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品牌:西门子
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信息标签:西门子6SL3121-1TE13-0AA4,供应,电子、电工,工控系统及装备

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西门子6SL3121-1TE13-0AA4  西门子6SL3121-1TE13-0AA4

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西门子6SL3121-1TE13-0AA4

 

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SIMATIC Technology

 

 

西门子S7-200系列PLC控制器 概述

S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

产品简介

西门子S7-300系列PLC控制器，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。
产品详细信息

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西门子S7-200,300PLC 中央处理器，可编程控制器 PLC编码器模组 PLC信号模块 通讯模块  现货销售
20个不同的CPU:
7种标准型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
6 个紧凑型 CPU（带有集成技术功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）
5 个故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
2种技术型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
18种CPU可在-25°C 至 +60°C的扩展的环境温度范围中使用
具有不同的性能等级，满足不同的应用领域。

西门子S7-300系列PLC控制器 详细介绍

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：

• 特殊机械，
• 纺织机械，
• 包装机械，
• 一般机械设备制造，
• 控制器制造，
• 机床制造，
• 安装系统，
• 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：

• 具有高电磁兼容性和抗震性，可**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：

• 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
• 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
• 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。

  西门子802C数控系统操作面板

西门子S7-300系列PLC控制器 设计 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：
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。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
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：
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
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。
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：
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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：
中央控制器和3个扩展机架**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。
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。
通过 IM 365 扩展：
1 个扩展装置**远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。
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**远距离为 10m。
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。
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**限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口：
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
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）。

西门子S7-200系列PLC控制器 功能与设计
CPU单元设计
集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。
不同的设备类型
CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。
本机数字量输入/输出点
CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。
本机模拟量输入/输出点
CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。
中断输入
允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
高速计数器
-CPU 221/222
4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器
-CPU 224/224XP/226
6个高速计数器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。
模拟电位器
CPU 221/222 1个
CPU 224/224XP/226 2个
2路高频率脉冲输出（***20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
实时时钟
例如为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块（选件）
可作为修改与拷贝程序的**工具（无需编程器），并可进行辅助软件归档工作。
电池模块
用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
编程
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。
STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。 可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。
有两种不同型号的 PC/PPI 电缆：
带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆，用5个DIP开关设置波特率和其它配置项

西门子6SL3121-1TE13-0AA4

西门子PLC填表指令的格式使用简介

表填表（ATT）指令：向表格（TBL）中增加一个字（DATA）。如图1所示。

说明：

（1） DATA为数据输入端，其操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, AC, 常量, *VD, *LD, *AC；数据类型为：整数。

（2）TBL为表格的首地址，其操作数为：VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, *VD, , *LD *AC；数据类型为：字。

（3）指令执行后，新填入的数据放在表格中**后一个数据的后面，EC的值自动加1。

（4）使ENO = 0的错误条件：0006（间接地址），0091（操作数超出范围），SM1.4（表溢出），SM4.3（运行时间）。

（5）填表指令影响特殊标志位：SM1.4（填入表的数据超出表的**长度，SM1.4=1）。

 

 ATT  DATA，TBL

图1 填表指令的格式

填表指令应用举例。将VW100中的数据1111，填入首地址是VW200的数据表中（图1）。程序及运行结果如图2所示。

图1

 

LD     I0.0

ATT    VW100, VW200

 

 

 

图2

如何设计电气控制系统设计任务书

 设计任务书是整个电气控制系统的设计依据，又是设备竣工验收的依据。设计任务的拟定一般由技术领导部门、设备使用部门和任务设计部门等几方面共同完成的。
电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容： 
（1）设备名称、用途、基本结构、动作要求及工艺过程介绍。
（2）电力拖动的方式及控制要求等。
（3）联锁、保护要求。
（4）自动化程度、稳定性及抗干扰要求。
（5）操作台、照明、信号指示、报警方式等要求。
（6）设备验收标准。
（7）其它要求。

三相异步电动机正反转控制电路图原理讲解

在图1是三相异步电动机正反转控制的主电路和继电器控制电路图，图2与3是功能与它相同的PLC控制系统的外部接线图和梯形图，其中，KM1和KM2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器。

在梯形图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。按下正转起动按钮SB2，X0变为ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自保持，使KM1的线圈通电，电机开始正转运行。按下停止按钮SB1，X2变为ON，其常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，电动机停止运行。

