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可編程邏輯控制器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。     人/機接口裝置是用來實現操作人員與PLC控制系統的對話，簡單，普遍的人/機接口裝置由安裝在控制臺上的按鈕，轉換開關，撥碼開關，指示燈，LED顯示器，聲光報警器等器件構成，對于PLC系統，還可采用半智能型CRT人/機接口裝置和智能型終端人/機接口裝置。     所有從業人員均來自相關的大專院校和科研院所，具有多年的經驗，多人接受過相關產品及培訓，公司下設新研發部，工程部，非標自動化設備開發部等部門，還有一支化的電氣自動化施工隊，公司以SIEMENS，A-B。     半智能型CRT人/機接口裝置可*安裝在控制臺上，通過通信接口接收來自PLC的信息并在CRT上顯示出來,而智能型終端人/機接口裝置有自己的微處理器和存儲器，能夠與操作人員快速交換信息，并通過通信接口與PLC相連。

5，智能接口模塊智能接口模塊是一獨立的計算機系統，它有自己的CPU，系統程序，存儲器以及與PLC系統總線相連的接口，它作為PLC系統的一個模塊，通過總線與PLC相連，進行數據交換，并在PLC的協調管理下獨立地進行工作。     當PLC提供的用戶存儲器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲器擴展功能，3，輸入/輸出單元輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業生產現場之間的連接部件，PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據。     所以I/O接口要實現這種轉換，I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以提高PLC的抗干擾能力，另外，I/O接口上通常還有狀態指示，工作狀況直觀，便于維護，PLC提供了多種操作電平和驅動能力的I/O接口。

3　CPU的構成 　　CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據

3　CPU的構成

CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據

，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和

編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號

，去指揮有關的控制電路。 　　CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口

及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是PLC*的組成單元。 　　在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，

由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄

存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 　　CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。 4　I/O模塊 　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀

態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI），

開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 　　常用的I/O分類如下： 　　開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有

12bit,14bit,16bit等。 　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 　　按I/O點數確定模塊規格及數量，I/O模塊可多可少，但其大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或機架槽數限制。

西門子輸入模塊6GK7 343-1EX21-0XE0

5　電源模塊 　　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

5　電源模塊

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 　　大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實

現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。 7 PLC系統的其它設備 　　7.1 編程設備：編程器是PLC開發應用、監測運行、檢查維護*的器件，用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及

PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。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）充當編程器。也就是我們系統的上位機。 　　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用越來越廣泛，由

計算機（運行組態軟件）充當人機界面非常普及。 8　PLC的通信聯網 　　依靠*的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越

顯著，甚至有人提出"網絡就是控制器"的觀點說法。 　　PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整

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

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

。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相

關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，PLC的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控

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

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

部設備特性等，后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統。 一、輸入輸出（I/O）點數的估算 I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展 余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。 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。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之

后才知道。為了設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，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上

模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的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、計時和計數功能；普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能；較復雜運算功

能有代數運算、數據傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統的出現，目前在PLC中都已具

有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或上位機的通信，有些產品還具有與工廠或企業網進行數據

通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發，合理選用所需的運算功能。大多數應用場合，只需要邏輯運算和計時計數功

能，有些應用需要數據傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數運算，數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要

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，應根據控制要求確定。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，應根據控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此

，大多數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的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。 (三)通信功能 大中型PLC系統應支持多種現場總線和標準通信協議（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網（TCP/IP）相連接。

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有各種各樣功能的I/O接口供用戶選用，I/O接口的主要類型有:數字量(開關量)輸入，數字量(開關量)輸出，模擬量輸入，模擬量輸出等，常用的開關量輸入接口按其使用的電源不同有三種類型:直流輸入接口和交流輸入接口和交/直流輸入接口。     與普通電源相比，PLC電源的穩定性好，抗干擾能力強，對電網提供的電源穩定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值±15%的范圍內波動，許多PLC還向外提供直流24V穩壓電源，用于對外部傳感器供電，8，其它外部設備除了以上所述的部件和設備外。     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，當可編程邏輯控制器投入運行時，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。     PLC內部的半導體存儲器稱為內存儲器，有時可用外部的磁帶，磁盤和用半導體存儲器作成的存儲盒等來存儲PLC的用戶程序，這些存儲器件稱為外存儲器，外存儲器一般是通過編程器或其它智能模塊提供的接口，實現與內存儲器之間相互傳送用戶程序。

