西门子S7-300模块6ES7312-5BF04-0AB0 西门子S7-300模块6ES7312-5BF04-0AB0
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西门子S7-300模块6ES7312-5BF04-0AB0
S7-300是SIMATIC控制器中销售量最多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。这就是说，S7-300 是用于集中式或分布式结构的优化解决方案。坚持不懈的创新和改革使S7-300这个广泛应用的自动化平台能持续不断的升值概述。
一、S7-300 PLC系统组成
系统组成：
|
电源模块 (PS)
（选件） |
|
为S7-300/ET 200M 提供电源
将120/230V交流电压转变到所需要的24伏直流工作电压 输出电流2A、5A、10A |
| 中央处理单元 (CPU) |
|
多种CPU，有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通讯接口等。 |
|
接口模块 (IM) ? |
|
用于连接多机架配置的 SIMATIC S7-300 的机架。 最多配置4个机架。每个机架最多可以插入8个模块。在4个机架上最多可安装32个模块。
IM 365
IM 365/IM 361 |
| 信号模块 (SM) |
|
用于数字量和模拟量输入/输出 |
| 通讯处理器 (CP) |
|
用于连接网络和点对点连接 |
| 功能模块 (FM) |
|
用于高速计数，定位操作 (开环或闭环控制) 和闭环控制。 |
| 存储器 |
|
MMC |
| DIN标准导轨 |
|
用于模块安装 |
| 前连接器 |
|
用于简单而方便地连接传感器和执行器
更换模块时允许保持接线
采用编码元件以避免更 分为20针、40针两种 |
S7－300主要支持的硬件有：
??（1）电源（PS）
??电源模块提供了机架和CPU内部的供电电源，置于1号机架的位置。
??（2）中央处理器（CPU）
??CPU存储并处理用户程序，为模块分配参数，通过嵌入的MPI总线处理编程设备和PC、模块、其它站点之间的通讯，并可以为进行DP主站或从站操作装配一个集成的DP接口。置于2号机架。
??（3）接口模块（IM）
??接口模块将各个机架连接在一起。不同型号的接口模块可支持机架扩展或PROFIBUS?DP连接。置于3号机架，没有接口模块时，机架位置为空。
??（4）信号模块（SM）
??通常称为I/O（输入/输出）模块。测量输入信号并控制输出设备。信号模块可用于数字信号和模拟信号，还可用于进行连接，如传感器和启动器的连接。
??（5）功能模块（FM）
??用于进行复杂的、重要的但独立于CPU的过程，如：计算、位置控制和闭环控制。
??（6）通讯处理器（CP）
??模块化的通讯处理器通过连接各个SIMATIC站点，如：工业以太网，PROFIBUS或串行的点对点连接等。
??后三个模块在机架上可以任意放置，系统可以自动分配模块的地址。
??需要说明的是，每个机架最多只能安装8个信号模块、功能模块或通讯模块。如果系统任务超过了8个，则可以扩展机架（每个带CPU的中央机架可以扩展3个机架）。?