在梯形图中，将Y0和Y1的常闭触点分别与对方的线圈串联，可以保证它们不会同时为ON，因此KM1和KM2的线圈不会同时通电，这种安全措施在继电器电路中称为“互锁”。除此之外，为了方便操作和保证Y0和Y1不会同时为ON，在梯形图中还设置了“按钮联锁”，即将反转起动按钮X1的常闭触点与控制正转的Y0的线圈串联，将正转起动按钮X0的常闭触点与控制反转的Y1的线圈串联。设Y0为ON，电动机正转，这时如果想改为反转运行，可以不按停止按钮SB1，直接按反转起动按钮SB3，X1变为ON，它的常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，同时X1的常开触点接通，使Y1的线圈“得电”，电机由正转变为反转。

梯形图中的互锁和按钮联锁电路只能保证输出模块中与Y0和Y1对应的硬件继电器的常开触点心不会同时接通。由于切换过程中电感的延时作用，可能会出现一个接触器还未断弧，另一个却已合上的现象，从而造成瞬间短路故障。可以用正反转切换时的延时来解决这一问题，但是这一方案会增加编程的工作量，也不能解决不述的接触器触点故障引起的电源短路事故。如果因主电路电流过大或接触器质量不好，某一接触器的主触点被断电时产生的电弧熔焊而被粘结，其线圈断电后主触点仍然是接通的，这时如果另一接触器的线图通电，仍将造成三相电源短路事故。为了防止出现这种情况，应在PLC外部设置由KM1和KM2的辅助常闭触点组成的硬件互锁电路（见图2），假设KM1的主触点被电弧熔焊，这时它与KM2线圈串联的辅助常闭触点处于断开状态，因此KM2的线圈不可能得电。

图1中的FR是作过载保护用的热继电器，异步电动机长期严重过载时，经过一定延时，热继电器的常闭触点断开，常开触点闭合。其常闭触点与接触器的线圈串联，过载时接触器线圈断电，电机停止运行，起到保护作用。

有的热继电器需要手动复位，即热继电器动作后要按一下它自带的复位按钮，其触点才会恢复原状，即常用开触点断开，常闭触点闭合。这种热继电器的常闭触点可以像图2那样接在PLC的输出回路，仍然与接触器的线圈串联，这种方案可以节约PCL的一个输入点。

有的热继电器有自动复位功能，即热继电器动作后电机停转，串接在主回路中的热继电器的热元件冷却，热继电器的触点自动恢复原状。如果这种热断电器的常闭触点仍然接在PLC的输出回路，电机停转后过一段时间会因热继电器的触点恢复原状而自动重新运转，可能会造成设备和人身事故。因此有自动复位功能的热继电器的常闭触点不能接在PLC的输出回路，必须将它的触点接在PLC的输入端（可接常开触点或常闭触点），用梯形图来实现电机的过载保护。如果用电子式电机过载保护器来代替热继电器，也应注意它的复位方式。

PLC程序编制中的梯形图与指令语句表联合使用举例介绍

 所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。PLC**常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且两者常常联合使用。

1） 梯形图（语言）

梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。

梯形图中常用        图形符号分别表示PLC编程元件的动合和动断触点；

用 （ ） 表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。触点和线圈等组成的独立电路称为网络，用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号，允许以网络为单位给梯形图加注释。

    梯形图的设计应注意到以下三点：

    ①梯形图按从左到右、自上而下地顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）起始于左母线，然后是触点的串、并联接，**后是线圈。

    ②梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是用来形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。

    ③输入寄存器用于接收外部输入信号，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入寄存器的触点，而不出现其线圈。输出寄存器则输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出寄存器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出寄存器的触点也可供内部编程使用。

2）指令语句表

    指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言易懂易学，若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。

下例为PLC实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法：

 

                      图1

PLC主要有哪些应用？

PLC经过不断地发展，一般都具有“开关I/0、模拟I/0、网络通信”功能；然而，工程师们只需要使用开关I/O、少量的模拟I/O、以及简单的编程技巧，就可开发出约80%的工业应用。

①(单机独立完成)开关量的采集与控制

如：电动机的启停、定时控制，电磁阀的开阀、关阀控制，仓库门的开门、关门控制，产品的计数控制，机械手、生产线、组合机床、电梯等设备的运行控制，等等。

②(单机独立完成)模拟量的采集与控制

如：温度、压力、流量等过程量的采集与PID控制，位移、速度等运动量的采集与控制。

③(与上位机连网)作为高级系统(如集散型控制系统DCS)现场端的采集器和控制器

1-n台PLC与上位机(工控机IPC、人机界面HMI等)连网通信，由上位机实现“集中管理”，由PLC实现“分散采集+分散控制”/或“集中采集+集中控制”。

1985年，国际电工委员会(IEC)对PLC作出如下定义：

可编程控制器PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻缉运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作指令，并通过数字、模拟式的输入、输出，控制各种类型的机械或生产过程；可编程控制器及其有关外围设备的设计，都要按照“易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则”进行。

