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上海隆彦自动化科技有限公司
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2：由于在客户之中有很多系统成套商和工程商，所以经常有系统投标或整体成套的项目，客户会对我们提出更高的要求，如系统配置、现场等，这就要求我们有更好的意识和技术水平，深入参与到实际的项目中，用我们的特长取得更好的业绩。
3:作为一家工程商和成套商，在自动化领域里我们不仅占领相当部分的市场，并且在许多领域里作出了杰出的业绩。具有独立承包项目，完成交钥匙工程的经验和能力。并且独立开发了铁路运输微机联锁控制系统和脱轨系统，在全国各地有一百多条线路成功的投入使用
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PLC的特点
1、通用性强、灵活性好、功能齐全 PLC是专为在工业环境下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明特点。通过选配相应的控制模块便可适用于各种不同的工业控制系统。同时，由于PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，当生产工艺改变或生产设备更新时，不必改变
1. 向高集成、高性能、高速度，大容量发展
微处理器技术、存储技术的发展十分迅猛，功能更强大，价格更便宜，研发的微处理器针对性更强。这为可编程序控制器的发展提供了良好的环境。大型可编程序控制器大多采用多CPU结构，不断地向高性能、高速度和大容量方向发展。
在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些可编程序控制器还具有模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。
2. 向普及化方向发展
由于微型可编程序控制器的价格便宜，体积小、重量轻、能耗低，很适合于单机自动化，它的外部接线简单，容易实现或组成控制系统等优点，在很多控制领域中得到广泛应用。
3. 向模块化、智能化发展
可编程序控制器采用模块化的结构，方便了使用和维护。智能I/O模块主要有模拟量I/O、高速计数输人、中断输入、机械运动控制、热电偶输入、热电阻输入、条形码阅读器、多路BCD码输人/输出、模糊控制器、PID回路控制、通信等模块。智能I/O模块本身就是一个小的微型计算机系统，有很强的信息处理能力和控制功能，有的模块甚至可以自成系统，单独工作。它们可以完成可编程序控制器的主CPU难以兼顾的功能，简化了某些控制领域的系统设计和编程，提高了可编程序控制器的适应性和可靠性。
4. 向软件化发展
编程软件可以对可编程序控制器控制系统的硬件组态，即设置硬件的结构和参数，例如设置各框架各个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通信接口的参数等。在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。可编程序控制器编程软件有调试和监控功能，可以在梯形图中显示触点的通断和线圈的通电情况，查找复杂电路的故障非常方便。历史数据可以存盘或打印，通过网络或Modem卡，还可以实现远程编程和传送。
个人计算机（PC）的价格便宜，有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交互的功能。目前已有多家厂商推出了在PC上运行的可实现可编程序控制器功能的软件包，如亚控公司的KingPLC。“软PLC"在很多方面比传统的“硬PLC"有优势，有的场合“软PLC"可能是理想的选择。
5. 向通信网络化发展
伴随科技发展，很多工业控制产品都加设了智能控制和通信功能，如变频器、软启动器等。可以和现代的可编程序控制器通信联网，实现更强大的控制功能。通过双绞线、同轴电缆或光纤联网，信息可以传送到几十公里远的地方，通过Modem和互联网可以与**上其他地方的计算机装置通信。
相当多的大中型控制系统都采用上位计算机加可编程序控制器的方案，通过串行通信接口或网络通信模块，实现上位计算机与可编程序控制器交换数据信息。组态软件引发的上位计算机编程革命，很容易实现两者的通信，降低了系统集成的难度，节约了大量的设计时间，提高了系统的可靠性。国际上比较**的组态软件有Intouch、Fix等，国内也涌现出了组态王、力控等一批组态软件。有的可编程序控制器厂商也推出了自己的组态软件，如西门子公司的WINCC。
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S7-300
-
模块化微型PLC系统，满足中、小规模的性能要求
-
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
-
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
-
方便用户和简易的无风扇设计
-
当控制任务增加时，可自由扩展
-
大量的集成功能使它功能非常强劲
信号模块是 SIMATIC S7-300 与过程相连的接口。
大量不同的数字量和模拟量模块可**提供每种任务所需的输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。
对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
另外，面向安全的应用中还可使用故障安全模块。
数字量输入/输出模块具有下列机械特性：
紧凑型设计
坚固的塑料机壳里包括：
-
绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
-
前连接器插座，通过前门保护
-
前门上的标签区。
-
连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。
安装方便
模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。
当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。
方便用户接线
