西門子6ES7414-3EM05-0AB0

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數(shù)字，模擬，特定的或通訊的-由五個(gè)不同的CPU提供了基本功能的擴(kuò)展可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立模塊的可擴(kuò)展性。編程是基于易于使用的工程軟件STEP7 Micro / WIN的。因此，在SIMATIC S7- 200微型PLC是在微型自動(dòng)化領(lǐng)域的可靠，快速，靈活的控制器。

概述
S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價(jià)格比。

S7-200 性能*，久經(jīng)考驗(yàn)，適合于工業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用：

結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處任何應(yīng)用的理想選擇

在所有CPU型號(hào)中的基本和高級(jí)功能，

大容量程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

杰出的實(shí)時(shí)響應(yīng)－在任何時(shí)候均可對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行*控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性

易于使用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和專家的理想選擇

集成的 R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用

極其快速和精確的操作順序和過(guò)程控制

通過(guò)時(shí)間中斷完整控制對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的流程

西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域能夠提供的自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及工業(yè)軟件，能夠滿足生產(chǎn)企業(yè)的所有需求，涵蓋整個(gè)價(jià)值鏈——從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，到產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。同時(shí)，還能針對(duì)客戶*的市場(chǎng)和需求，提供專門的綜合定制服務(wù)，以使客戶獲益化。通過(guò)采用*的軟件和自動(dòng)化技術(shù)，能夠縮短產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)間高達(dá)50%，同時(shí)大幅降低生產(chǎn)企業(yè)的能源和污水處理成本。因此，憑借其節(jié)能產(chǎn)品和解決方案，西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域能夠大大提高客戶的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并為環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出重要貢獻(xiàn)。

利用數(shù)字接口，西門子DesigoCC樓宇和能源管理平臺(tái)將不同領(lǐng)域（如暖通空調(diào)、安防、消防等）的數(shù)據(jù)集成在一個(gè)用戶界面內(nèi)。這使得集中管理、控制和分析整個(gè)樓宇成為可能，使樓宇運(yùn)營(yíng)更加經(jīng)濟(jì)、安全、節(jié)能和高效。

1 處理單元

處理器單元即CPU，一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。CPU 通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲(chǔ)存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入傳送到CPU，CPU執(zhí)行用戶程序并將運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出單元，用以驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個(gè)方面：

·運(yùn)算速度：不同的控制對(duì)控制的響應(yīng)速度需求不同，對(duì)于要求響應(yīng)時(shí)間較快的，則要求CPU的運(yùn)算速度快，并盡快地將運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出單元。

運(yùn)算速度性能指標(biāo)可參考CPU指令執(zhí)行時(shí)間。

·工作存儲(chǔ)器：根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估需要的工作存儲(chǔ)器大小，考慮適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/span>

·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來(lái)描述其允許訪問(wèn)輸入輸出的能力，8個(gè)1量通道占用1個(gè)字節(jié)地址空間，1個(gè)模擬量通道占用2字節(jié)地址空間。在具體選型時(shí)還需要根據(jù)實(shí)際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊大數(shù)量。

·集成的通信接口：CPU通過(guò)通信接口進(jìn)行編程組態(tài)，還可與人機(jī)界面、其他PLC、分布式I/O等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據(jù)通信對(duì)象（通信對(duì)象可以為編程設(shè)備、儀表、HMI、其他PLC等等）支持的電氣接口以及所使用的通信協(xié)議選擇集成通信接口。

2 儲(chǔ)存器

PLC 的存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)器，裝載存儲(chǔ)器和工作存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器用于存放 PLC 的程序和內(nèi)部寄存器， 裝載存儲(chǔ)器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存工作存儲(chǔ)器中執(zhí)行。裝載存儲(chǔ)器通常為MC卡，支持外部擴(kuò)展，而工作存儲(chǔ)器是集成在CPU中并且無(wú)法擴(kuò)展的，在選擇CPU時(shí)需根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估可能使用的工作存儲(chǔ)器大小并留有適當(dāng)余量。選擇裝載存儲(chǔ)器通常只需選擇不小于工作存儲(chǔ)器大小的存儲(chǔ)卡即可。

