新型的SIMATICS7-1500控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新，大程度生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATICS7-1500无缝集成到TIA博途中，极大了工程组态的效率。

性能

没有快，只有更快！SIMATIC S7-1500卓越的性能极大缩短了响应时间，进而了控制并了性能。

处理速度

SIMATIC S7-1500 的处理速度更为**，极大缩短响应时间，进而了生产效率。

高速背板总线

新型的背板总线技术采用高波特率和传输协议，以实现的**处理。

通信

SIMATIC S7-1500带有多达3个PROFINET接口。

其中，两个端口具有相同的IP地址，适用于现场级通信；第三个端口具有的IP地址，可集成到公司网络中。

通过 PROFINET IRT，可定义响应时间并确保高度的设备性能。

集成 Web Server

无需亲临现场，即可通过Internet浏览器随时查看CPU状态。变量以图形化进行显示，同时用户还可以自定义网页，这些都极大地简化了信息的采集操作。

如何制作PLC接术文件

根据选定PLC的接术规格，设计和编制如下技术文件：

         （1）输入输出电路原理图。   

      （2）地址表。

   （3）PLC数据表。

      上述文件是制作PLC程序不可缺少的技术资料。梯形图中所用到的所有内部和外部、地址、名称、传输方向，与功能指令有关的设定数据，与有关的电气元件等都反映在这些文件中。编制文件的设计员除需要所用CNC装置和PLC控制器的技术性能外，还需要具备一定的电气设计知识。

 1．在电动机的控制线路中串入自耦变压器，使起动时定子绕组上自耦变压器的二次电压，起动完毕后切除自耦变压器，额定电压直接加于定子绕组，电动机进入全压正常工作。

2．工作

合上QS，按下2，KT、KM1线圈通电吸合，KT瞬时触头闭合实现自锁，KM1主触点闭合，电动机M取用自耦变压器二次电压减压起动。

KT延时时间到，延时断开常闭触点首先断开，KM1失电；延时闭合常开触点闭合，KM2得电，电动机直接接入电网全压运行，完成起动。

3．自耦变压器减压起动适用于起动较大容量的正常工作接成星形或三角形的电动机，起动转矩可以通过改变的位置改变，它的缺点是自耦变压器价格较贵，而且不允许起动。

开放式PLC的概念及设计

目前，国内用户选用的可编程控制器(PLC)仍以国外产品为主，造成这种局面的一个重要原因是欧、美、日等发达工业了高端PLC的核心技术，其硬技术对应用者来说完全是封闭的，使用者只能从应用的角度学习PLC，而不能参与PLC的[1-2]。近年来，IEC61131-3的颁布和实施为各PLC生产厂家提供了统一的准则，开放的高性能单片机技术的发展，为硬件提供了有效的基础[3]。在这样的背景下，研制开放的PLC无论对于科学研究还是促进PLC行业的发展都有积极的现实意义。

PLC是一种专用于工业控制的计算机，其硬件主要由处理器、存储器、输入/输出接口等组成[4]，其硬件结构如图1所示。

1 开放式可编程控制器

开放式PLC硬件结构采用CPU+模块+接口构成，各个接口都按设计，大大了PLC的开放性，使其能方便地与大连接。编程语言遵循IEC61131-3，并将基于PC的编程作为PLC编程工具。硬件部分采用高性能51内核处理器STC89C51，其为模块化设计，采用滤波、隔离电路，以成本。主要电路有：微控制器STC89C51RC、开关量输入电路、继电器输出电路、晶体管输出电路、RS232通信接口电路、电源电路、时钟复位电路和U通信接口电路等，PLC硬件框图如图2所示，采用Borland公司集成C++ Builder，通过集成平台对51内核处理器指令集进行解释、编译，使梯形图语言转换为能被51内核处理器识别的代码。

2 硬件设计

可编程控制器单片机部分电路图如图3所示。

U通信部分选择Philips公司的PDIUD12[5]芯片作为的U接口器件，片内集成了高性能U接口电路、SIE、FIFO存储器、收发器以及电压器等，可与任何外部控制器或微处理器实现高速并行通信，其速率为2 Mb/s，完全能够设计所要求的数据传输速度。U通信接口模块电路如图4所示。