装置单元通过连接器连接。当首次连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。
-----------------------------------------------------------------------------------------
S7-300是SIMATIC控制器中销售量**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。
数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。
模块化微型PLC系统，满足中、小规模的性能要求
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
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
方便用户和简易的无风扇设计
当控制任务增加时，可自由扩展
大量的集成功能使它功能非常强劲
信号模块是 SIMATIC S7-300 与过程相连的接口。
大量不同的数字量和模拟量模块可**提供每种任务所需的输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。
对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
另外，面向安全的应用中还可使用故障安全模块。
数字量输入/输出模块具有下列机械特性：
紧凑型设计
坚固的塑料机壳里包括：
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绿色 LED，用于指示输入/输出的信号状态
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前连接器插座，通过前门保护
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前门上的标签区。
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连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。
安装方便
模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。
当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。
方便用户接线
装置单元通过连接器连接。当首次连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。
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S7-300是SIMATIC控制器中销售量**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。
数字量输入/输出模块用于处理自动化系统中的数字量输入/输出任务。 可通过这些模块连接数字量传感器和执行器。
西门子2.2KW变频器6SE6420-2UC22-2BA1
S7-200PLC ASCII码与十六进制数之间的转换指令及其使用
ASCII码与十六进制数之间转换指令的格式和功能
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LAD |
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STL |
ATH IN，OUT，LEN |
HTA IN，OUT，LEN |
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操作数及数据类型 |
IN/ OUT： VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB。数据类型：字节 LEN：VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, 常量。数据类型：字节。**值为255 |
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功能及 说明 |
ASCII至HEX（ATH）指令将从IN开始的长度为LEN 的ASCII字符转换成十六进制数，放入从OUT开始的存储单元 |
HEX至ASCII （HTA）指令将从输入字节（IN）开始的长度为LEN的十六进制数转换成ASCII字符，放入从OUT开始的存储单元 |
|
ENO=0的错误条件 |
0006 间接地址， SM4.3 运行时间 ，0091 操作数范围超界 SM1.7 非法ASCII数值（**ATH） |
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PLC之家，www.PLC100.com
注意：合法的ASCII码对应的十六进制数包括30H到39H，41H到46H。如果在ATH指令的输入中包含非法的ASCII码，则终止转换操作，特殊内部标志位SM1.7置位为1。
数控系统改造中用西门子S7－300和S7-ET200B改造原S5-PLC
一重大连加氢反应器制造公司采用SIEMENS840D数控系统改造了一台数控龙门加工中心，改造后该机床不仅全部恢复了原设计要求，而且机床工作效率大大提高，充分体现了SIEMENS840D数控系统的高科技、高稳定性。
该数控龙门加工中心由德国WALDRICHCOBURG公司于1983年生产制造，机床为双龙门且可以单独控制操作，型号为20-10-600CNC。原机床共有X1轴、XA1轴(双龙门同步移动)、Y轴(滑板)、Z轴(滑枕)、W1轴、WA1轴(横梁同步移动)、S轴(主轴)、C轴(旋转工作台)、A 轴(附件轴)9个轴，配有12个附件头。原控制系统采用SIEMENS8MC数控控制系统，X轴使用旋转变压器做位置检测并配以机械同步传动杠来保证立柱移动的同步要求。其他控制轴采用感应同步器做位置检测元件，横梁移动采用直流电动机串联运行并配以机械同步传动杠来保持传动的同步，并在一侧设有交流微调电动机作为调整之用。机床传动全部采用模拟直流伺服系统控制。
机床技术规格和参数：
