西门子CPU314C-2PtP
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带集成数字量和模拟量I/O和一个RS 422/485串口的紧凑型CPU
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满足对处理能力和响应时间要
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6ES7312-1AE14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 312 CPU WITH MPI INTERFACE, INTEGRATED 24 V DC POWER SUPPLY 32 KBYTE WORKING MEMORY, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
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6ES7314-1AG14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314 CPU WITH MPI INTERFACE, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
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6ES7315-2AH14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 315-2DP CPU WITH MPI INTERFACE INTEGRATED 24 V DC POWER SUPPLY 256 KBYTE WORKING MEMORY 2. INTERFACE DP-MASTER/SLAVE MICRO MEMORY CARD NECESSARY
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6ES7315-2EH14-0AB0
SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP,中央处理单元,带有 384 KBYTE 工作存储器,1 个 MPI/DP 12MBIT/S 接口,2 个以太网 PROFINET 接口,双端换机,需要微型存储卡
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6ES7317-2AK14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU317-2 DP, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH 1 MBYTE WORKING MEMORY, 1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE DP-MASTER/SLAVE, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
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6ES7317-2EK14-0AB0
SIMATIC S7-300 CPU 317-2 PN/DP,中央处理单元,带有 1 MB 工作存储器,1 个 MPI/DP 12MBIT/S 接口,2 个以太网 PROFINET 接口,,需要微型存储卡
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6ES7318-3EL01-0AB0
SIMATIC S7-300 CPU 319-3 PN/DP, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH 2 MBYTE WORKING MEMORY, 1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE DP-MASTER/SLAVE, 3. INTERFACE ETHERNET PROFINET, WITH 2 PORT SWITCH, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
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6ES7312-5BF04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 312C COMPACT CPU WITH MPI, 10 DI/6 DO, 2 FAST COUNTERS (10 KHZ), INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 64 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (1 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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6ES7313-5BG04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 313C, COMPACT CPU WITH MPI, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO 1 PT100, 3 FAST COUNTERS (30 KHZ), INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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6ES7313-6BG04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 313C-2 PTP COMPACT CPU WITH MPI, 16 DI/16 DO, 3 FAST COUNTERS (30 KHZ), INTEGRATED INTERFACE RS485, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (1 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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6ES7313-6CG04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 313C-2DP COMPACT CPU WITH MPI, 16 DI/16 DO, 3 FAST COUNTERS (30 KHZ), INTEGRATED DP INTERFACE, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (1 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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6ES7314-6BH04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 PTP COMPACT CPU WITH MPI, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ), INTEGRATED INTERFACE RS485, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 192 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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6ES7314-6CH04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 DP COMPACT CPU WITH MPI, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ), INTEGRATED DP INTERFACE, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 192 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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6ES7314-6EH04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314C-2PN/DP COMPACT CPU WITH 192 KBYTE WORKING MEMORY, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ), 1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE ETHERNET PROFINET, WITH 2 PORT SWITCH, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
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SIMATIC S7-300 提供多种性能等级的 CPU。除了标准型 CPU 外,还提供紧凑型 CPU。
同时还提供技术功能型 CPU 和故障安全型 CPU。
下列标准型CPU 可以提供:
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CPU 312,用于小型工厂
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CPU 314,用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