?各个模块的性能具体如下：
??（1）电源模块（PS）
??电源模块用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源。
??（2）CPU模块
??各种CPU 有各种不同的性能，例如，有的CPU 上集成有输入/输出点，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通讯接口等。
?以上只是列出了部分指标，设计时还要参看相应的手册。
??（3）接口模块
??接口模块用于多机架配置时连接主机架(CR)和扩展机架 (ER)。S7-300通过分布式的主机架(CR)和3个扩展机架(ER)，可以操作多达32个模块。运行时无需风扇。
??（4）信号模块
??信号模块用于数字量和模拟量输入/输出，又分DI/DO（数字量输入/输出）和AI/AO（模拟量输入/输出）模块。
??①数字量输入模块：
??②数字量输出模块：
??③数字输入/输出模块：
??④继电器输出模块：
??⑤模拟量输入模块
??⑥模拟量输出模块：
??⑦模拟量输入/输出模块：
??（5）功能模块
??西门子S7－300功能模块模块适用于各种场合，功能块的所有参数都在STEP7中分配，操作方便，而且不必编程。包括：计数器模块（FM350），定位模块（FM351），凸轮控制模块（FM352），闭环控制模块（FM355）等许多用于特定场合的模块。
??（6）通讯模块（CP）
??S7－300通讯模块是用于连接网络和点对点通讯用的专用模块，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通过PROFIBUS通讯的模块CP343－5，用于S7－300和工业以网通讯的模块CP343－1及CP343－1 IT等
| 6ES7312-1AE13-0AB0 | CPU312，32K内存 |
| 6ES7312-5BE03-0AB0 | CPU312C，32K内存 10DI/6DO |
| 6ES7313-5BF03-0AB0 | CPU313C，64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7313-6BF03-0AB0 | CPU313C-2PTP，64K内存 16DI/16DO |
| 6ES7313-6CF03-0AB0 | CPU313C-2DP，64K内存 16DI/16DO |
| 6ES7314-1AG13-0AB0 | CPU314,96K内存 |
| 6ES7314-6BG03-0AB0 | CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7314-6CG03-0AB0 | CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7315-2AG10-0AB0 | CPU315-2DP, 128K内存 |
| 6ES7315-2EH13-0AB0 | CPU315-2 PN/DP, 256K内存 |
| 6ES7317-2AJ10-0AB0 | CPU317-2DP,512K内存 |
| 6ES7317-2EK13-0AB0 | CPU317-2 PN/DP,1MB内存 |
| 6ES7318-3EL00-0AB0 | CPU319-3 PN/DP,1.4M内存 |
| 6ES7 953-8LF20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LG11-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LJ20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LL20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LM20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC) |
| 6ES7 953-8LP20-0AA0 | SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC) |
| 开关量模板 | |
| 6ES7 321-1BH02-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH10-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH50-0AA0 | 开入模块（16点，24VDC，源输入） |
| 6ES7 321-1BL00-0AA0 | 开入模块（32点，24VDC） |
| 6ES7 321-7BH01-0AB0 | 开入模块（16点，24VDC，诊断能力） |
| 6ES7 321-1EL00-0AA0 | 开入模块（32点，120VAC） |
| 6ES7 321-1FF01-0AA0 | 开入模块（8点，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1FF10-0AA0 | 开入模块（8点，120/230VAC）与公共电位单独连接 |