X轴行程:0--27000mm,速度:5--10000mm/min；
Y轴行程:0--8000mm,速度:5--6000mm/min；
Z轴行程:0--1000mm,速度:5--3000mm/min；
W轴行程:0--3900mm，速度:5-2000mm/min；
主轴具有定向功能,2个档位,一档转数为6～275r/min；二档转数为17～750r/min。
数控系统的改造
选用西门子840D数控系统改造原数控龙门铣床的SINUMERIK8MC数控系统。新系统包括“10.4"彩色TFT(OP031)显示器、 MMC103带硬盘。MMC软件版本为5.3版本,WINDOWS95操作系统,“3.5"软驱，R232标准通讯口。NCU为572.3系统，软件版本为840D的5.3版本。PLC采用S7-300输入/输出模块，同时利用840数控系统的PROFIBUS接口加装13个S7-ET200BPLC模块 (其中两块模拟输出模块)，建立4个远程控制分站。该接口数据传输速度为1.5Mbaudrate,远高于X122接口187.5Kbaudrate的传输速度,提高了数据传输速度。各分站之间采用西门子专用通讯电缆,与CPU进行数据通讯,这样即节省控制电缆使用数量,也降低了电气故障率。该机床还具有龙门轴功能及主-从功能(主要解决X1、XA1,W1、WA1同步运行)以及五轴联动功能,中文显示,标准的固定循环,具有840D标准的系统功能。
驱动系统及电动机的配置
选用了西门子611D数字伺服驱动系统及1FT6系列交流伺服电动机改造X1轴，XA1轴,Y轴，Z轴，W1轴，WA1轴,S轴，选用西门子611D数字模块进行控制。
PLC部分
选用西门子S7－300和S7-ET200B改造原S5-PLC。采用SIEMENS840D标准机床控制面板及用户操作面板实现机床的一些辅助动作和功能。
机床标准功能设置
首先通过根据原机床标准功能，自行设计电气原理图，并组织现场安装调试进行PLC、NC联机调试。
通过选用HEIDENHAIN直线光栅尺(LB382C)更换原Y轴、Z轴、W1轴、WA1轴测量系统。用HEIDENHAIN的增量编码器 (ROD485)更换原X轴位置编码器，主轴定向编码器。X轴同步功能利用2台增量编码器(ROD485)。利用840D的龙门轴功能实现X1轴、XA1 轴两台电动机的同步运行。W轴同步功能利用LB382C直线光栅尺(左右各安装一根直线光栅尺)。利用840D的龙门轴功能，实现W1轴、WA1轴2台电动机的同步运行，并在WA1侧设有微调电动机作为手动横梁水平调整之用。
主轴根据滑枕上安装的接近开关与附件铣头上安装的接近开关组合不同，通过PLC程序编制，可进行自动、手动安装附件铣头以及不同附件铣头不同功率限制，用以保护附件铣头不超功率进行工件切削。
机床数据配置
对于一台标准的数控龙门加工中心，根据机床实际工作需要作了以下机床数据配置。
X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S轴的NC参数配置；
X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S轴的驱动参数配置；
X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S轴的驱动优化；
X1,XA1,Y,Z,W1,WA1轴的螺距补偿。
通过PROFIBUS总线对机床上各个用户操作站进行硬件组态联机及设定。设顶用户报警信息及操作信息的编制和显示、附件头装卸的程序编制、840D控制系统标准功能的实现。
PLC控制程序的设计及联机调试
除了设计该机床正常工作所需各种功能的PLC程序外，针对于该数控龙门加工中心特殊功能，也作了以下PLC程序设计及调试。
利用两台增量编码器，X轴龙门轴同步功能的PLC程序设计及调试。利用两根LB382C直线光栅尺，W轴龙门轴同步功能的PLC程序设计及调试。W轴横梁自动、手动调平PLC程序设计及调试。主轴及附件铣头的功率限制的PLC程序设计及调试。
根据滑枕上安装的接近开关与附件铣头上安装的接近开关组合不同，各种附件铣头的自动识别及装卸的PLC程序设计及调试；刀具辅助铣头装卸故障时的手动紧急处理的PLC程序设计及调试；横梁前倾后倾的(扫刀装置)PLC程序设计及调试；对各个座标轴限位的PLC程序，各个坐标轴Reference程序设计及调试；根据机床要求的用户报警信息及操作信息的PLC程序设计及调试。
数控机床故障报警对机床操作者及维修技术人员，在操作和维修起很大作用，因此该机床故障报警划分级别设计为：机床紧急停止、相应及相关动作停止、报警提示延时后停止相应动作、报警提示。机床设计为自动检测主轴附件使用功率，在达到**设定负荷时产生报警信息,超过**设定负荷时停止相应进给动作。使用简单的中文语言对报警进行描述，并提供相关的故障诊断信息。为保护机床，报警后相应故障、诊断信息不经手动清除不得自动消除。上述信息在CNC显示器上进行中文显示设定。
床安全保护、操作互锁的PLC程序设计及调试。包括主轴换档的PLC程序设计及调试；各个用户操作站手动功能的PLC程序设计及调试,数控系统面板及扩展机床面板调试；其他辅助功能的PLC程序设计及调试。
通过配置SIEMENS840D数控系统，西门子611D数字伺服驱动系统及1FT6系列交流伺服电动机和选用西门子611D数字模块、S7-300数字量输入输出模块、ET200B模块等硬件。利用西门子专用TOOLBOX软件，进行PLC程序设计以及840D数控系统NC机床数据正确配置，一次调试成功，达到了原机床设计功能，在很短时间内试车成功，投入生产使用。同时，也使我们了解了SIEMENS840D数控系统优越性能，积累了数控机床设计和调试的经验。
图解法编程
图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。
(1) 梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，是**方便的一种编程方法。
(2) 逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点，便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序，直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手，则可以先画出逻辑流程图，再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。
