起动(Q0.0)，并且用于旁路接触器的输出QO门还未被置位，那么计时器T37开始计时。在设定的5秒钟后，如果电泪L仍处于起动状态(Q0.0)，则起动接在输出端Q0.1的旁路接触器。另外再通过对Q0.1作或逻辑运算完成旁路锁定。

PLC程序中标准触点指令的使用介绍（附梯形图和语句表举例）

LD动合触点指令，表示一个与输入母线相连的动合触点指令，即动合触点逻辑运算起始。

LDN动断触点指令，表示一个与输入母线相连的动断触点指令，即动断触点逻辑运算起始。

A 与动合触点指令，用于单个动合触点的串联。

AX 与非动断触点指令，用于单个动断触点的串联。

O 或动合触点指令，用于单个动合触点的并联。

ON 或非动断触点指令，用于单个动断触点的并联。

LD、LDN、A、AN、O、ON触点指令中变量的数据类型为布尔(BOOC)型。LD、LDN两条指令用于将接点接到母线上，A、AN、O、ON指令均可多次重复使用，但当需要对两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的OLD指令。

例子：

 

步序	指令	器件号	步序	指令	器件号
0	LD	I0.0	5	=	Q0.3
1	AN	I0.1	6	=	Q0.4
2	O	I0.2	7	AN	I0.5
3	A	I0.3	8	=	Q0.5
4	ON	I0.4

SIEMENS公司的PLC网络的结构原理和特点介绍

西门子PLC的网络是适合不同的控制需要制定的，也为各个网络层次之间提供了互连模块或装置，利用它们可以设计出满足各种应用需求的控制管理网络。西门子S7系列PLC网络采用3级总线复合型结构，最底一级为远程I/O链路，负责与现场设备通信，在远程I/O链路中配置周期I/O通信机制。中间一级为Profibus现场总线或主从式多点链路。前者是一种新型现场总线，可承担现场、控制、监控三级的通信，采用令牌方式与主从轮询相结合的存取控制方式；后者为一种主从式总线，采月主从轮询式通信。最高一层为工业以太网，它负责传送生产管理信息。在工业以太网通信协议的下层中配置以802.3为核心的以太网协议，在上层向用户提供TF接口，实现AP协议与MMS协议。   图1  SIEMENS公司的PLC网络

根据功能流程图设计出PLC梯形图程序

根据图16所示的功能流程图，设计出梯形图程序。 

    1使用起保停电路模式的编程

对应的状态逻辑关系为：

对应的梯形图程序如图17所示。

 

2使用置位、复位指令的编程

对应的梯形图程序如图18所示。

3使用顺序控制指令的编程

对应的功能流程图如图19所示。对应的梯形图程序如图20所示。

 

（3）并行分支及编程方法

并行分支也分两种，图21a为并行分支的开始，图21b为并行分支的结束，也称为合并。并行分支的开始是指当转换条件实现后，同时使多个后续步激活。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。在图21a中，当工步2处于激活状态，若转换条件e=1，则工步3、4、5同时起动，工步2必须在工步3、4、5都开启后，才能关断。并行分支的合并是指：当前级步6、7、8都为活动步，且转换条件f成立时，开通步9，同时关断步6、7、8。

PLC在摇臂钻床电气控制中的应用举例

 下面介绍FX2系列PLC控制系统取代Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方法。
一、分析控制对象、确定控制要求
1.对M1电动机的要求：单方向旋转，有过载保护；
2.对M2电动机的要求：全压正反转控制，点动控制；启动时，先启动电动机M3，再启动电动机M2；停机时，电动机M2先停止，然后电动机M3才能停止。电动机M2设有必要的互锁保护；
3.对电动机M3的要求：全压正反转控制，设长期过载保护；
4.电动机M4容量小，由开关SA控制，单方向运转；
二、确定I/O点数
根据图1找出PLC控制系统的输入、输出信号，共有13个输入信号，9个输出信号。
三、绘制I/O端子接线图
根据I/O分配结果，绘制端子接线图
四、设计梯形图
1.控制主轴电动机M1的梯形图