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CPU 315-2 DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
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CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
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CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
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CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
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CPU 319-3 PN/DP,用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
下列紧凑型CPU 可以提供:
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CPU 312C,具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU
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CPU 313C,具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
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CPU 313C-2 PtP,具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
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CPU 313C-2 DP,具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
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CPU 314C-2 PtP,具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
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CPU 314C-2 DP,具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
下列技术型CPU 可以提供:
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CPU 315T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
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CPU 317T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供:
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CPU 315F-2 DP,用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
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CPU 315F-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
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CPU 317F-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
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CPU 317F-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
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CPU 319F-3 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
S7-300
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模块化微型 PLC 系统,满足中、小规模的性能要求
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各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
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简单实用的分布式结构和多界面网络能力,应用十分灵活
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操作方便,设计简单,不含风扇
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任务增加时可顺利扩展
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大量的集成功能,使它功能非常强劲
S7-300F
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故障安全型自动化系统,可满足工厂日益增加的安全需求
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基于 S7-300
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可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
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通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
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标准模块另外也可用于非安全相关应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
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特殊机械,
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纺织机械,
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包装机械,
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一般机械设备制造,
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控制器制造,
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机床制造,
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安装系统,
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电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
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具有高电磁兼容性和抗震性,可最大限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求:
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要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
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安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
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类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
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CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
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用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
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用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
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用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据要求,也可使用下列模块:
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用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
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接口模块 (IM),用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