(3) 时序流程图法：时序流程图法使首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，**后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
(4) 步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。
2. 经验法编程
经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况，对这些“试验程序”逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验，就需要日积月累，善于总结。
3. 计算机辅助设计编程
计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。
7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤
在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。
1. 对系统任务分块
分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。
2. 编制控制系统的逻辑关系图
从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。
3. 绘制各种电路图
绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。
4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试
在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，**不要整个程序完成后一起算总帐。
5. 制作控制台与控制柜
在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。
6. 现场调试
现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能**后实地测试和**后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求。
7. 编写技术文件并现场试运行
经过现场调试以后，控制电路和控制程序基本被确定了，整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件，包括整理电路图、PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。
STEP7-Mirco/WIN软件查看交叉引用功能使用
用下列方法打开“交叉引用”窗口：
2 2 菜单命令“检视”→“交叉引用”或单击浏览条中的“交叉引用”按钮。
单击 “交叉引用”窗口底部的标签，可以查看“交叉引用”表、“字节用法”表或“位用法”表。
1. “交叉引用”表
参看STEP-Mirco/WIN窗口组件
2. “字节用法”表
（1）用“字节用法”表查看程序中使用的字节以及在哪些内存区使用。在“字节用法”表中，b表示已经指定一个内存位；B表示已经指定一个内存字节；W表示已经指定一个字（16位）；D表示已经指定一个双字（32 位）；X用于计时器和计数器。如图24所示字节用法表显示相关程序使用下列内存位置：MB0中一个位；计数器C30；计时器T37。
图24所示 “字节用法”表
（2）用“字节用法”表检查重复赋值错误。如图25所示，双字要求四个字节，VB0行中应有4个相邻的D。字要求2个字节，VB0中应有2个相邻的W。MB10行存在相同的问题，此外在多个赋值语句中使用MB10.0。
图25 用“字节用法”表检查重复赋值错误举例
3. “位用法”表。
（1）用“位用法”表查看程序中已经使用的位，以及在哪些内存使用。如图26所示“位用法”表显示相关程序使用下列内存位置：字节IB0的位0、1、2、3、4、5和7；字节QB0的位0、1、2、3、4和 5；字节MB0的位1。
图26 “位用法”表
（2）用“位用法”表识别重复赋值错误。在正确的赋值程序中，字节中间不得有位值。如图27所示，BBBBBBBb无效，而BBBBBBBB则有效。相同的规定也适用于字赋值（应有16个相邻的位）和双字赋值（应有32个相邻的位）。
图27 用“位用法”表识别重复赋值错误举例
S7—200PLC系统主机（CPU）模块的外形和模块功能简介
S7—200系统CPU 22*系列PLC主机(CPU模块)的外形如图1所示。 S7—200CPU模块包括一个中央处理单元、存储器、电源以及数字I／O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序，以便对工业自动化控制任务或过程进行控制。输人部分从现场设备中采集信号，输出部分则输出控制信号，控制工业过程中的设备。
图1 CPU 22*系列PLC的CPU外形
从CPU模块的功能来看，SIMATICS7—200系列小型可编程序控制器发展至今，经历了两代：**代产品的CPU模块为CPU 21*，现已停产。第二代产品的CPU模块为CPU 22*，是在21世纪初投放市场的。其速度快，具有极强的通讯能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元。
(1)CPU 221 CPU 221具有6输入／4输出，共计10个点的I／O，无扩展能力，有6 KB程序和数据存储空间。还具有4个独立的30 kHz高速计数器，2路独立的20 kHz高速脉冲输出端，1个RS—485通讯／编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由通讯方式。非常适合于小点数的控制系统。
(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同点在于：它有8输人／6输出，共计14点I／O。可以带两个扩展模块，**多扩展8路模拟量和64个I／O，因此是更广泛的全功能控制器。