3 设计

结构如图5所示。图中，编辑模块为用户提供编辑，接收用户的梯形图程序输入，并将其存储为相应的文件。梯形图语言为一种图形语言，要直接对其进行编译十分困难，因此并不是直接对梯形图程序进行编译，而是先将其翻译成指令语言的文本形式，再对指令语言进行编译。图形语言编译问题的解决，了代码的利用率[6-7]。通过提取数据结构中的数据，形成C语言程序文件，经过C51编译器、连接器、转换器的编译、连接、转换，生成能够在PLC硬件上运行的可执行文件。

3.1 用户界面

PLC用户界面是实现可编程人机交互的重要部分，它以梯形图语言的形式录入用户控制程序，以二进制形式通过串口下载到PLC硬件，其梯形图表示的用户编程区如图6所示。

PLC在进行逻辑运算之前，必须对外部进行采样[8]，若要实现指令的功能，首先要设置外部I/O在梯形图中的地址，才能够对用户程序中所使用的I/O地址与单片机的引脚地址相匹配。本设计在I/O设置对话框底层设计了如表1所示的数据处理函数。

3.2 U通信

PDIUD12的固件设计成完全的中断驱动，当CPU处理前台任务时，U的传输可在后台进行；后台中断服务程序和前台主程序循环之间的数据交换可以通过事件标志和数据缓冲区来实现。当PDIUD12从U收到一个数据包，即对CPU产生一个中断请求，CPU立刻响应中断。在中断服务程序中，固件将数据包从PDIUD12内部缓冲区移到循环数据缓冲区，并将PDIUD12的内部缓冲区清零，以便接收新的数据包，使CPU可以继续执行当前的前台任务直到完成。本文利用PDIUD12的端点1进行命令的传输和应答，端点1每次接收计算机发送过来的8 B指令，其指令格式如表2所示。例如，接收到十六进制码52 01 00 03 00 07 00 50，表示读24C01器件从03字节开始的7个字节的数据。52H为R的ASCII码，57H为W的ASCII码。端点2用于数据的传输。

本文在了解PLC国内外研究状况以及其市场需求的基础上，提出了研发开放式PLC的概念，完成了PLC集成的C51模块实现方案的设计，将U通信引入PLC领域，所设计的梯形图编辑器提供了梯形图编辑平台，实现了PLC的基本逻辑指令，完成计算机与控制器的U通信。

PLC指令表编程语言介绍和举例

指令表编程语言类似于计算机中的助记符汇编语言，它是可编程控制器基础的编程语言。所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能，具体指令的说明将在后面的相关内容中作详细的介绍。指令表示例如图1所示。

 数控机床所用PLC的指令必须数控机床信息处理和控制的特殊要求。例如由NC输出的M、S、T二进制代码的译码（DEC），机械运动状态或液压状态的延时（TMR）确认，加工零件的计数（CTR），刀库、分度工作台沿短路径和现在位置至目标位置步数的计算（ROT），换刀时数据检索（DSCH）等。对于上述的译码、定时、计数、短路径选择，以及比较、检索、转移、代码转换、四则运算、信息显示等控制功能，仅用一位操作的基本指令编程，实现起来将会十分困难。因此要一些具有专门控制功能的指令，这些专门指令就是功能指令。功能指令都是一些子程序，应用功能指令就是调用了相应的子程序。  

 表1列出了35种功能指令和处理内容。

表1  功能指令和处理内容

PLC现场安装的注意事项的安装步骤

    到了现场后，进行安装前，需要考虑安装是否PLC的使用要求，这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC，不都能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光直接照的地方，温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。

         如果必须要在上面的使用，则要为PLC制作的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外极低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的集成商将会为客户提供相应的供应和设计。

         在使用控制箱时，在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项：控制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与控制线是否分离配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后扩充使用。

         除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。

          首先比较重要的是静电的隔离。静电是无形的，但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话，只不过是轻微的，但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。

         要避免静电的冲击有下列三种：在进行或更换组件时，请先接地的金属，以去除身上的静电；不要电路板上的接头或是IC接脚；电子组件不使用时，请用有隔离静电的包装物，将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个的婴儿，而那些静电会这个婴儿死亡，你就会更容易以正确的态度对待这个问题了。

         基座安装（RACK）时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后，要依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前，必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会一系列的问题，静电、浪涌、外，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此，不少不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有系上保护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就相当于给PLC系上保护缆绳。

          在I/O模块安装时，须注意如下事项：I/O模块机架上的槽位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块；I/O模块在机架上的导槽时，务必插到底，以确保各点是紧密结合的；模块固定螺丝务必锁紧；接线端子排后，其上下螺丝必须旋紧。由于现场的变压器、电机等影响，多少会有振动，如果这些螺丝钉松动了，会模块从机架中松开。