西門子可編程控制器CPU 1518TF-4 PN/DP

PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流

電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。 6 底板或機架 　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實

現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備 　　7.1 編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護*的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及

PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程

軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 　　7.2　人機界面：簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由

計算機（運行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機界面非常普及。 8　PLC的通信聯(lián)網(wǎng) 　　依靠*的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越

顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點說法。 　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整

體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點

西門子PLC的選型方法在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)

。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相

關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控

制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求

，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、

部設(shè)備特性等，后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 一、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算 I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴展 余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。 二、存儲器容量的估算 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，

因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之

后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上

模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。 三、控制功能的選擇 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 (一)運算功 簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復(fù)雜運算功

能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具

有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)

通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功

能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要

譯碼和編碼等運算。

(二)控制功能 控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此

(二)控制功能

控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此

，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高

PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。 (三)通信功能 大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。

西門子PLC控制性能優(yōu)異，在各行業(yè)機電控制中得到了十分廣泛的應(yīng)用。本書結(jié)合一系列實例，詳細介紹了基于西門子PLC的機械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方法與步驟，包括：控制系統(tǒng)的需求分析，選擇PLC機型，系統(tǒng)硬件設(shè)計，系統(tǒng)軟件設(shè)計等。全書共5章，第1章是概論，介紹西門子PLC的發(fā)展歷程及應(yīng)用情況；第2章與第4章分別介紹西門子S7-200系列與S7-300/400系列PLC的基礎(chǔ)知識；第3章與第5章分別是西門子S7-200系列PLC與西門子S7-300/400系列PLC機電控制實例詳解。     在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進行工作，歸納起來主要有以下幾個方面:1)接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，2)診斷電源，PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等，3)通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。     能適應(yīng)各種大小規(guī)模的工業(yè)自動化控制場合，被廣泛應(yīng)用在電力，冶金，化工，造紙，環(huán)保污水處理等行業(yè)中，PLC控制柜可完成設(shè)備自動化和過程自動化控制，

而對于從站，我們只需要把Modbus的標準地址和從站的地址對應(yīng)關(guān)系建立好就可以了，S7-200的從站與Modbus標準的對應(yīng)關(guān)系如從站右側(cè)表格所示。

表中左側(cè)是Modbus標準地址碼，其中1-128對應(yīng)于S7-200的Q0.0-Q15.7，10001-10128對應(yīng)于S7-200的I0.0-I15.7，30001-30032對應(yīng)于AIW0-AIW62，40001-4xxx對應(yīng)的是S7-200的保持寄存器（V區(qū)），它的范圍是T-T+2*(xxxx-1)，T表示的是V區(qū)的起始地址，這一點由Modbus從站的指令所決定的。Modbus的主站指令叫做MBUS_MSG，通過這條指令可以將Modbus的標準報文發(fā)給從站，例如在上圖例子當(dāng)中從站的*個字節(jié)是03，表示的是從站的地址，F(xiàn)C功能碼為03，表示的是讀取單個/多個保存寄存器，Modbus標準地址是40001，長度是10。隨著功能碼的不同，報文的格式會發(fā)生相應(yīng)的變化，具體的報文格式需要去參閱Modbus的通訊手冊。

從站的指令時MBUS _SLAVE，在接到主站發(fā)給它的報文后會根據(jù)報文的需求返回報文，比如在上圖例子中返回的格式是*個字節(jié)為從站的地址，第二個為功能碼，第三個是數(shù)據(jù)返回給主站，這樣就完成了一次Modbus通訊的請求與應(yīng)答的過程。

（2）Modbus庫文件的安裝和調(diào)用

如果想要應(yīng)用Modbus指令庫，那么首先需要到因特網(wǎng)上或者向西門子的客服人員申請名稱為'Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN' 的指令庫，將它解壓并且安裝到Micro WIN當(dāng)中就可以使用了，安裝后會在Micro WIN的庫文件當(dāng)中出現(xiàn)上圖標記的三個庫，其中Port0和Port1都可以做Modbus Master，而Slave只有Port0口可以做。

西門子可編程控制器CPU 1518TF-4 PN/DP

SIMATIC S7-300 和 SIMATICC7 與 PROFIBUS（12 Mbit/s，包括45.45 kbit/s）的連接

通訊服務(wù)：

編程器/OP 通訊

S7 通訊

開放式通訊 （SEND/RECEIVE）

PROFIBUS-FMS

使用 PROFIBUS，所以配置和編程都很簡單

易于集成至 S7-300 系統(tǒng)

通過 S7 布線，可以在網(wǎng)絡(luò)之間進行 PG/OP 通信

模塊切換，不帶 PG

Benefits

可通過 PROFIBUS FMS 方便地將 SIMATIC S7 集成到多供應(yīng)商自動化集團中

簡便組態(tài)和通訊處理器上的獨立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換大大降低了 PROFIBUS FMS 規(guī)范用戶的工作負荷