| 6ES7 321-1FH00-0AA0 | 开入模块（16点，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1CH00-0AA0 | 开入模块（16点，24/48VDC） |
| 6ES7 321-1CH20-0AA0 | 开入模块（16点，48/125VDC） |
| 6ES7 322-1BH01-0AA0 | 开出模块（16点，24VDC） |
| 6ES7 322-1BH10-0AA0 | 开出模块（16点，24VDC）高速 |
| 6ES7 322-1CF00-0AA0 | 开出模块（8点，48-125VDC） |
| 6ES7 322-8BF00-0AB0 | 开出模块（8点，24VDC）诊断能力 |
| 6ES7 322-5GH00-0AB0 | 开出模块（16点，24VDC，独立接点，故障保护） |
| 6ES7 322-1BL00-0AA0 | 开出模块（32点，24VDC） |
| 6ES7 322-1FL00-0AA0 | 开出模块（32点，120VAC/230VAC） |
| 6ES7 322-1BF01-0AA0 | 开出模块（8点，24VDC，2A） |
| 6ES7 322-1FF01-0AA0 | 开出模块（8点，120V/230VAC） |
| 6ES7 322-5FF00-0AB0 | 开出模块（8点，120V/230VAC，独立接点） |
| 6ES7 322-1HF01-0AA0 | 开出模块（8点,继电器,2A） |
| 6ES7 322-1HF10-0AA0 | 开出模块（8点,继电器,5A，独立接点） |
| 6ES7 322-1HH01-0AA0 | 开出模块(16点,继电器) |
| 6ES7 322-5HF00-0AB0 | 开出模块（8点,继电器,5A，故障保护） |
| 6ES7 322-1FH00-0AA0 | 开出模块（16点，120V/230VAC） |
| 6ES7 323-1BH01-0AA0 | 8点输入，24VDC；8点输出，24VDC模块 |
| 6ES7 323-1BL00-0AA0 | 16点输入，24VDC；16点输出，24VDC模块 |
| 模拟量模板 | |
| 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，多种信号) |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 模拟量输入模块(2路，多种信号) |
| 6ES7 331-7NF00-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，15位精度) |
| 6ES7 331-7NF10-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，15位精度)4通道模式 |
| 6ES7 331-7HF01-0AB0 | 模拟量输入模块(8路，14位精度，快速) |
| 6ES7 331-1KF01-0AB0 | 模拟量输入模块(8路, 13位精度) |
| 6ES7 331-7PF01-0AB0 | 8路模拟量输入,16位,热电阻 |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 8路模拟量输入,16位,热电偶 |
| 6ES7 332-5HD01-0AB0 | 模拟输出模块(4路) |
| 6ES7 332-5HB01-0AB0 | 模拟输出模块(2路) |
| 6ES7 332-5HF00-0AB0 | 模拟输出模块(8路) |
| 6ES7 332-7ND02-0AB0 | 模拟量输出模块(4路，15位精度) |
| 6ES7 334-0KE00-0AB0 | 模拟量输入(4路RTD)/模拟量输出（2路） |
| 6ES7 334-0CE01-0AA0 | 模拟量输入(4路)/模拟量输出（2路） |
西门子S7-300模块6ES7312-5BF04-0AB0
通用汽车公司(GM)提出的新型控制器的十大要求及PLC的诞生
随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组成。可编程控制器最先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：
（1）编程简单，可在现场修改程序；
（2）维护方便，最好是插件式；
（3）可靠性高于继电器控制柜；
（4）体积小于继电器控制柜；
（5）可将数据直接送入管理计算机；
（6）在成本上可与继电器控制柜竞争；
（7）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；
（8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；
（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；
（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。
条件提出后，立即引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。
PLC的编程及使用特点
1．编程方法简单易学