3 通信接口

通信接口的功能是通過(guò)這些通信接口可以和器、 打印機(jī)、 其他的 PLC 或是計(jì)算機(jī)相連， 從而實(shí)現(xiàn)“PLC與機(jī)”或“PLC與PLC”之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內(nèi)部總線與CPU通信，也可以使用單獨(dú)的通信接口模塊通過(guò)外部總線與CPU通信。通信接口的選擇1確定通信對(duì)象接口的電氣例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協(xié)議，常見(jiàn)的例如PROFINET，PROFIBUS總線協(xié)議，通過(guò)PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的輸入輸出單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使PLC規(guī)模更易于擴(kuò)充。

4 輸入輸出單元（I/O）

輸入單元的作用是將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的輸入 CPU，根據(jù)類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行元件的，以便控制器線圈等電器的通、斷電。

輸入輸出單元主要分為模擬量輸入模塊，模擬量輸出模塊、1量輸入模塊和1量輸出模塊。模擬量輸入模塊測(cè)量電流、電壓、電阻、熱電偶等連續(xù)，模擬量輸出模塊輸出電流、電壓驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器，模擬量輸入輸出模塊需考慮處理的分辨率，響應(yīng)時(shí)間以及測(cè)量范圍。1量輸入模塊應(yīng)考慮電平、傳輸距離、隔離、供電，響應(yīng)時(shí)間等應(yīng)用要求。1量輸出模塊應(yīng)考慮不同的負(fù)載對(duì)PLC的輸出的要求。

繼電器輸出模塊具有使用電壓范圍廣、導(dǎo)通壓降小、有隔離作用等許多優(yōu)點(diǎn)，但響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，所以不的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型模塊；而通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型模塊，而不應(yīng)選用繼電器輸出型模塊。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。

此外還有一些智能式輸入輸出模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、凸輪模擬模塊、單回路或多回路的PID模塊等。一般智能式模塊本帶有處理器，可對(duì)輸入或輸出作預(yù)先規(guī)定的處理．并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可PLC的處理速度并節(jié)省存儲(chǔ)器的容量。

5 擴(kuò)展接口

PLC 的擴(kuò)展接口的作用是將擴(kuò)展單元與基本單元相連，可簡(jiǎn)單的擴(kuò)充 PLC規(guī)模，在早期可小中型PLC控制的需要，隨著PLC規(guī)模不斷的擴(kuò)大以及總線技術(shù)的發(fā)展，使用分布式I/O來(lái)擴(kuò)展PLC已經(jīng)越來(lái)越普及，擴(kuò)展接口已經(jīng)很少使用。

6 電源

PLC 一般使用 220V交流電源或 24V 直流電源，通過(guò)內(nèi)部開(kāi)關(guān)電源為 PLC 的處理器、接口單元、輸入輸出單元等電路提供 5V、12V、24V 直流電源，使PLC 能正常工作。選擇電源時(shí)需要計(jì)算每個(gè)模塊的電流消耗，包括CPU、接口模塊、輸入模塊、輸出模塊以及外部負(fù)載等等。在制造商提供的產(chǎn)品手冊(cè)中能查到各種部件的電流或功率消耗值。

PLC選型中不僅需要考慮以上幾個(gè)部分的性能，還需考慮PLC的安裝。在特定的下需要選擇特殊系列的PLC，例如戶外使用時(shí)可能需要的防護(hù)等級(jí)為IP67，溫度小于0℃的需要選擇寬溫型的PLC。

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試設(shè)計(jì)一個(gè)照明燈的控制程序。當(dāng)接在I0.0上的聲控開(kāi)關(guān)感應(yīng)到聲音信號(hào)后，接在Q0.0上的照明燈可發(fā)光30S。如果在這段時(shí)間內(nèi)聲控開(kāi)關(guān)又感應(yīng)到聲音信號(hào)，則時(shí)間間隔從頭開(kāi)始。這樣可確保后一次感應(yīng)到聲音信號(hào)后，燈光可維持30S的照明。

答案：參考梯形圖

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一些任務(wù)是間歇性的，但他們需要知道操作的后狀態(tài)。這是一種典型的操作。要記住的是，什么構(gòu)成一個(gè)模式?程序是怎樣分配使得它滿足兩個(gè)要求?使用ALT指令能處理一種簡(jiǎn)單的這個(gè)/那個(gè)的情況。