由该定义可知：PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机。

20世纪60年代，汽车生产线的自控系统基本上由继电器控制装置构成。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期变短，因而继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，这不仅费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，希望用新的控制装置来取代继电器控制装置，并提出了以下10项招标指标：

①编程方便，现场可修改程序；

②维修方便，采用模块化结构；

③可靠性高于继电器控制装置；

④体积小于继电器控制装置；

⑤数据可直接送入起管理作用的(上位)计算机；

⑹成本可与继电器控制装置竟争；

⑺输入可以是交流115V(注：我们中国是AC220V)；

⑻输出为(交流115V，2A以上)，能直接驱动电磁阀、接触器等；

⑼在扩展时，原系统只需要进行很小的变更；

⑽用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。

1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出**台PLC，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工控装置，以其体积小、可变性好、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便等一系列优点，很快就在美国的许多行业里得到推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等行业。

这一新型的工控装置的出现，受到**上许多国家的高度重视。1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了他们的第1台PLC。1973年，西欧国家也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年始研制，到1977年开始应用于工控领域。

早期的PLC，一般称为“可编程逻辑控制器”(Programmable Logic Controller)。这时的PLC基本上是(硬)继电器控制装置的替代物，主要用于实现原先由继电器完成的顺序控制、定时、计数等功能。它在硬件上以“准计算机”的形式出现，在I/O接口电路上做了改进以适应工控现场要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，并采用磁芯存储器。另外，还采取了一些措施，以提高抗干扰能力。在软件编程上，采用类似于电气工程师所熟悉的继电器控制线路的方式——梯形图(Ladder)语言。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障显示、能重复使用等。其中PLC特有的编程语言——梯形图语言一直沿用至今。

20世纪70年代，微处理器的出现使PLC发生了巨变。美国、日本、德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的CPU(中央处理单元)，这样使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持原有的逻缉运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理、网络通信、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块，并扩大了存储器的容量，而且还提供一定数量的数据寄存器。

到了20世纪80年，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。早期的PLC一般采用8位的CPU，现在的PLC一般采用16位或32位的CPU。另外，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂还纷纷研制开发出专用的逻辑处理芯片，这就使得PLC的软、硬件功能有了巨变。

目前，**上约有200家PLC生产厂商，其中，美国的Rockwell、GE，德国的西门子(Siemens)，法国的施耐德(Schneider)，日本的三菱、欧姆龙(Omron)，他们掌控着全**80%以上的PLC市场份额，他们的系列产品从只有几十个点(I/O总点数)的微型PLC到有上万个点的巨型PLC，应有尽有。

经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，但尚未形成颇具规模的生产能力，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主，如：Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列，三菱的FX小系列、Q中大系列，0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。

值得一提的是，湖北黄石的科威自控公司(www.kwzk.com)的创新产品——“嵌入式PLC”。

小系统用户希望在数据处理上像DCS、可靠性上像PLC、价格上像单片机嵌入系统。嵌入式PLC正好满足用户的这些愿望。嵌入式PLC是指“将支持PLC(梯形图)编程语言的内核EasyCore以小板芯的形式”嵌入到特定的控制装置中，使该装置除了具有自身的专用功能之外，还具有PLC的基本功能；开发人员能够在该PLC编程语言平台上，轻而易举地设计出通用型PLC、客户型PLC、以及各种特型控制板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的自动化仪表技术、现场总线技术和10多年的自动化工程项目经验，在华中科技大学、武汉理工大学的协作下，经过3年多的努力攻关，首创成功的。由于嵌入式PLC的社会及经济价值十分巨大，2005年被列为国家攻关计划。迄今为止，科威公司的嵌入式PLC产品——通用型PLC、(按照客户要求定制的)客户型PLC、特型控制板，已在纺织机械、工业窑炉、塑料机械、印刷包装机械、食品机械、数控机床、恒压供水设备、环保设备等行业中成功应用，并且在窑炉自动化系统的应用中占有明显的技术优势。

长期以来，PLC始终是工业自动化的主角，并且与DCS(集散控制系统)及IPC(工控机)形成三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是IPC所带来的冲击。微型化、网络化、IPC化、开放性是PLC未来发展的主要方向。PLC依然前途无限。