梯形图是使用得最多的PLC的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只需花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。
梯形图语言实际上是一种面向用户的高级语言，PLC在执行梯形图程序时，将它“翻译”成汇编语言后再去执行。
2．功能强，性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非 常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。
3．硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强
PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和中小型交流接触器。
硬件配置确定后，通过修改用户程序，就可以方便快速地适应工艺条件的变化。
4．可靠性高，抗干扰能力强
传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的十分之一到百分之一，因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC使用了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。
5．系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
PLC的梯形图程序可以用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，如果掌握了正确的设计方法，设计梯形图的时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
可以在实验室模拟调试PLC的用户程序，输入信号用小开关来模拟，可通过PLC发光二极管观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。
6．维修工作量小，维修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息方便地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。
7．体积小，能耗低
对于复杂的控制系统，使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型PIC的体积仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的l/2~1/10。
PLC控制系统的配线比继电器控制系统的少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少很多安装接线工时，加上开关柜体积的缩小，可以节省大量的费用。
西门子S7-300PLC的RLO边沿信号识别指令及示例
当信号状态变化时就产生跳变沿，当从0变到1时，产生一个上升沿（或正跳沿）；若从1变到0，则产生一个下降沿（或负跳沿）。跳变沿检测的原理是：在每个扫描周期中把信号状态和它在前一个扫描周期的状态进行比较，若不同则表明有一个跳变沿。因此，前一个周期里的信号状态必须被存储，以便能和新的信号状态相比较。
l 下降沿信号识别指令
若CPU检测到输入有一个负跳沿，将使得输出线圈在一个扫描周期内通电。对输入扫描的RLO值存放在存储位中。
在OB1的扫描周期中，CPU扫描并形成RLO值，若该RLO值是0且上次RLO值是1，这说明FN指令检测到一个RLO的负跳沿，那么FN指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FN语句把RLO位清0。
例 3.1.13
若CPU检测到输入I1.0有一个负跳沿，将使得输出Q4.0的线圈在一个扫描周期内通电。对输入I1.0常开触点扫描的RLO值（在本例中，此RLO正好与输入I1.0的信号状态相同）存放在存储位M1.0中。
在OB1的扫描周期中，CPU对I1.0信号状态扫描并形成RLO值，若该RLO值是0且存放在M1.0中的上次RLO值是1，这说明FN指令检测到一个RLO的负跳沿，那么FN指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FN语句把RLO位清0。
l 上升沿信号识别指令
若CPU检测到输入有一个正跳沿，将使得输出线圈在一个扫描周期内通电。对输入扫描的RLO值存放在存储位中。
在OB1的扫描周期中，CPU扫描并形成RLO值，若该RLO值是1且上次RLO值是0，这说明FN指令检测到一个RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FP语句把RLO位清0。
例 3.1.14
若CPU检测到输入I1.0有一个正跳沿，将使得输出Q4.0的线圈在一个扫描周期内通电。对输入I1.0常开触点扫描的RLO值（在本例中，此RLO正好与输入I1.0的信号状态相同）存放在存储位M1.0中。
在OB1的扫描周期中，CPU对I1.0信号状态扫描并形成RLO值，若该RLO值是1且存放在M1.0中的上次RLO值是0，这说明FN指令检测到一个RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。如果RLO在相邻的两个扫描周期中相同（全为1或0），那么FP语句把RLO位清0。