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SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
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安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。
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集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
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模块采用机械编码,更换极为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
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现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
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TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
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规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
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无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
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中央控制器和3个扩展机架最多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
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通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。
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通过 IM 365 扩展:
1 个扩展装置最远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
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通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的最远距离为 10m。
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单独安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。
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灵活的安装选项:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以最大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
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连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
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用于点到点连接的通信处理器
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多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
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SIMATIC S7-300
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
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SIMATIC S7-400
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
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SIMATIC C7
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
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SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带IM 308
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SIMATIC 505
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得超过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
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ET 200 分布式 I/O 设备
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S7-300,通过 CP 342-5
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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
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C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
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现场设备
虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
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SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
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SIMATIC ET 200
(使用配备 PROFINET 接口的 CPU)
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SIMATIC S7-400
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
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ET 200 分布式 I/O 设备
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ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
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SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
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现场设备
通过 AS-Interface 进行过程通信
S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备(AS-Interface 从站)。
更多信息,请参见通信处理器。
通过 CP 或集成接口(点对点)进行数据通信
通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议:
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20 mA (TTY)(仅 CP 340/CP 341)
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RS 232C/V.24(仅 CP 340/CP 341)
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RS 422/RS 485
可以连接以下设备:
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SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
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打印机
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机器人控制
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扫描器,条码阅读器,等
特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。
使用多点接口 (MPI) 进行数据通信
MPI(多点接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。
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MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统(OP/OS)、S7-300 和 S7-400。