继电器的结构和工作原理及其在电机控制中的应用举例

一、继电器的结构和工作原理

      图l-2a是继电器结构示意图，它主要由电磁线圈、铁心、触点和复位弹簧组成。继电器有两种不同的触点，在线圈断电时处于断开状态的触点称为常开触点(如图1-2中的触3，4)，处于闭合状态的触点称为常闭触点(如图1-2中的触点1，2)。

当线圈通电时，电磁铁产生磁力，吸引衔铁，使常闭触点断开，常开触点闭合。线圈电流消失后，复位弹簧使衔铁返回原来的位置，常开触点断开，常闭触点闭合。图l-2b是继电器的线圈、常开触点和常闭触点在电路图中的符号。一只继电器可能有若干对常开触点和常闭触点。在继电器电路图中，一般用相同的由字母、数字组成的文字符号(如KA2)来标注同一个继电器的线圈和触点。

二、接触器在电机控制中的应用

      图1—3是用交流接触器控制异步电动机的主电路、控制电路和有关的波形图。接触器的结构和工作原理与继电器的基本相同，区别仅在于继电器触点的额定电流较小，而接触器是用来控制大电流负载的，例如它可以控制额定电流为几十安至几千安的异步电动机。按下起动按钮SBl，它的常开触点接通，电流经过SBl的常开触点和停止按钮SB2、作过载保护用的热继电器FR的常闭触点，流过交流接触器KM的线圈，接触器的衔铁被吸合，使主电路中的3对常开触点闭合，异步电动机M的三相电源被接通，电动机开始运行，控制电路中接触器KM的辅助常开触点同时接通。放开起动按钮后，SBl的常开触点断开，电流经KM的辅助常开触点和SB2、FR的’常闭触点流过KM的线圈，电动机继续运行。KM的辅助常开触点实现的这种功能称为“自锁”或“自保持”，它使继电器电路具有类似于R-S触发器的记忆功能。

在电动机运行时按停止按钮SB2，它的常闭触点断开，使KM的线圈失电，KM的主触点断开，异步电动机的三相电源被切断，电动机停止运行i同时控制电路中KM的辅助常开触点断开。当停止按钮SB2被放开，其常闭触点闭合后，KM的线圈仍然失电，电动机继续保持停止运行状态。图1.3给出了有关信号的波形图，图中用高电平表示1状态(线圈通电、按钮被按下)，用低电平表示0状态(线圈断电、按钮被放开)。

    图1.3中的控制电路在继电器系统和PLC的梯形图中被大量使用，它被称为“起动-保持-停止”电路，或简称为“起保停”电路。

S7-200PLC功能指令概述

一般的逻辑控制系统用软继电器、定时器和计数器及基本指令就可以实现。利用功能指令可以开发出更复杂的控制系统，以致构成网络控制系统。这些功能指令实际上是厂商为满足各种客户的特殊需要而开发的通用子程序。功能指令的丰富程度及其合用的方便程度是衡量PLC性能的一个重要指标。

S7-200的功能指令很丰富，大致包括这几方面：算术与逻辑运算、传送、移位与循环移位、程序流控制、数据表处理、PID指令、数据格式变换、高速处理、通信以及实时时钟等。

    功能指令的助记符与汇编语言相似，略具计算机知识的人学习起来也不会有太大困难。但S7-200系列PLC功能指令毕竟太多，一般读者不必准确记忆其详尽用法，需要时可可查阅产品手册。