用西门子PLC构成四节传送带控制系统
一、设计目标
用PLC构成四节传送带控制系统
二、实验内容
1． 1． 控制要求
起动后，先起动最末的皮带机，1s后再依次起动其它的皮带机；停止时，先停止最初的皮带机，1s后再依次停止其它的皮带机；当某条皮带机发生故障时，该机及前面的应立即停止，以后的每隔1s顺序停止；当某条皮带机有重物时，该皮带机前面的应立即停止，该皮带机运行1s后停止，再1s后接下去的一台停止，依此类推
2．I/O分配
输入 输出
起动按钮： I0.0 M1：Q0.1
停止按钮： I0.5 M2：Q0.2
负载或故障A：I0.1 M3：Q0.3
负载或故障B：I0.2 M4：Q0.4
负载或故障C：I0.3
负载或故障D：I0.4
三、四节传送带故障设置控制语句表
|
1 |
LD |
I0.0 |
36 |
LD |
T41 |
71 |
R |
Q0.3，1 |
|
2 |
O |
M0.1 |
37 |
R |
Q0.3，1 |
72 |
= |
M1.3 |
|
3 |
A |
I0.5 |
38 |
= |
M0.6 |
73 |
LD |
M1.3 |
|
4 |
AN |
I0.1 |
39 |
LD |
M0.6 |
74 |
TON |
T47，+10 |
|
5 |
AN |
I0.2 |
40 |
TON |
T42，+10 |
75 |
LD |
T47 |
|
6 |
AN |
I0.3 |
41 |
LD |
T42 |
76 |
R |
Q0.4，1 |
|
7 |
AN |
I0.4 |
42 |
R |
Q0.4，1 |
77 |
LD |
I0.3 |
|
8 |
S |
Q0.4，1 |
43 |
LD |
I0.1 |
78 |
O |
M0.4 |
|
9 |
= |
M0.1 |
44 |
O |
M0.7 |
79 |
AN |
I0.0 |
|
10 |
LD |
M0.1 |
45 |
AN |
I0.0 |
80 |
R |
Q0.1，1 |
|
11 |
TON |
T37，+10 |
46 |
R |
Q0.1，1 |
81 |
R |
Q0.2，1 |
|
12 |
LD |
T37 |
47 |
= |
M0.7 |
82 |
R |
Q0.3，1 |
|
13 |
S |
Q0.3，1 |
48 |
LD |
M0.7 |
83 |
= |
M1.4 |
|
14 |
= |
M0.2 |
49 |
TON |
T43，+10 |
84 |
LD |
M1.4 |
|
15 |
LD |
M0.2 |
50 |
LD |
T43 |
85 |
TON |
T48，+10 |
|
16 |
TON |
T38，+10 |
51 |
R |
Q0.2，1 |
86 |
LD |
T48 |
|
17 |
LD |
T38 |
52 |
= |
M1.0 |
87 |
R |
Q0.4，1 |
|
18 |
S |
Q0.2，1 |
53 |
LD |
M1.0 |
88 |
LD |
I0.4 |
|
19 |
= |
M0.3 |
54 |
TON |
T44，+10 |
89 |
O |
M1.5 |
|
20 |
LD |
M0.3 |
55 |
LD |
T44 |
90 |
AN |
I0.0 |
|
21 |
TON |
T39，+10 |
56 |
R |
Q0.3，1 |
91 |
R |
Q0.1，1 |
|
22 |
LD |
T39 |
57 |
= |
M1.1 |
92 |
R |
Q0.2，1 |
|
23 |
S |
Q0.1，1 |
58 |
LD |
M1.1 |
93 |
R |
Q0.3，1 |
|
24 |
LD |
I0.5 |
59 |
TON |
T45，+10 |
94 |
R |
Q0.4，1 |
|
25 |
O |
M0.4 |
60 |
LD |
T45 |
95 |
= |
M1.5 |
|
26 |
AN |
I0.0 |
61 |
R |
Q0.4，1 |
|
|
|
|
27 |
R |
Q0.1，1 |
62 |
LD |
I0.2 |
|
|
|
|
28 |
= |
M0.4 |
63 |
O |
M1.2 |
|
|
|
|
29 |
LD |
M0.4 |
64 |
AN |
I0.0 |
|
|
|
|
30 |
TON |
T40，+10 |
65 |
R |
Q0.1，1 |
|
|
|
|
31 |
LD |
T40 |
66 |
R |
Q0.2，1 |
|
|
|
|
32 |
R |
Q0.2，1 |
67 |
= |
M1.2 |
|
|
|
|
33 |
= |
M0.5 |
68 |
LD |
M1.2 |
|
|
|
|
34 |
LD |
M0.5 |
69 |
TON |
T46，+10 |
|
|
|
|
35 |
TON |
T41，+10 |
70 |
LD |
T46 |
|
|
|
四、四节传送带故障设置控制梯形图
五、四节传送带载重设置控制语句表
|
1 |
LD |
I0.0 |
38 |
= |
M0.6 |
75 |
R |
Q0.2，1 |
|
2 |
O |
M0.1 |
39 |
LD |
M0.6 |
76 |
= |
M1.3 |
|
3 |
A |
I0.5 |
40 |
TON |