通過使用幾個通訊處理器而實現(xiàn)面向子過程的自動化解決方案設(shè)計

通過開放式通訊將 SIMATIC S7-300 集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中

通過在一個通訊處理器上同時使用不同通訊服務(wù)來實現(xiàn)通訊處理器的通用

Area of application

CP343-5 通信處理器是 PROFIBUS 總線系統(tǒng) SIMATIC S7-300 和 SIMATIC C7 所需的模塊。

它減輕了 CPU 的通信任務(wù)。

S7-300 使用通信模塊的通信選擇：

通過 PROFIBUS 與 PROFIBUS-FMS 工作站進行 FMS 通信

與編程部件、操作器接口系統(tǒng)的通信

與其他 SIMATIC S7 系統(tǒng)進行通信。

與 SIMATIC S5 可編程控制器的通信；

可運行的的 CP 數(shù)目取決于所使用的 CPU 的性能范圍和通信服務(wù)。

Design

CP 343-5 使 SIMATIC S7-300 系統(tǒng)設(shè)計擁有眾多優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)緊湊;

SIMATIC S7-300 SM 模塊的單個標準寬

如果在更換較早版本的模塊時因沒有間隙而無法校準相鄰模塊，則必須使用占位模塊

9 針 Sub-D 接口，用于與 PROFIBUS 的總線連接

4 針端子排，用于連接 24 V DC 外部電源

安裝簡單；

CP 343-5 安裝在 S7-300 DIN 導(dǎo)軌上，并經(jīng)過總線接頭連接到鄰近的模塊。對于 CP 343-5，允許模塊機架 0 至 3（通過 IM 360/361 連接）中的插槽 4 至 11

CP 343-5 可在擴展機架 （ER） 中與 IM 360/361 一起運行

方便用戶接線。

Sub-D插座和端子排便于操作

CP 343-5 可無風(fēng)扇運行。不需要后備電池或存儲器模塊。

Functions

CP 343-5 為用戶提供有關(guān) PROFIBUS 總線系統(tǒng)的各種不同的通信服務(wù)：

編程器/OP 通訊

S7 通訊 （編程器、操作面板及 S7 PLC）

開放式通訊 （SEND/RECEIVE）

PROFIBUS FMS （符合 IEC 61158/61784）

編程器/OP 通訊

編程器/OP通訊，連接到網(wǎng)絡(luò)的所有S7站都可以遠距編程。

S7路由

借助于路由，可以跨網(wǎng)絡(luò)使用編程設(shè)備通訊。

S7 通訊

S7 通信用于以下的耦合連接：

SIMATIC S7 自動化系統(tǒng)之間耦連（CP 343-5 僅服務(wù)器）

到操作員接口系統(tǒng)（OP）。

SIMATIC 505 和

至 PC，例如，帶有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613

無需進一步組態(tài)，即可與編程器和操作員面板進行通訊。另外，也可通過 CP 343-5 對中央控制器進行分布式編程和組態(tài)。

開放式通訊 （SEND/RECEIVE）

在 PROFIBUS 的第 2 層（FDL） 基礎(chǔ)（IEC 61158/61784）上， CP 343-5 為過程或現(xiàn)場通信提供簡單、*化接口。

該接口在 SIMATIC S5，SIMATIC S7，SIMATIC 505 和 PC 之間提供集成的、高性能通信。SEND/RECEIVE 不僅提供 SDA 服務(wù)（PLC/PLC 連接），而且還提供 SDN 服務(wù)（廣播、多點傳送）。

可能與下列自動化系統(tǒng)進行通信：

SIMATIC S7

帶 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 擴展型和基本型

SIMATIC S5

具有 S5-95U，帶 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 帶 CP 5431 FMS/DP

SIMATIC 505 具有 CP 5434-FMS

帶有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC

配有一個 FDL 接口的其他類型系統(tǒng)。

功能呼叫必須與 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必須集成到 STEP7 應(yīng)用程序。

PROFIBUS-FMS

PROFIBUS FMS，符合 PROFIBUS IEC 61158/61784，可通過各種 FMS 服務(wù)進行信息傳輸：

READ，WRITE；

用來讀取或?qū)懭雭碜杂谟脩舫绦颍ㄍㄟ^變量索引或變量名）的通訊方變量：

用于將自身變量值傳輸?shù)酵ㄓ嵎?。支持對變量值的部分訪問。通信通過非循環(huán)式連接（主站/主站，主站/從站裝置）、通過與從站激活的非循環(huán)連接以及循環(huán)式連接進行處理。

INFORMATION REPORT（信息報告）；

（報告）允許通過一臺 FMS 服務(wù)器進行變量的未確認傳輸。尤其是，對于廣播 FMS 連接的傳輸，常采用這種任務(wù)類型。