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全局数据:
“全局数据通信”服务可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据,每个数据包含有 22 字节数据,可同时有 16 个 CPU 参与数据交换(使用 STEP 7 V4.x)。
例如,可以允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。
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内部通信总线(C-bus):
CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此,可以通过 MPI 从编程器直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。
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功能强大的通信技术:
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多达 32 个 MPI 节点。
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使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。
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使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。
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数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
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灵活的组态选项:
可靠的组件用于建立 MPI 通信: PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件,可以根据需求实现设计的最优化调整。例如,任意两个MPI节点之间最多可以开启10个中继器,以桥接更大的距离。
通过 CP 进行数据通信
SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
可以连接以下设备:
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SIMATIC S7-300
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SIMATIC S7-400
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SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
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编程器
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PC 机
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SIMATIC HMI 人机界面系统
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数控装置
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机器人控制
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工业PC
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驱动控制器
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其它厂商设备
S7-300F
S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行:
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ET 200M 中的 I/O 设计:
故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用(Cat.4/SIL3 只能与隔离模块一起使用)
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ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 设计:
故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用
6ES7327-1BH00-0AB0
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功能表图中跳步与循环问题
复杂的控制系统不仅I/O点数多,功能表图也相当复杂,除包括前面介绍的功能表图的基本结构外,还包括跳步与循环控制,而且系统往往还要求设置多种工作方式,如手动和自动(包括连续、单周期、单步等)工作方式。手动程序比较简单,一般用经验法设计,自动程序的设计一般用顺序控制设计法。
1.跳步
如图5-34所示用状态器来代表各步,当步S31是活动步,并且X5变为“1”时,将跳过步S32,由步S31进展到步S33。这种跳步与S31S32S33等组成的“主序列”中有向连线的方向相同,称为正向跳步。当步S34是活动步,并且转换条件时,将从步S34返回到步S33,这种跳步与“主序列”中有向连线的方向相反,称为逆向跳步。显然,跳步属于选择序列的一种特殊情况。
图5-34 含有跳步和循环的功能表图
2.循环
在设计梯形图程序时,经常遇到一些需要多次重复的操作,如果一次一次地编程,显然是非常繁琐的。我们常常采用循环的方式来设计功能表图和梯形图,如图5-34所示,假设要求重复执行10次由步S33和步S34组成的工艺过程,用C0控制循环次数,它的设定值等于循环次数10。每执行一次循环,在步S34中使C0的当前值减1,这一操作是将S34的常开触点接在C0的计数脉冲输入端来实现的,当步S34变为活动步时,S34的常开触点由断开变为接通,使C0的当前值减1。每次执行循环的最后一步,都根据C0的当前值是否为零来判别是否应结束循环,图中用步S34之后选择序列的分支来实现的。假设X4为“1”,如果循环未结束,C0的常闭触点闭合,转换条件满足并返回步S33;当C0的当前值减为0,其常开触点接通,转换条件满足,将由步S34进展到步S35。
在循环程序执行之前或执行完后,应将控制循环的计数器复位,才能保证下次循环时循环计数。复位操作应放在循环之外,图5-34中计数器复位在步S0和步S25显然比较方便。
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PLC在数控机床中的工作流程简介 PLC的分类
PLC在数控机床中的工作流程,和通常的PLC工作流程基本上是一致的,分为以下几个步骤:
(1).输入采样:输入采样,就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态,并将此状态,读入到输入映象寄存器中。当然,在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的,除非一个新的扫描周期的到来,并且原来端口信号状态已经改变,读到输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。
(2)、程序执行:程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描,并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据,在进行相关运算后,将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。
(3)、出刷新阶段:在所指令执行完成后,输出映像寄存区的所有输出继电器的状态(接通/断开)在输出刷新阶段转存到输出锁存器中,通过特定方式输出,驱动外部负载。
PLC是专为工业自动控制而开发的装置,通常PLC采用面向控制过程,面向问题的“自然语言”编程。不同厂家的产品采用的编程语言不同,这些编程语言有梯形图、语句表、控制系统流程图等。为了增强PLC的各种运算功能,有的PLC还配有BASIC语言,并正在探索用其他高级语言来编程。
日本的FANUC公司、立石公司、三菱公司、富士公司等所生产的PLC产品,都采用梯形图编程。在用编程器向PLC输入程序时,一般简易编程器都采用编码表输入,大型编程器也可用梯形图直接输入。在众多的PLC产品中,由于制造厂家不同,其指令系统的表示方法和语句表中的助记符也不尽相同,但原理是完全相同的。在本书中我们以FANUC-PMC-L为例,对适用于数控机床控制的PLC指令作一介绍。在FANUC系列的PLC中,规格型号不同时,只是功能指令的数目有所不同,如北京机床研究所与FANUC公司合作开发的FANUC-BESK PLC-B功能指令23条,除此以外,指令系统是完全一样的。
在FANUC-PMC-L中有两种指令:基本指令和功能指令。当设计顺序程序时,使用最多的是基本指令,基本指令共12条。功能指令便于机床特殊运行控制的编程,功能指令有35条。
在基本指令和功能指令执行中,用一个堆栈寄存器暂存逻辑操作的中间结果,堆栈寄存器有9位(如图1所示),按先进后出、后进先出的原理工作。当前操作结果压入时,堆栈各原状态全部左移一位;相反地取出操作结果时堆栈全部右移一位,最后压入的信号首先恢复读出。
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1 ( a )是变压器反馈 LC 振荡电路。晶体管 VT 是共发射极放大器。变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路,变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时, LC 回路中出现微弱的瞬变电流,但是只有频率和回路谐振频率 f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压,这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V的基极。从图 1 ( b )看到,只要接法没有错误,这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的,也就是说,它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。