T42，+10 |
77 |
LD |
M1.3 |
|
4 |
AN |
I0.1 |
41 |
LD |
T42 |
78 |
TON |
T48，+10 |
|
5 |
AN |
I0.2 |
42 |
R |
Q0.4，1 |
79 |
LD |
T48 |
|
6 |
AN |
I0.3 |
43 |
LD |
I0.1 |
80 |
R |
Q0.3，1 |
|
7 |
AN |
I0.4 |
44 |
O |
M2.1 |
81 |
= |
M1.4 |
|
8 |
S |
Q0.4，1 |
45 |
AN |
I0.0 |
82 |
LD |
M1.4 |
|
9 |
= |
M0.1 |
46 |
TON |
T43，+10 |
83 |
TON |
T49，+10 |
|
10 |
LD |
M0.1 |
47 |
= |
M2.1 |
84 |
LD |
T49 |
|
11 |
TON |
T37，+10 |
48 |
LD |
T43 |
85 |
R |
Q0.4，1 |
|
12 |
LD |
T37 |
49 |
R |
Q0.1，1 |
86 |
LD |
I0.3 |
|
13 |
S |
Q0.3，1 |
50 |
= |
M0.7 |
87 |
O |
M2.3 |
|
14 |
= |
M0.2 |
51 |
LD |
M0.7 |
88 |
AN |
I0.0 |
|
15 |
LD |
M0.2 |
52 |
TON |
T44，+10 |
89 |
R |
Q0.1，1 |
|
16 |
TON |
T38，+10 |
53 |
LD |
T44 |
90 |
R |
Q0.2，1 |
|
17 |
LD |
T38 |
54 |
R |
Q0.2，1 |
91 |
= |
M2.3 |
|
18 |
S |
Q0.2，1 |
55 |
= |
M1.0 |
92 |
LD |
M2.3 |
|
19 |
= |
M0.3 |
56 |
LD |
M1.0 |
93 |
TON |
T50，+10 |
|
20 |
LD |
M0.3 |
57 |
TON |
T45，+10 |
94 |
LD |
T50 |
|
21 |
TON |
T39，+10 |
58 |
LD |
T45 |
95 |
R |
Q0.3，1 |
|
22 |
LD |
T39 |
59 |
R |
Q0.3，1 |
96 |
= |
M1.6 |
|
23 |
S |
Q0.1，1 |
60 |
= |
M1.1 |
97 |
LD |
M1.6 |
|
24 |
LDN |
I0.5 |
61 |
LD |
M1.1 |
98 |
TON |
T51，+10 |
|
25 |
O |
M0.4 |
62 |
TON |
T46，+10 |
99 |
LD |
T51 |
|
26 |
AN |
I0.0 |
63 |
LD |
T46 |
100 |
R |
Q0.4，1 |
|
27 |
R |
Q0.1，1 |
64 |
R |
Q0.4，1 |
101 |
LD |
I0.4 |
|
28 |
= |
M0.4 |
65 |
LD |
I0.2 |
102 |
O |
M2.4 |
|
29 |
LD |
M0.4 |
66 |
O |
M2.2 |
103 |
AN |
I0.0 |
|
30 |
TON |
T40，+10 |
67 |
AN |
I0.0 |
104 |
R |
Q0.1，1 |
|
31 |
LD |
T40 |
68 |
R |
Q0.1，1 |
105 |
R |
Q0.2，1 |
|
32 |
R |
Q0.2，1 |
69 |
= |
M2.2 |
106 |
R |
Q0.3，1 |
|
33 |
= |
M0.5 |
70 |
LD |
M2.2 |
107 |
= |
M2.4 |
|
34 |
LD |
M0.5 |
71 |
TON |
T47，+10 |
108 |
LD |
M2.4 |
|
35 |
TON |
T41，+10 |
72 |
LD |
T47 |
109 |
TON |
T52，+10 |
|
36 |
LD |
T41 |
73 |
R |
Q0.2，1 |
110 |
LD |
T52 |
|
37 |
R |
Q.3，1 |
74 |
= |
M1.3 |
111 |
R |
Q0.4，1 |
六、四节传送带载重设置控制梯形图
内装型PLC的特点和结构
内装型PLC从属于CNC装置，PLC与CNC装置之间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与数控机床之间则通过CNC输入／输出接口电路实现信号传送（如图1所示）。
内装型PLC具有如下特点
(1)内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能。一般作为CNC装置的基本功能提供给用户。
(2)内装型PLC系统的硬件和软件整体结构十分紧凑，且PLC所具有的功能针对性强，技术指标合理、实用，尤其适用于单机数控设备的应用场合。
(3)内装型PLC可与CNC共用CPU，也可以单独使用一个CPU；硬件控制电路可与CNC装置的其他电路制作在同一块印刷电路板上，也可以单独制成一块附加电路板；内装型PLC一般不单独配置输人／输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入／输出电路；PLC所用电源由CNC装置提供，不需另备电源。