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西門子PLC控制性能優異，在各行業機電控制中得到了十分廣泛的應用。本書結合一系列實例，詳細介紹了基于西門子PLC的機械電氣控制系統設計方法與步驟，包括：控制系統的需求分析，選擇PLC機型，系統硬件設計，系統軟件設計等。全書共5章，第1章是概論，介紹西門子PLC的發展歷程及應用情況；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據，2)診斷電源，PLC內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場的狀態或數據。     能適應各種大小規模的工業自動化控制場合，被廣泛應用在電力，冶金，化工，造紙，環保污水處理等行業中，PLC控制柜可完成設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關系建立好就可以了，S7-200的從站與Modbus標準的對應關系如從站右側表格所示。

表中左側是Modbus標準地址碼，其中1-128對應于S7-200的Q0.0-Q15.7，10001-10128對應于S7-200的I0.0-I15.7，30001-30032對應于AIW0-AIW62，40001-4xxx對應的是S7-200的保持寄存器（V區），它的范圍是T-T+2*(xxxx-1)，T表示的是V區的起始地址，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的標準報文發給從站，例如在上圖例子當中從站的*個字節是03，表示的是從站的地址，FC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，報文的格式會發生相應的變化，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，在接到主站發給它的報文后會根據報文的需求返回報文，比如在上圖例子中返回的格式是*個字節為從站的地址，第二個為功能碼，第三個是數據返回給主站，這樣就完成了一次Modbus通訊的請求與應答的過程。

（2）Modbus庫文件的安裝和調用

如果想要應用Modbus指令庫，那么首先需要到因特網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當中就可以使用了，安裝后會在Micro WIN的庫文件當中出現上圖標記的三個庫，其中Port0和Port1都可以做Modbus Master，而Slave只有Port0口可以做。

 西門子以太網通訊模塊6GK7 343-1EX21-0XE0

（3）Modbus庫文件的使用

使用方法很簡單，打開Modbus主站指令庫會有相應的指令塊出現，直接把指令塊拖拽到程序當中進行調用就可以了。

在調用Modbus庫指令的時候，需要注意一定記得為Modbus庫文件分配庫存儲區。具體的方法是右鍵單擊庫，然后選擇庫存儲區，在彈出來的對話框當中可以選擇建議地址，自動分配一個程序里面不會用到的地址區間，也可以人為地手動填寫起始地址，這個區間在程序當中不可以和其他的數據區相沖突，否則Modbus功能將不正常。

編寫、編譯并下載程序 編寫好的程序如下圖：

西門子以太網通訊模塊6GK7 343-1EX30-0XE0

編寫、編譯并下載程序

編寫、編譯并下載程序 可在PLC變量表里面為變量命名

西門子以太網通訊模塊6GK7 343-1EX30-0XE0

變量命名

編寫、編譯并下載程序 編譯并下載程序

編譯并下載程序

在下面的示例中數據被從三個不同的優化的數據塊中讀出或寫入。三個數據塊"Silo_Water", "Silo_Sugar" 和"Silo_Milk"都包含相同的變量聲明：

• DB 變量1："MyBool" Bool類型
• DB 變量2："MyInt"  Int類型
• DB 變量3："MyWord"  Word類型

創建的PLC數據類型"SiloUDT"用于尋址包含不同數據類型的DB變量。 "AccessGroupSiloRead"功能塊用于讀出返回值，是由PLC 數據類型 "SiloUDT"定義的。基于此可以在一個FB中間接訪問，例如如圖.03所示的指令：

• "Silo_Handling_OnlyReading"("AccessGroupSiloRead"(Index:= #Silo_Index));