這種編程形式在很多情況中可以見(jiàn)到。不過(guò)經(jīng)常地，使用都略有不同。在某一場(chǎng)合中，一臺(tái)機(jī)器可能被起動(dòng);在另一場(chǎng)合中，一個(gè)排氣扇可能在循環(huán)與排氣間轉(zhuǎn)換。不同情況下，問(wèn)題的初始表現(xiàn)并不能讓人想起相同的解決方法。

對(duì)于本節(jié)的例子黑板擦來(lái)說(shuō)，也是奴此。編程者的初始反應(yīng)是它與起動(dòng)一臺(tái)機(jī)器或改變一個(gè)模式不一樣。然而，如果忽略實(shí)際應(yīng)用，只研究對(duì)象運(yùn)行所要求的事件或序列，那么在這些不同的應(yīng)用中能提取出相似之處。

這個(gè)目的不能獨(dú)立地達(dá)到，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題確實(shí)訪礙某些理想操作的發(fā)生。要記住的是，觀察一個(gè)問(wèn)題的方法不止一種，這個(gè)非常短小精悍的擦黑板程序就是其中一種方法。

二、RS485串口通訊 第三方設(shè)備大部分支持，西門子S7 PLC可以通過(guò)選擇自由口通信模式控制串口通信。簡(jiǎn)單的情況是只用發(fā)送指令（XMT）向打印機(jī)或者變頻器等第三方設(shè)備發(fā)送信息。不管任何情況，都必須通過(guò)S7 PLC編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)。 當(dāng)選擇了自由口模式，用戶可以通過(guò)發(fā)送指令（XMT）、接收指令（RCV）、發(fā)送中斷、接收中斷來(lái)控制通信口的操作。

PLC執(zhí)行程序的過(guò)程分為哪三個(gè)階段？

 PLC執(zhí)行程序的過(guò)程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過(guò)程:

    （1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號(hào)，并將各輸入狀態(tài)存入對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲(chǔ)器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個(gè)掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號(hào)刷新。可見(jiàn)，PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)，不直接使用現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而使用本次采樣時(shí)輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則可能造成信號(hào)的丟失。

   （2）程序執(zhí)行階段。在執(zhí)行用戶程序過(guò)程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來(lái)說(shuō)，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個(gè)執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過(guò)程中，當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對(duì)輸出映像寄存器來(lái)說(shuō)，每一個(gè)元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。

    （3）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運(yùn)算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過(guò)輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點(diǎn)閉合，經(jīng)過(guò)輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個(gè)掃描周期。

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PLC步進(jìn)順控的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫(huà)法簡(jiǎn)介

1．步進(jìn)順控概述：

一個(gè)控制過(guò)程可以分為若干個(gè)階段，這些階段稱為狀態(tài)或者步。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔。當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時(shí)，就實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)移只有一種流向的稱作單流程順控結(jié)構(gòu)。

2．FX系列PLC的狀態(tài)元件

   每一個(gè)狀態(tài)或者步用一個(gè)狀態(tài)元件表示，S0為初始步，也稱為準(zhǔn)備步，表示初始準(zhǔn)備是否到位。其它為工作步。

狀態(tài)元件是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，是可編程控制器的軟元件之一。 FX2N 共有 1000個(gè)狀態(tài)元件，其分類、編號(hào)、數(shù)量及用途如表1所示。

表1 FX2N的狀態(tài)元件

　　由于接收塊只能識(shí)別數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符，無(wú)論哪個(gè)CPU發(fā)送的數(shù)據(jù)都要調(diào)用SFC69來(lái)釋放連接。無(wú)組態(tài)單向通行方式時(shí)：只有在一方編寫(xiě)程序，如客戶機(jī)與服務(wù)器之間的訪問(wèn)模式。只要在客戶機(jī)編寫(xiě)程序即可，無(wú)需在服務(wù)器編寫(xiě)程序。
　　因此客戶機(jī)只要調(diào)用SFC通行塊就可訪問(wèn)服務(wù)器。組態(tài)連接通訊方式：它適用于S7-300/400或S7-400/400之間的通訊，而S7-300/400通訊時(shí)，S7-300只能用作服務(wù)器，此時(shí)S7-400作為客戶機(jī)對(duì)S7-300進(jìn)行讀寫(xiě)操作。