图1 内装型PLC的CNC系统框图
(4)采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级控制功能。如梯形图编辑和传送功能，在CNC内部直接处理大量信息等。
世界著名的CNC系统厂家在其生产的CNC产品中，大多开发了内装型PLC功能。
STEP7-Mirco/WIN窗口组件使用介绍
西门子S7-200可编程控制器PLC使用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，功能强大，主要用于开发程序，也可用于适时监控用户程序的执行状态。加上汉化后的程序，可在全汉化的界面下进行操作。
STEP7-Micro/WIN32的主界面如图3所示。
主界面一般可以分为以下几个部分：菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和状态条。除菜单条外，用户可以根据需要通过检视菜单和窗口菜单决定其它窗口的取舍和样式的设置。
图3 STEP7-Micro/WIN32编程软件的主界面
1. 主菜单
主菜单包括：文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助8个主菜单项。各主菜单项的功能如下：
（1）文件（File）
文件的操作有：新建（New）、打开（Open）、关闭（Close）、保存（Save）、另存（Save As）、导入（import）、导出（Export）、上载（Upload）、下载（Download）、页面设置（Page Setup）、打印（Print）、预览、最近使用文件、退出。
导入：若从STEP 7-Micro/WIN 32编辑器之外导入程序，可使用“导入”命令导入ASCII文本文件。
导出：使用“导出”命令创建程序的ASCII文本文件，并导出至STEP7-Micro/WIN32外部的编辑器，
上载：在运行STEP 7-Micro/WIN32的个人计算机和PLC之间建立通讯后，从PLC将程序上载至运行STEP 7-Micro/WIN 32的个人计算机。
下载：在运行STEP 7-Micro/WIN32的个人计算机和PLC之间建立通讯后，将程序下载至该PLC。下载之前， PLC应位于“停止”模式。
（2）编辑（Edit）
编辑菜单提供程序的编辑工具：撤消（Undo）、剪切（Cut）、复制（Copy）、粘贴（Paste）、全选（Select All）、插入（Insert）、删除（Delete）、查找（Find）、替换（Replace）、转至（Go To）等项目。
剪切/复制/粘贴：可以在STEP 7-Micro/WIN 32项目中剪切下列条目：文本或数据栏，指令，单个网络，多个相邻的网络，POU中的所有网络，状态图行、列或整个状态图，符号表行、列或整个符号表，数据块。不能同时选择多个不相邻的网络。不能从一个局部变量表成块剪切数据并粘贴至另一局部变量表中，因为每个表的只读L内存赋值必须惟一。
插入：在LAD编辑器中，可在光标上方插入行（在程序或局部变量表中），在光标下方插入行（在局部变量表中），在光标左侧插入列（在程序中），插入垂直接头（在程序中，）在光标上方插入网络，并为所有网络重新编号，在程序中插入新的中断程序，在程序中插入新的子程序。
查找/替换/转至：可以在程序编辑器窗口、局部变量表，符号表、状态图、交叉引用标签和数据块中使用“查找”、“替换”和“转至”。
“查找”功能：查找指定的字符串，例如操作数、网络标题或指令助记符。（“查找”不搜索网络注释，只能搜索网络标题。“查找”不搜索LAD和FBD中的网络符号信息表。）
“替换”功能：替换指定的字符串。（“替换”对语句表指令不起作用。）
“转至”功能：通过指定网络数目的方式将光标快速移至另一个位置。
（3）检视（View）
2 2 通过检视菜单可以选择不同的程序编辑器：LAD，STL，FBD。
2 2 通过检视菜单可以进行数据块（Data Block）、符号表（Symbol Table）、状态图表（Chart Status）、系统块（System Block）、交叉引用（Cross Reference）、通信（Communications）参数的设置。
2 2 通过检视菜单可以选择注解、网络注解（POU Comments）显示与否等。
2 2 通过检视菜单的工具栏区可以选择浏览栏（Navigation Bar）、指令树（Instruction Tree）及输出视窗（Output Window）的显示与否。
2 2 通过检视菜单可以对程序块的属性进行设置。
（4）PLC
PLC菜单用于与PLC联机时的操作。如用软件改变PLC的运行方式（运行、停止），对用户程序进行编译，清除PLC程序、电源起动重置、查看PLC的信息、时钟、存储卡的操作、程序比较、PLC类型选择等操作。其中对用户程序进行编译可以离线进行。
联机方式（在线方式）：有编程软件的计算机与PLC连接，两者之间可以直接通信。
离线方式：有编程软件的计算机与PLC断开连接。此时可进行编程、编译。
联机方式和离线方式的主要区别是：联机方式可直接针对连接PLC进行操作，如上装、下载用户程序等。离线方式不直接与PLC联系，所有的程序和参数都暂时存放在磁盘上，等联机后再下载到PLC中。
