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西門子模塊6ES7277-0AA22-0XA0

可編程控制器特點

編輯

（一）可靠性高，抗干擾能力強 ^[2]

PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統的1/10~1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。

高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了*的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均*時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有*的可靠性也就不奇怪了。

（二）硬件配套齊全，功能完善，適用性強

PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品，并且已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線 ^[3]  。PLC有較強的帶負載能力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。

（三）易學易用，深受工程技術人員歡迎

PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。

（四）容易改造

系統的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規律，很容易掌握。對于復雜的控制系統，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統電路圖的時間要少得多。

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。

（五）體積小，重量輕，能耗低

以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制器。

可編程控制器主要用途

編輯

PLC采用微電子技術來完成各種控制功能，在現場的輸入信號作用下，按照預先輸入的程序，控制現場的執行機構，按照一定規律進行動作。其主要功能如下 ^[3]  。

順序邏輯控制

　　這是PLC最基本較廣泛的應用領域，用來取代繼電器控制系統，實現邏輯控制和順序控制。它即可用于單機控制或多機控制又可用于自動化生產線的控制。PLC根據操作按鈕、限位開關及其他現場給出的指令信號，控制機械運動部件進行相應的操作 ^[5]  。

運動控制

在機械加工行業，可編程控制器與計算機數控（CNC）集成在一起，完成機床的運動控制。很多PLC制造廠家已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸的位置控制模板。在多數情況下，PLC把描述目標位置的數據送給模板，模板移動一軸或數軸到目標位置。當每個軸移動時，位置控制模板保持適當的速度和加速度，確保運動平滑。目前已用于控制無心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削、磨消應用當中。

定時控制

PLC為用戶提供了一定數量的定時器，設置了定時器指令，如OMRON公司的CPM1A,，每個定時器可實現0·1~999·9s或0·01~99·9s的定時控制，SIEMENS公司S7—200系列可提供時基單位為0·1s/0`01s及0·00s的定時器，實現從0·001s到3276·7s的定時制?？砂匆欢ǚ绞竭M行定時時間的擴展。定時精度高，定時設定方便、靈活。PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準確的實時控制。

記數控制

PLC為用戶提供的記數器分為普通記數器，可逆記數器(增減計數器)、高速計數器等，用來完成不同用途的記數控制命令。計數器值等于計數器設定值，或在某一數值范圍時，發出控制命令。計數器的記數值可在運行中被讀出，也可在運行中進行修改^[3]  。

步進控制

　　PLC為用戶提供了一定數量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進控制功能。在一道工序完成之后，自動進行下一道工序。一個工作周期結束后，自動進入下一個工作周期。有些PLC還專門設有步進控制指令，使得步進控制更為方便。

數據處理

大部分PLC都具有不同程度的數據處理功能 ^[3]  ，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成數據運算如；加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運算如；字與、字或、字異或、求反等，移位、數據比較和傳送數值的轉換等操作。

模、數和數、模轉換

在過程控制或閉環控制系統中，存在溫度、壓力、流量、速度位移、電流、電壓等連續變化的物理量。過去，PLC用于邏輯控制，對于這些物理量的控制主要靠儀表控制或分布式系統DCS。目前，大、中型PLC都具有物理處理功能，很多小型PLC也具有物理量處理功能，編程和使用都很方便 ^[2]  。

通信及聯網

大都分PLC都具備通信能力，能夠實現PLC與計算機，PLC與PLC之間的通信。通過這些通信技術，使PLC更容易構成工廠自動化（FA）系統。也可與打印機、監視器等外部設備相連，記錄和監視有關數據

根據用戶的使用方式和特點，可編程控制器可以分為兩種*不同的市場：項目型市場和OEM型市場?？删幊炭刂破鞯闹饕獞?sup> [5]  ：

項目型市場中，可編程控制器主要應用在冶金、汽車、市政、電力等行業；OEM市場中，可編程控制器主要應用在紡織機械、包裝、機床等傳統行業。小型PLC主要用于OEM市場，主要以三菱，西門子，歐姆龍、愛德克等品牌為主，愛德克的可編程控制器有：FC4A,FC5A,FT1A,其中FT1A將 PLC 功能與小型顯示器結合在一起，無需主機設備，省接線，省空間，性價比高。而FT1A使用非常方便，例如其觸點輸出為10A，可以直接帶動大容量負載，如電磁閥等。

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技術數據也趨于一致，I/O過程映像區增大。同時，CPU315(F)-2DP的PROFIBUS可以使用同步模式，并帶有可以進行數據設置的路由。性能提升新一代的S7-300CPU性能比現有的312，314和315(F)-2DPCPU有了顯著提升，例如，新一代的CPU的用戶程序執行速度是原來CPU的2倍或更高。位運算時間縮減到50ns，字運算時間縮減到90ns，定點和浮點數運算性能也有了較大的提升。同時監控兩個塊新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同時在線監控兩個塊，用戶可以選擇在一個PG或PC上同時監視兩個塊或在兩個PG或PC上同時監控一個塊。此外，增加了在塊狀態中監視的程序行數。只有在STEP7V5.4SP5中才有這個功。
       檢查無誤后送電。此外，應避免兩線制與四線制信號、電流與電壓信號的混接，以免燒壞模塊。(4)一般變送器的負載能力為600Ω，而模擬量輸入模塊的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路內設安全欄，必須注意抗阻的匹配；模擬量輸出模塊的負載能力為600Ω，一般執行器的負載能力為250Ω；如線路較長，也存在抗阻匹配問題。此外，要加強信號的，是要加強與支流調速裝置、變頻調速裝置及設備配套的小型PLC之間的信號，防止相互干擾。四結束語S7-300PLC的應用非常廣泛，在設計選型和調試及實際應用中可能會碰到各種各樣的問題。本文從實際出發，總結多年實踐經驗，對以上各方面的問題提出了自己的見解，希望對工程技術人員能有一定的參考價。
       代表了未來小型可編程控制器的發展方向，西門子也將一如既往開拓，自動化潮流。西門子中型可編程控制器系列S7-300技術革新啦！S7-300PLC是SIMATICS7家族中的中型可編程序控制器，作為以前版本的升級，新一代固件版本為V3.0的S7-300系列的CPU315-2DP和315F-2DP已經發布，這些CPU都有新的訂貨號。新一代的S7-300系列CPU與以前對應版本備件兼容，具備以下亮點：性能方面，性能提升了2倍或者更高。內存方面，CPU314從96KB擴展到128KB，CPU315-2DP從128KB擴展到256KB，CPU315F-2DP從192KB擴展到384KB。此外，可以同時在線監控兩個。

一、電源

可編程邏輯控制器的電源在整個系統中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器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

二、中央處理單元(CPU)

中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照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、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，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。

為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對大型可編程邏輯控制器還采用雙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。

三、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。

四、輸入輸出接口電路

1.現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現場控制的接口界面的輸入通道。

2.現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現場輸出接口電路向現場的執行部件輸出相應的控制信號。

五、功能模塊

如計數、定位等功能模塊。

六、通信模塊

工作原理折疊編輯本段

當可編程邏輯控制器投入運行后，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，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。