(3)CPU 224 它在CPU 222的基础上使主机的输入输出点数增为24点，有14输入／10输出，可以带7个扩展模块，**可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；存储容量也进一步增加，有内置时钟，还增加了一些数学指令和高速计数器的数量，具有较强的控制能力。
(4)CPU 226 这种模块在CPU 224的基础上功能又进一步增强，有24输入／16输出，主机输入和输出点数增到40点，**可扩展为248点数字量或35点模拟量；增加了通讯口的数量，通讯能力大大增强；它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。
现在西门子公司新推出了一种增强型的CPU 226XM，它在用户程序存储容量上扩大到8K字，其他指标和CPU 226相同。
每一款主机模块上都集成了24V直流电源，可以直接用于连接传感器和执行机构。利用EEPROM存储存储程序和配置信息。用户数据可通过主机的超级电容存储若干天，电池模块可选，可使数据的存储时间延长到200天。可以用普通输入端子捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号，利用中断输入，允许以极快的速度对信号的上升沿做出响应。速度为30 kHz的高速计数器可以编程，并具有复位输入端，多个独立的输入端，可同时用作加减计数，可以连接相应数量的相位差为90度的A／B相增量编码器。2路**可达20kHz的高频脉冲输出，可用以驱动步进电机和伺服电机以实现准确定位任务。可以用模块上的电位器来改变它对应的特殊寄存器中的数值，可以即时更改程序运行中的一些参数，如定时／计数器的设定值、过程量的控制参数等。实时时钟可用以对信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
PLC的软件组成
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PLC的软件由系统程序和用户程序组成。 系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。 PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，**的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。 PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图等。 以下简要介绍几种常见的PLC编程语言。 1.梯形图语言 梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似，继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用**广泛的PLC的编程语言，是PLC的**编程语言。 如图1所示是传统的电器控制线路图和PLC梯形图。
图1 电器控制线路图与梯形图 a） 电器控制线路图 b）PLC梯形图 从图中可看出，两种图基本表示思想是一致的，具体表达方式有一定区别。PLC的梯形图使用的是内部继电器，定时／计数器等，都是由软件来实现的，使用方便，修改灵活，是原电器控制线路硬接线无法比拟的。 2.语句表语言 这种编程语言是一种与汇编语言类似的助记符编程表达方式。在PLC应用中，经常采用简易编程器，而这种编程器中没有CRT屏幕显示，或没有较大的液晶屏幕显示。因此，就用一系列PLC操作命令组成的语句表将梯形图描述出来，再通过简易编程器输入到PLC中。虽然各个PLC生产厂家的语句表形式不尽相同，但基本功能相差无几。以下是与图1中梯形图对应的（FX系列PLC）语句表程序。 步序号 指令 数据 0 LD X1 1 OR Y0 2 ANI X2 3 OUT Y0 4 LD X3 5 OUT Y1 可以看出，语句是语句表程序的基本单元，每个语句和微机一样也由地址（步序号）、操作码（指令）和操作数（数据）三部分组成。 3.逻辑图语言 逻辑图是一种类似于数字逻辑电路结构的编程语言，由与门、或门、非门、定时器、计数器、触发器等逻辑符号组成。有数字电路基础的电气技术人员较容易掌握，如图2 所示。
图2 逻辑图语言编程 4.功能表图语言 功能表图语言（SFC语言）是一种较新的编程方法，又称状态转移图语言。它将一个完整的控制过程分为若干阶段，各阶段具有不同的动作，阶段间有一定的转换条件，转换条件满足就实现阶段转移，上一阶段动作结束，下一阶段动作开始。是用功能表图的方式来表达一个控制过程，对于顺序控制系统特别适用。 5.高级语言 随着PLC技术的发展，为了增强PLC的运算、数据处理及通信等功能，以上编程语言无法很好地满足要求。近年来推出的PLC，尤其是大型PLC，都可用高级语言，如BASIC语言、C语言、PASCAL语言等进行编程。采用高级语言后，用户可以像使用普通微型计算机一样操作PLC，使PLC的各种功能得到更好的发挥。 |
PLC国产厂商的发展机会及应对策略
我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。基于中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，使国产PLC早日成为中国PLC市场的主要参与者之一。
我们认为国产PLC厂商的发展机会在如下方面：
**，国内的制造业蓬勃发展以及城镇化推进所引发的大规模市政建设，为国产PLC的成长提供了肥沃的土壤；
第二，国内的开发工程师已经能掌握PLC的核心技术，在开发上不存在很多不可逾越的障碍；
第三，由于开发、制造成本的原因，国产的PLC比国外的PLC具有的成本优势，这是国外品牌短时间内无法达到的；
第四，国产PLC企业更了解国内的市场环境，更了解本土企业的需求，可以更贴近客户，并通过定制产品提供更有特色的方案，这也是国外的品牌短时间内无法做到的。
我们认为国产PLC厂商还应从如下方面努力：
**，贴近客户，充分了解客户需求，为客户提供有特色的方案，尽可能地为客户降低成本；
第二，严把质量关，保证产品的稳定性，赢得客户信任；
第三，通过培训、推广会等形式培养应用工程师群，让更多的人了解国产PLC、使用国产PLC、熟悉国产PLC；
第四，由于资金等方面的限制，可以先选取部分地区和部分行业作为重点推广区域，待稳定、发展之后再向全国推广。