梯形图如图2所示。
2.控制电动机M2与M3的梯形图
①摇臂升降过程
②主轴箱和立柱箱的松开与夹紧控制

PLC节省输出点数的方法

（1）分组输出  如图7所示，当两组负载不会同时工作时，可通过外部转换开关或受PLC控制的电器触点进行切换，使PLC的一个输出点可以控制两个不同时工作的负载。

图7  分组输出

（2）矩阵输出  如图8所示为4×4矩阵输出电路，用8个输出点可控制16个负载。要使某个负载接通工作，只要它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。例如，当Y010与Y004同时接通时，KM1得电吸合。应当注意的是：当只有某一行对应的输出继电器接通，各列对应的输出继电器才可以任意接通；或者当只有某一列对应的输出继电器接通，各行对应的输出继电器才可以任意接通。否则将会错误接通负载。因此，采用矩阵输出时，必须将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中，否则将无法控制。

图8  矩阵输出

（3）并联输出  通断状态完全相同的负载，可以并联后共用PLC的一个输出点（要考虑PLC输出点的负载驱动能力）。例如PLC控制的交通信灯，               

对应方向（东与西对应、南与北对应）的灯通断规律完全相同，将对应的灯并联后可以节省一半的输出点。

（4）负载多功能化  一个负载实现多种用途。例如，在传统的继电控制系统中，一个指示灯只指示一种状态。在PLC控制系统中，利用PLC的软件很容易实现利用一个输出点控制指示灯的常亮和闪亮，这样就可以利用一个指示灯表示两种不同的信息，从而节省PLC的输出点。

（5）某些输出信号不进入PLC  系统中某些相对独立、比较简单的部分可以考虑不用PLC来控制，直接采用继电器控制即可。

（6）利用输出点扩展输出点  与利用输出点扩展输入点相似，也可以用输出点分时控制一组输出点的输出内容。例如：在输出端口上接有多位LED7段码显示器时，如果采用直接连接，所需的输出点是很多的。这时可使用图9的电路利用输出点的分时接通逐个点亮多位LED7段码显示器。

在图9所示的电路中，CD4513是具有锁存、译码功能的专用共阴极7图9  输出口扩展输出口

段码显示器驱动电路，两只CD4513的数据输入端A～D共用可编程序控制

器的4个输入端，其中A为最低位，D为最高位。LE端是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端的BCD数据锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来，LE为低电平时，显示器的数不受数据输入信号的影响。显然，N位显示器所占用的输出点P=4+N。图9中Y004及YOO5分别接通时，输出的数据分别送到上下两片CD4513中。

西门子PLC S7-200的SIMATIC指令集简表

布 尔 指 令
LD       N LDI      N LDN      N LDNI      N	装载(开始的常开触点) 立即装载 取反后装载(开始的常闭触点) 取反后立即装载
A        N AI       N AN       N ANI       N	与(串联的常开触点) 立即与 取反后与(串联的常开触点) 取反后立即与
O        N OI       N ON       N ONI       N	或(并联的常开触点) 立即或 取反后或(并联的常开触点) 取反后立即与
LDBx     N1，N2	装载字节比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
ABx      N1，N2	与字节比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
OBx      N1，N2	或字节比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
LDWx     N1，N2	装载字比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
AWx      N1，N2	与字节比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
OWx      N1，N2	或字比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
LDDx     N1，N2	装载双字比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
ADx      N1，N2	与双字比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
ODx      N1，N2	或双字比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
LDRx     N1，N2	装载实数比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
ARx      N1，N2	与实数比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
ORx      N1，N2	或实数比较结果N1(x：＜，＜＝，＝，＞＝，＞，＜＞＝)N2
NOT	栈顶值取反
EU ED	上升沿检测 下降沿检测
=       N =I      N	赋值（线圈） 立即赋值
S       S_BIT，N R       S_BIT，N SI      S_BIT，N RI      S_BIT，N	置位一个区域 复位一个区域 立即置位一个区域 立即复位一个区域

