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 節 PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC
2、PLC的基本結構
PLC實質是一種于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示：
a. *處理單元(CPU)
*處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源
PLC的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術
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行上述三個階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。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。
(二) 用戶程序執行階段

EM 253是一個用于簡單定位任務的功能模塊（1軸）。可以將它連接到步進電機和伺服電機，通過高頻脈沖輸入從Micro Stepper連接到高性能伺服驅動器。

EM 253定位模塊以與擴展模塊相同的方式進行安裝，通過一體化連接電纜連接到S7 - 200擴展總線。

連接之后，從CPU自動讀出配置數據

該模塊具有以下特點：

• 用于來自過程信號的5位輸入

• 驅動器直接激活用24脈沖輸出（向前/向后或者速度/方向）

• 2控制輸出（DIS；CLR）。

• 12個狀態LED

稱重模塊SIWAREX MS

SIWAREX MS是一種多用途稱重模塊，用于各種簡單稱重和力測量任務。在SIMATIC S7-200自動化系統中可以很容易安裝地緊湊型模塊。可以在SIMATIC CPU中直接訪問實際重量的數據，無需任何額外接口。

• 使用65000件高分辨率和0.05％的準確度測量重量或者力

• 通過RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序簡便地調整規模

• 支持更換模塊，無需更新規模調整

• 針對在Ex 2區使用，通過Ex接口為1區供電的本質安全測壓元件

熱電偶模塊EM231（模擬模塊）

熱電偶模塊EM231是一個采用標準熱電偶和高精度溫度傳感器。在±80 mV范圍內也可能檢測到低電平模擬信號。熱電偶模塊EM231可以與CPU 222，224和226配套使用。

• 4個或者8個模擬輸入

• 不同的測量范圍：J，K，T，E，R，S和N型熱電偶；±80 mV的模擬信號采集

• 檢查開放線路

• 冷連接點的補償

• 溫度刻度：可以將測得的溫度規定為°C或者°F。

熱電阻模塊EM231 RTD（模擬模塊）

熱電阻模塊EM231是一個采用標準電阻溫度檢測器的高精度溫度傳感器。它們可以與CPU222，224和226配套使用。
熱電阻模塊應安裝在低溫度波動的位置處，從而確保zui高的準確度和可重復性。

• 兩個或四個溫度檢測器用模擬輸入

• 全部電阻溫度檢測器必須為相同類型

• 在墻或者DIN導軌上直接安裝

SIMATIC ET 200pro模塊化多功能化

SIMATIC ET 200pro 是一個高性能、小型化的堅固的 I/O 系統，防護等級IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安裝在機器上。通過其模塊化和以節省時間

SIMATIC ET 200pro 是一個高性能、小型化的堅固的 I/O 系統，防護等級IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安裝在機器上。通過其模塊化和以節省時間為導向的結構，可實現靈活、定制的分布式解決方案。
  ET 200pro 可與 PROFIBUS 或 PROFI-NET（一種用于公司范圍內自動化的開放式工業以太網標準）等相連。
  ET 200pro 所提供的廣泛診斷功能可以降低工廠的停產時間。
  標準模板具有模板診斷功能，可檢查編碼器電源或輸出的短路情況。
  高性能模板通過用于檢查短路和斷線情況的通道診斷，提供了更為精確的診斷功能。附加的過程中斷可用于6個數字量輸入通道。
  診斷報警通過 PROFIBUS 或 PROFI-NET 以普通文本的形式通過被發送到上位 PLC。
  ET 200pro 設計緊湊，可根據需要在不超過 1 米的長度上組合16個模板。可以在工作臺上用窄模板安裝導軌對 ET 200pro 站進行預組裝，然后將其作為一個裝置安裝到機器上。此外，也可以首先將緊湊型模板安裝導軌固定到位，然后再組裝操作站。

