西門子6ES7241-1CH32-0XB0

工作原理

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執(zhí)行

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

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• 可編程控制器是由現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的，可編程序控制器的分 西門子PLCS7-200系列 西門子PLCS7-200系列 類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。 一般來說可以從三個角度對可編程序控制器進行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點去分類。 控制規(guī)模 可以分為大型機、中型機和小型機。

  西門子PLCS7-300系列 西門子PLCS7-300系列 小型機：小型機的控制點一般在256點之內(nèi)，適合于單機控制或小型系統(tǒng)的控制。 西門子小型機有S7-200：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量248點；模擬量35路 。 中型機:中型機的控制點一般不大于2048點,可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監(jiān)控，它適合中型或大型控制系統(tǒng)。 西門子中型機有S7-300：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量1024點；模擬量128路 ；網(wǎng)絡PROFIBUS；工業(yè)以太網(wǎng)；MPI。

  大型機：大型機的控制點一般大于2048點,不僅能完成較復雜的算術運 西門子PLCS7-400系列 西門子PLCS7-400系列 算還能進行復雜的矩陣運算。它不僅可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監(jiān)控。 西門子大型機有S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字； 存貯器512k ；I/O點12672；

  指令執(zhí)行時間低可達0.01 μs，為中低端性能設備開創(chuàng)了全新的應用方案。通過全局數(shù)據(jù)通信 (GD) 實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的 CPU 之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。SIMATIC HMI 產(chǎn)品 WinCC flexible 和 WinCC 對所有 SIMATIC WinAC 的所有數(shù)據(jù)和功能具有*的訪問能力，這符合對全集成自動化的要求。它們可以和 SIMATIC WinAC 運行在同一個本地 PC 上，也可以通過系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡從遠端進行工作。（9）在擴展時，原有系統(tǒng)只需要很小的變更；　　使用子程序可以將程序分成容易管理的小塊，使程序結(jié)構(gòu)簡單清晰，易于查錯和維護。如程序中只引用參數(shù)和局部變量，可以將子程序移植到其他項目。為了移植子程序，應避免使用全局符號和變量，如I、Q、M、SM、Al、AQ、V、T、C、S、AC等存儲器中的地址。SIRIUS 產(chǎn)品系列包含負載的分斷、保護和起動所需的所有產(chǎn)品。用于監(jiān)視、控制、檢測、命令及信號發(fā)送的產(chǎn)品使得這一工業(yè)控制產(chǎn)品系列變得更加完整。“目前，雙星是二家將APS運用到實際生產(chǎn)中的輪胎企業(yè)，是真真正正走在了。用于點到點通信和總線連接的通信模塊執(zhí)行器電阻過高PLC的用戶也可基于DOS或WINDOWS平臺開發(fā)用于PLC控制系統(tǒng)的應用軟件，以提高PLC系統(tǒng)自動化及智能化水平。這方面的軟件已日益受到重視?！　≡诔绦蚓庉嬈鞔翱谥酗@示狀態(tài)數(shù)據(jù)：當前西門子PLC數(shù)據(jù)值會顯示在引用該數(shù)據(jù)的STL語句或LAD/FBD圖形旁邊。LAD圖形也顯示功率流基于 PC 的機器數(shù)據(jù)采集功能，優(yōu)化了農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)。plc結(jié)構(gòu)西門子中國新總部大樓通過質(zhì)量信息，直接在用戶程序中進行簡單快速的診斷：基本型控制器是適合中低端應用的智能控制器。包括標準型和安全型。通過其集成輸入和輸出以及工藝功能，可實現(xiàn)高性價比的緊湊解決方案。使用基本型控制器，可通過集成和可選通信接口，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)簡便的靈活解決方案。

  我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較的PLC生產(chǎn)廠家。

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• 可以預期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。（1） PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設計。PLC供電電源一般為AC85—240V，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1:1隔離變壓器等）;隔離變壓器也可以采用雙隔離技術，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。 　　2.電源機架、CPU主板都只能在主電源切斷時取下。微型箱式 PC SIMATIC IPC227D 和小型箱式 PC SIMATIC IPC427C/427D 或　　程序狀態(tài)故障安全和高可用性自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下，冗余控制部分將發(fā)揮作用，繼續(xù)控制生產(chǎn)過程。通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設備相關的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換） 3．輸出處理 連接和控制部件易于接觸，并由前蓋板提供保護一個系統(tǒng)包含下列組件：通過 CP 443-x 通信處理器，可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。SIMATIC S7-400（使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）　　二是PLC向高性能小型化方向發(fā)展。PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越小。比如三菱的FX-1S系列PLC，小的機種，體積僅為60×90×75mm，相當于一個繼電器，但卻具有高速計數(shù)、斜坡、交替輸出及16位四則運算等能力，還具有可調(diào)電位器時間設定功能。PLC已不再是早期那種只能進行開關量邏輯運算的產(chǎn)品了，而是具有越來越強的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計算機上才能具有的高級處理能力，如浮點數(shù)運算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、定位、步進驅(qū)動、報表統(tǒng)計等。從這種意義上說，PLC系統(tǒng)與DCS（集散控制系統(tǒng)）的差別已經(jīng)越來越小了，用PLC同樣可以構(gòu)成一個過程控制系統(tǒng)。 技術規(guī)范　　當一個元素被放入網(wǎng)絡中時，F(xiàn)BD編輯器自動將元素的邏輯流輸入與左側(cè)的任何邏輯流指示器連接。在右側(cè)的網(wǎng)絡中。邏輯流的自動擴充并非無條件。上面的個例子顯示水平行未擴充至帶有“立即”設置的邏輯流輸出?！　★@示所有硫化罐的基本工作狀態(tài)信息，如內(nèi)外腔壓力、內(nèi)外腔溫度以及硫化時間等。　　目前在DCS系統(tǒng)中，一般使用兩類通信手段，即同步的和異步的，同步通信依靠一個時鐘來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸和接收，異步網(wǎng)絡采用沒有時鐘的報告系統(tǒng)。

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• 設計

  SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、能的功能強大的 PLC，具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風扇的設計。
• S7-400H：
  采用設計的容錯自動化系統(tǒng)，適用于故障安全型應用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余設計的故障安全自動化系統(tǒng)，也具備高可用性。

• S7-400

  S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。

  系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊 (PS)：
  用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。
• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 的不同 CPU 個 PROFINET IO 設備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計算模式下，多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應時間，可實現(xiàn)較短機器循環(huán)時間。
• 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)
• 通信處理器 (CP)，例如，用于總線連接和端到點連接
• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務的專業(yè)模塊。
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