传送、移位、循环和填充指令
MOVB    IN，OUT MOVW    IN，OUT MOVD    IN，OUT MOVR    IN，OUT BIR     IN，OUT BIW     IN，OUT	字节传送 字传送 双字传送 实数传送 立即读取物理输入字节 立即写物理输出字节
BMB     IN，OUT，N BMW     IN，OUT，N BMD     IN，OUT，N	字节块传送 字块传送 双字块传送
SWAP    IN	交换字节
SHRB    DATA，S_BIT，N	移位寄存器
SRB     OUT，N SRW     OUT，N SRD     OUT，N	字节右移N位 字右移N位 双字右移N位
SLB     OUT，N SLW     OUT，N SLD     OUT，N	字节左移N位 字左移N位 双字左移N位
RRB     OUT，N RRW     OUT，N RRD     OUT，N	字节右移N位 字右移N位 双字右移N位
RLB     OUT，N RLW     OUT，N RLD     OUT，N	字节左移N位 字左移N位 双字左移N位
FILL    IN，OUT，N	用指定的元素填充存储器空间

STEP7-Mirco/WIN根据PLC类型进行参数检查

在PLC和运行STEP7-Micro/WIN的PC连线后，在建立通信或编辑通信设置以前，应根据PLC的类型进行范围检查。必须保证STEP7-Micro/WIN中PLC类型选择与实际PLC类型相符。方法如下：

2        2        菜单命令“PLC”→“类型” →“读取PLC”。

2        2        在指令树→“项目”名称→“类型” →“读取PLC”

PLC类型的对话框如图所示。

图 PLC类型的对话框

STEP7-Mirco/WIN编程元素及项目组件

s7-200的三种程序组织单位（POU）指主程序、子程序和中断程序。STEP 7-Micro/WIN为每个控制程序在程序编辑器窗口提供分开的制表符，主程序总是第一个制表符，后面是子程序或中断程序。

一个项目（Project）包括的基本组件有程序块、数据块、系统块、符号表、状态图表、交叉引用表。程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态图表、交叉引用表不下载到PLC。

程序块由可执行代码和注释组成，可执行代码由一个主程序和可选子程序或中断程序组成。程序代码被编译并下载到PLC，程序注释被忽略。

2        2        在“指令树”中 右击“程序块”图标可以插入子程序和中断程序。

数据块由数据（包括初始内存值和常数值）和注释两部分组成。

数据被编译后，下载到可编程控制器，注释被忽略。

系统块用来设置系统的参数，包括通信口配置信息、保存范围、模拟和数字输入过滤器、背景时间、密码表、脉冲截取位和输出表等选项。系统块如图1所示。

2        2        单击“浏览栏”上的“系统块”按钮，或者单击“指令树”内的“系统块”图标，可查看并编辑系统块。

系统块的信息须下载到可编程控制器，为PLC提供新的系统配置。

图1  “系统块”块对话框

PLC控制系统的维护内容

日常维护

PLC的日常维护和保养比较简单，主要是更换保险丝和锂电池,基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器（RAM）、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时，PLC基本单元上电池电压跌落到指示灯亮，提示用户注意有锂电池所支持的程序还可保留一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。

调换锂电池的步骤为：

■在拆装前，应先让PLC通电15秒以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC做短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失）；

■断开PLC的交流电源；

■打开基本单元的电池盖板；

■取下旧电池，装上新电池；

■盖上电池盖板。

注意更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3分钟。如果时间过长，RAM中的程序将消失。

此外,应注意更换保险丝时要采用指定型号的产品。

I/O模块的更换

若需替换一个模块，用户应确认被安装的模块是同类型。有些I/O系统允许带电更换模块，而有些则需切断电源。若替换后可解决问题，但在一相对较短时间后又发生故障，那么用户应检查能产生电压的感性负载，也许需要从外部抑制其电流尖峰。如果保险丝在更换后易被烧断，则有可能是模块的输出电流超限，或输出设备被短路。

PLC的故障诊断是一个十分重要的问题，是保证PLC控制系统正常、可靠运行的关键。本文对常用的故障诊断方法进行了探讨。在实际工作过程中，应充分考虑到对PLC的各种不利因素，定期进行检查和日常维护，以保证PLC控制系统安全、可靠地运行。