变压器反馈 LC 振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但频率稳定度不高。它的振荡频率是: f 0 =1 / 2π LC。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。
( 2 )电感三点式振荡电路
图 2 ( a )是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 2 ( b )看到,晶体管的输入电压和反馈电压是同相的,满足相位平衡条件的,因此电路能起振。由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的,因此被称为电感三点式振荡电路。
电感三点式振荡电路的特点是:频率范围宽、容易起振,但输出含有较多高次调波,波形较差。它的振荡频率是: f 0 =1/2π LC ,其中 L=L1 + L2 + 2M 。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。
( 3 )电容三点式振荡电路
还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路,见图 3 ( a )。图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路,从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 3 ( b )看到,晶体管的输入电压和反馈电压同相,满足相位平衡条件,因此电路能起振。由于电路中晶体管的 3 个极分别接在电容 C1 、 C2 的 3 个点上,因此被称为电容三点式振荡电路。
电容三点式振荡电路的特点是:频率稳定度较高,输出波形好,频率可以高达 100 兆赫以上,但频率调节范围较小,因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是: f 0 =1/2π LC ,其中 C= C 1 C 2 C 1 +C 2 。
上面 3 种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高,容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高,而且频率稳定性好。
RC 振荡器
RC 振荡器的选频网络是 RC 电路,它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。
( 1 ) RC 相移振荡电路
图 4 ( a )是 RC 相移振荡电路。电路中的 3 节 RC 网络同时起到选频和正反馈的作用。从图 4 ( b )的交流等效电路看到:因为是单级共发射极放大电路,晶体管 VT 的输出电压 U o 与输出电压 U i 在相位上是相差 180° 。当输出电压经过RC 网络后,变成反馈电压 U f 又送到输入端时,由于 RC 网络只对某个特定频率 f 0 的电压产生 180° 的相移,所以只有频率为 f 0 的信号电压才是正反馈而使电路起振。可见 RC 网络既是选频网络,又是正反馈电路的一部分。
RC 相移振荡电路的特点是:电路简单、经济,但稳定性不高,而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是:当 3 节 RC 网络的参数相同时: f 0 = 1 2π 6RC 。频率一般为几十千赫。
( 2 ) RC 桥式振荡电路
图 5 ( a )是一种常见的 RC 桥式振荡电路。图中左侧的 R1C1 和 R2C2 串并联电路就是它的选频网络。这个选频网络又是正反馈电路的一部分。这个选频网络对某个特定频率为 f 0 的信号电压没有相移(相移为 0° ),其它频率的电压都有大小不等的相移。由于放大器有 2 级,从 V2 输出端取出的反馈电压 U f 是和放大器输入电压同相的( 2 级相移 360°=0°)。因此反馈电压经选频网络送回到 VT1 的输入端时,只有某个特定频率为 f 0 的电压才能满足相位平衡条件而起振。可见 RC 串并联电路同时起到了选频和正反馈的作用。
实际上为了提高振荡器的工作质量,电路中还加有由 R t 和 R E1 组成的串联电压负反馈电路。其中 R t 是一个有负温度系数的热敏电阻, 它对电路能起到稳定振荡幅度和减小非线性失真的作用。从图 5 ( b )的等效电路看到,这个振荡电路是一个桥形电路。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分别是电桥的 4 个臂,放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上,所以被称为 RC 桥式振荡电路。
RC 桥式振荡电路的性能比 RC 相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小,频率调节方便。它的振荡频率是:当R1=R2=R 、 C1=C2=C 时 f 0 = 1 2πRC 。它的频率范围从 1 赫~ 1 兆赫。
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STEP 7-Micro/WIN 32编程软件与S7-200系列可编程控制器及其与PC机的通信实例
1. 1. 实训目的
(1)认识S7-200系列可编程控制器及其与PC机的通信。
(2)练习使用STEP 7-Micro/WIN 32编程软件。
(3)学会程序的输入和编辑方法。
(4)初步了解程序调试的方法。
2. 2. 内容及指导
(1)PLC认识
记录所使用PLC的型号,输入输出点数,观察主机面板的结构以及PLC和PC机之间的连接。
(2)开机(打开PC和PLC)并新建一个项目。
2 2 用菜单命令“文件”→“新建”或用新建项目快捷按钮。
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2 图29 梯形图程序
(3)检查PLC和运行STEP7-Micro/WIN的PC连线后,设置与读取PLC的型号。
2 2 菜单命令“PLC”→“类型” →“读取PLC”或者在指令树→“项目”名称→“类型” →“读取PLC”。
(4)选择指令集和编辑器。
2 2 菜单命令“工具”→“选项” →“一般”标签→“编程模式” →选SIMATIC
2 2 用菜单命令“检视” →“LAD”。或者菜单命令“工具”→“选项” →“一般”标签→“默认编辑器”。
(5)输入、编辑如图29所示梯形图,并转换成语句表指令。
(6)给梯形图加POU注释、网络标题、网络注释。
(7)编写符号表,如图30所示。并选择操作数显示形式为:符号和地址同时显示。
2 2 建立符号表:单击浏览条中的“符号表” 按钮。
2 2 符号和地址同时显示:“工具”→“选项” →“程序编辑器”。
图30 符号表
(8)编译程序。并观察编译结果,若提示错误,则修改,直到编译成功。
2 2 “PLC” →“编译”、“全部编译”或用快捷按钮。
(9)将程序下载到PLC。下载之前, PLC必须位于“停止”的工作方式。如果PLC没有在“停止”,单击工具条中的“停止”按钮,将PLC至于停止方式。
2 2 单击工具条中的“下载”按钮,或用菜单命令“文件”→“下载”。出现“下载”对话框。可选择是否下载“程序代码块”、“数据块”和“CPU配置”,单击“确定”,开始下载程序。
(10)建立状态图表监视各元件的状态,如图31所示。
2 2 选中程序代码的一部分,单击鼠标右键→弹出菜单→“建立状态图”。
图31 状态图表
(11)运行程序
2 2 单击工具栏中的“运行”按钮。
(12)起动状态图表
2 2 菜单命令“调试” → “图状态”或使用“图状态”工具条按钮。
(13)输入强制操作
因为不带负载进行运行调试,所以采用强制功能模拟物理条件。对I0.0进行强制ON,在对应I0.0的新数值列输入1,对I0.1进行强制OFF,在对应I0.1的新数值列输入0。然后单击工具条中的“强制”按钮。
(14)在运行中显示梯形图的程序状态
2 2 单击“程序状态打开/关闭”按钮或用菜单命令“调试”→ “程序状态”,在梯形图中显示出各元件的状态。
3. 结果记录
(1)认真观察PLC基本单元上的输入/输出指示灯的变化,并记录。
(2)总结梯形图输入及修改的操作过程。
(3)写出梯形图添加注释的过程。
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可编程控制器与继电器控制的区别
在PLC的编程语言中,梯形图是最为广泛使用的语言,通过PLC的指令系统将梯形图变成PLC能接受程序,由编程器键入到PLC用户存储区去。而梯形图与继电器控制原理图十分相似,主要原因是PLC梯形图的发明大致上沿用户继电器控制电路的元件符号,仅个别处有些不同。
PLC与继电器控制的主要区别有以下几点:
(1)组成器件不同
继电器控制线路是由许多真正的硬件继电器组成的。而PLC是由许多“软继电器”组成的,这些“继电器”实际上是存储器中的触发器,可以置“0”或置“1”。
(2)触点的数量不同
硬继电器的触点数有限,一般只有4至8对;而“软继电器”可供编程的触点数有无限对,因为触发器状态可取用任意次。
(3)控制方法不同
继电器控制是通过元件之间的硬接线来实现的,因此其控制功能就固定在线路中了,因此功能专一,不灵活;而PLC控制是通过软件编程来解决的,只要程序改变,功能可跟着改变,控制很灵活。又因PLC是通过循环扫描工作的,不存在继电器控制线路中的联锁与互锁电路,控制设计大大简化了。
(4)工作方式不同
在继电器控制线路中,当电源接通时,线路中各继电器都处于受制约状态,该合的合,该断的断。而在PLC的梯形图中,各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中,从客观上看,每个“软继电器”受条件制约,接通时间是短暂的。也就是说继电器在控制的工作方式是并行的,而PLC的工作方式是串行的。
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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。
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