表4-20  四则运算指令

名称	指令格式 （语句表）	功能	操作数寻址范围
加法指令	+I IN1，OUT	两个16位带符号整数相加，得到一个16位带符号整数。 执行结果：IN1+OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1+IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是AIW和常数
	+D IN1，IN2	两个32位带符号整数相加，得到一个32位带符号整数。 执行结果：IN1+OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1+IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是HC和常数
	+R IN1，OUT	两个32位实数相加，得到一个32位实数。 执行结果：IN1+OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1+IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以常数
减法指令	-I IN1，OUT	两个16位带符号整数相减，得到一个16位带符号整数。 执行结果：OUT-IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1-IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是AIW和常数
	-D IN1，OUT	两个32位带符号整数相减，得到一个32位带符号整数。 执行结果：OUT-IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1-IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是HC和常数
	-R IN1，OUT	两个32位实数相加，得到一个32位实数。 执行结果：OUT-IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1-IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以常数
乘法指令	*I IN1，OUT	两个16位符号整数相乘，得到一个16整数。 执行结果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1*IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是AIW和常数
	MUL IN1，OUT	两个16位带符号整数相乘，得到一个32位带符号整数。 执行结果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1*IN2=OUT）	IN1，IN2：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，AIW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD和常数 OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD
	*D IN1，OUT	两个32位带符号整数相乘，得到一个32位带符号整数。 执行结果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1*IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是HC和常数
	*R IN1，OUT	两个32位实数相乘，得到一个32位实数。 执行结果：IN1*OUT=OUT（在LAD和FBD中为：IN1*IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是常数
除法指令	/I IN1，OUT	两个16位带符号整数相除，得到一个16位带符号整数商，不保留余数。 执行结果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1/IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW， T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是AIW和常数
	DIV IN1，OUT	两个16位带符号整数相除，得到一个32位结果，其中低16位为商，高16位为结果。 执行结果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1/IN2=OUT）	IN1，IN2：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，AIW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD和常数 OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD
	/D IN1，OUT	两个32位带符号整数相除，得到一个32位整数商，不保留余数。 执行结果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1/IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是HC和常数
	/R IN1，OUT	两个32位实数相除，得到一个32位实数商。 执行结果：OUT/IN1=OUT（在LAD和FBD中为：IN1/IN2=OUT）	IN1，IN2，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN1和IN2还可以是常数
数学函数指令	SQRT IN，OUT	把一个32位实数（IN）开平方，得到32位实数结果（OUT）	IN，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN还可以是常数
	LN IN，OUT	对一个32位实数（IN）取自然对数，得到32位实数结果（OUT）
	EXP IN，OUT	对一个32位实数（IN）取以e为底数的指数，得到32位实数结果（OUT）
	SIN IN，OUT	分别对一个32位实数弧度值（IN）取正弦、余弦、正切，得到32位实数结果（OUT）
	COS IN，OUT
	TAN IN，OUT
增减指令	INCB OUT	将字节无符号输入数加1 执行结果：OUT+1=OUT（在LAD和FBD中为：IN+1=OUT）	IN，OUT：VB，IB，QB，MB，SB，SMB，LB，AC，*VD，*AC，*LD IN还可以是常数
	DECB OUT	将字节无符号输入数减1 执行结果：OUT-1=OUT（在LAD和FBD中为：IN-1=OUT）
	INCW OUT	将字（16位）有符号输入数加1 执行结果：OUT+1=OUT（在LAD和FBD中为：IN+1=OUT）	IN，OUT：VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AC，*VD，*AC，*LD IN还可以是AIW和常数
	DECW OUT	将字（16位）有符号输入数减1 执行结果：OUT-1=OUT（在LAD和FBD中为：IN-1=OUT）
	INCD OUT	将双字（32位）有符号输入数加1 执行结果：OUT+1=OUT（在LAD和FBD中为：IN+1=OUT）	IN，OUT：VD，ID，QD，MD，SD，SMD，LD，AC，*VD，*AC，*LD IN还可以是HC和常数
	DECD OUT	将字（32位）有符号输入数减1 执行结果：OUT-1=OUT（在LAD和FBD中为：IN-1=OUT）

西门子STEP 7-Micro/WIN 32编程软件的安装与参数设置

1 系统要求

操作系统：Windows 95、Windows 98、Windows ME或 Windows 2000

计算机：IBM 486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，Windows 支持的鼠标。

通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用来将计算机与PLC连接。

2 软件安装

STEP 7-Micro/WIN 32编程软件在一张光盘上，用户可按以下步骤安装：

①将光盘插入光盘驱动器。

②系统自动进入安装向导，或单击“开始”按钮启动Windows 菜单。

③单击“运行”菜单。

④按照安装向导完成软件的安装。

⑤在安装结束时，会出现是否重新起动计算机选项 。

3 硬件连接

可以用PC/PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信。这是单主机与个人计算机的连接，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。

典型的单主机连接及CPU组态如下图所示。

4 参数设置

安装完软件并且设置连接好硬件之后，可以按下面的步骤核实默认的参数：

（1）在STEP 7-Micro/WIN 32运行时单击通信图标，或从菜单中选择View中选择选项Communications，则会出现一个通信对话框。

（2）在对话框中双击PC/PPI电缆的图标，将出现PG/PC接口的对话框。

（3）单击Properties按钮，将出现接口属性对话框，如图8.16所示。检查各参数的属性是否正确，其中通信波特率默认值为9600波特。