 只需將模板卡到模板擋板上，并將它們相互推合在一起。擴展模板分為總線模板、電子模板和連接模板三個部分：
  總線模板包含信號背板總線和可隨意設計的電源。
  電子模板決定功能，可在設備帶電的正常運行過程中更換（熱插拔）模板。因此，在發生故障時，站點也會保持正常工作。部件編碼可防止不經意插入錯誤的模板。
  帶獨立接線的連接模板在插入后可用兩個螺絲緊固。可以快速、輕松對預組裝電纜進行連接。
  安全型模板和高性能接口模板可用于安全要求*的自動化任務。這種擴展模板可在站中單獨使用，或與標準模板結合使用。
  通過使用安全型 SIMATIC S7-300F 和 S7-400F 控制器，可以不使用控制柜而高效完成安全要求高達 SIL 3 (EN 61508) 或 4 類 (EN 954-1) 的自動化任務。
  ET 200pro 和相關安全型 CPU 之間的安全通訊使用 PROFIsafe 行規并通過 PROFIBUS 或 PROFINET 來完成。
 8 通道電子模板可以通過 8 個 M12 或 4 個 M12 連接插孔組合。這樣您就可以選擇一對一或一對二 M12 插孔。因此，可以將大量不同類型的傳感器和執行器連接到電子模板，而無需使用 Y 型連接器或 Y 型導線等額外附件。這不僅可減少接線，而且還可降低附件和部件庫存成本。

SIMATIC ET 200S

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實現開環、閉環控制、數據采集、通訊等功能

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自動)、JOG(手動)、示教（TEACHIN） 手動輸入運行（MDA） ，自動方式：程序的自動運行，加工程序中斷后，從斷點恢復運行；可進行進給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運轉。

輪廓和補償

840D可根據用戶程序進行輪廓的沖突檢測、刀具半徑補償的進入和退出策略及交點計算、刀具長度補償、螺距誤差補償棚測量系統誤差補償、反向間隙補償、過象限誤差補償等。

安全保護功能

數控系統可通過預先設黃軟極限開關的方法．進行工作區域的限制及程序執行中的進給減速，同時還可以對主鈾的運行進行監控。

NC編程

840D系統的NC編程符合DIN 66025標準(德國工業標準)，具有高級語言編程特色的程序編輯器，可進行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時進行，系統具備1．5兆字節的用戶內存，用于零件程序、刀具偏置、補償的存儲。

PLC編程

840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎，PLC程序和數據內存可擴展到288KB，u／o模塊可擴展副2048個輸入／輸出點、PLC程序能以*的采樣速率監視數據輸入，向數控機床發送運動停止／起動等指令。

操作部分硬件

840D系統提供了標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在WINOOWs98／2000下開發自定義的界面。此外，2個通用接過RS232可使主機與外設進行通信，用戶還可通過磁盤驅動器接口和打印機并聯接口完成程序存儲、讀入及打印工作。

---- 系統組成：
*處理單元 (CPU)
各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。
信號模塊 (SM)
用于數字量和模擬量輸入/輸出
通訊處理器 (CP)
用于連接網絡和點對點連接
功能模塊 (FM)
用于高速計數，定位操作 (開環或閉環控制) 和閉環控制。

根據客戶要求，還可以提供以下設備：
負載電源模塊 (PS)
用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。
接口模塊 (IM)
用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架 (ER)。S7-300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER)，可以操作多達32個模塊

1. 負載電源 (選項)
2. 后備電池 (CPU 313 以上)
3. 24V DC 連接
4. 模式開關
5. 狀態和故障指示燈 
6. 存儲器卡 (CPU 313 以上)
7. MPI 多點接口
8. 前連接器
9. 前門
模塊化中小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用
大范圍的各種功能模塊可以非常好地滿足和適應自動控制任務
由于簡單實用的分散式結構和多界面網絡能力，使得應用十分靈活
方便用戶和簡易的無風扇設計
當控制任務增加時，可自由擴展
由于大范圍的集成功能使得它功能非常強勁