PLC有两种操作模式：STOP（停止）和RUN（运行）模式。在STOP（停止）模式中可以建立／编辑程序，在RUN（运行）模式中建立、编辑、监控程序操作和数据，进行动态调试。
若使用STEP 7-Micro/WIN 32软件控制RUN/STOP（运行／停止）模式，在STEP 7-Micro/WIN 32和PLC之间必须建立通信。另外，PLC硬件模式开关必须设为TERM（终端）或RUN（运行）。
编译（Compile）：用来检查用户程序语法错误。用户程序编辑完成后通过编译在显示器下方的输出窗口显示编译结果，明确指出错误的网络段，可以根据错误提示对程序进行修改，然后再编译，直至无错误。
全部编译（Compile All）：编译全部项目元件（程序块、数据块和系统块）。
信息（Information）：可以查看PLC信息，例如PLC型号和版本号码、操作模式、扫描速率、I/O模块配置以及CPU和I/O模块错误等。
电源起动重置（Power-Up Reset）：从PLC清除严重错误并返回RUN（运行）模式。如果操作PLC存在严重错误， SF（系统错误）指示灯亮，程序停止执行。必须将PLC模式重设为STOP（停止），然后再设置为RUN（运行），才能清除错误，或使用“PLC”→“电源起动重置”。
（5）调试（Debug）
调试菜单用于联机时的动态调试，有单次扫描（First Scan）、多次扫描（Multiple Scans）、程序状态（Program Status）、触发暂停（Triggred pause）、用程序状态模拟运行条件（读取、强制、取消强制和全部取消强制）等功能。
调试时可以指定PLC对程序执行有限次数扫描（从1次扫描到65,535次扫描）。通过选择PLC运行的扫描次数，可以在程序改变过程变量时对其进行监控。第一次扫描时，SM0.1数值为1（打开）。
单次扫描：可编程控制器从STOP方式进入RUN方式，执行一次扫描后，回到STOP方式，可以观察到首次扫描后的状态。
PLC必须位于STOP（停止）模式，通过菜单“调试”→“单次扫描”操作。
多次扫描：调试时可以指定PLC对程序执行有限次数扫描（从1次扫描到65,535次扫描）。通过选择PLC运行的扫描次数，可以在程序过程变量改变时对其进行监控。
PLC必须位于STOP（停止）模式时，通过菜单“调试”→“多次扫描”设置扫描次数。
（6）工具
2 2 工具菜单提供复杂指令向导（PID、HSC、NETR/NETW指令），使复杂指令编程时的工作简化。
2 2 工具菜单提供文本显示器TD200设置向导。
2 2 工具菜单的定制子菜单可以更改STEP 7-Micro/WIN 32工具条的外观或内容，以及在“工具”菜单中增加常用工具。
2 2 工具菜单的选项子菜单可以设置3种编辑器的风格，如字体、指令盒的大小等样式。
（7）窗口
窗口菜单可以设置窗口的排放形式，如层叠、水平、垂直。
（8）帮助
帮助菜单可以提供S7-200的指令系统及编程软件的所有信息，并提供在线帮助、网上查询、访问等功能。
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。
PLC死机的软件或硬件原因分析
可编程控制器PLC运行时可能会出现死机的情况，这给工业生产造成不可预估的损失，因此，首先要了解PLC死机的原因，针对原因进行排查，软件或硬件错误都有可能导致PLC死机，下面分别进行介绍：
1、硬件方面
（1）I／O窜电，PLC自动侦测到I／O错误，进入STOP模式。
（2）I／O损坏，程序运行到需要该I／O的反馈信号，不能向下执行指令。
（3）扩展模块(功能型，如A／D)线路干扰或开路等。
（4）电源部分有干扰或故障。
（5）PLC的连接模块及地址分配模块出故障。
（6）电缆引起的故障。
2、软件方面
（1）触发了死循环。
（2）程序改写了系统参数区的内容，却没有初始化部分。
（3）保护程序启动：硬件保护、限制使用时间(针对货款收回)
（4）数据溢出，步长过大、看门狗 (可修改DOG时间)动作。
一、问题提出
可编程控制器技术最主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。
二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤
1 ．系统设计的主要内容
（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；
（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；
（ 3 ）选定 PLC 的型号；
（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；
（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；
（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；
（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；
（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；
根据具体任务，上述内容可适当调整。
2 ． 系统设计的基本步骤
可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。
