西门子继电器输出模块CPUCR60 量大从优

PLC编程算法一 开关量的计算
1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。这是用OMRON的开关量编写的一个"单按钮启停"程序。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4-20mA、1-5V、0-10V等等。同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量--标准的电信号。所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如:PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0-10V，所要检测的是温度值0-100℃。那么0-32767对应0-100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括:反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3、 脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如:脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。
PLC编程算法二 模拟量的计算
1、 -10-10V。-10V-10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448-0BB8Hex(-3000-3000);12000分辨率时被转换为E890-1770Hex(-6000-6000)。
2、 0-10V。0-10V的电压时，在6000分辨率时被转换为0-1770Hex(0-6000);12000分辨率时被转换为0-2EE0Hex(0-12000)。
以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。
注:模拟输入的配线的要求
1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。
2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。
3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。
4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个滤波器。
5、确认正确的接线后，先给CPU单元上电，然后再给负载上电。
6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。
PLC编程算法三 脉冲量的计算
脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。
1、步进电机的角度控制。先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算"角度百分比=设定角度/360°(即一圈)""角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。"
公式为:
角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。
2、步进电机的距离控制。先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。计算设定距离所要运行的脉冲数。
公式为:
设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]
3、步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。
以上只是天天自动化简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。有些事情说起来比较简单，但实际应用就有难度了。请大家在实际的工作中领悟其中的道理
为什么说用PLC实现对系统的控制是非常可靠的
用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施，确保它能可靠工作。事实上，如果PLC工作不可靠，就无法在工业环境下运用，也就不成其为PLC了。
1·在硬件方面：
PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且，CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。
PLC使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。
在机械结构设计与制造工艺上，为使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度，有的PLC可高达80—90度。
有的PLC的模块可热备，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作备份。一旦工作主机出现故障，热备的可自动接替其工作。
还有更进一步冗余的，采用三取一的设计，CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作，终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零，做到。当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。
2．在软件方面：
PLC的工作方式为扫描加中断，这既可保证它能有序地工作，避免继电控制系统常出现的"冒险竞争"，其控制结果总是确定的；而且又能应急处理急于处理的控制，保证了PLC对应急情况的及时响应，使PLC能可靠地工作。
为PLC运行程序是否正常，PLC系统都设置了""（Watchingdog）程序。运行用户程序开始时，先清""定时器，并开始计时。当用户程序一个循环运行完了，则查看定时器的计时值。若**时（一般不**过100ms），则报警。严重**时，还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不**时，则重复起始的过程，PLC将正常工作。显然，有了这个""程序，可保证PLC用户程序的正常运行，可避免出现"死循环"而影响其工作的可靠性。
PLC还有很多防止及检测故障的指令，以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序，对PLC的工作状况，以及PLC所控制的系统进行，以确保其可靠工作。
PLC每次上电后，还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的，用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。
正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施，才确保了PLC具有可靠工作的特点。它的平均无故障时间可达几万小时以上；出了故障平均修复时间也很短，几小时以至于几分钟即可。
西门子PLC远程诊断
1. 采用Modem拨号的Service远程诊断
该方案是SIEMENS PLC远程访问的标准配置,也是现场应用简洁可靠的方式。即站（ES）和远程的PLC站之间是通过Modem拨号进行连接的.一般笔记本都自带Modem拨号,将固定的线插入笔记本,利用安装在笔记本中的西门子eservice软件进行拨号连接
现场西门子PLC侧配置带串口的MODEM和西门子TS Adpter,将MODEM连入网,TSAdapter和MODEM通过各自的RS232串行通讯口连接,TS Adapter的MPI口接入PLC的MPI口,设备上电后通知远程可以拨号连接,连接后即可进行编程操作.
这种方案的优点在于配置简单,价格便宜.缺点在于连接速度受限,只是拨号上网的速度,而且容易出现连接中断的现象.需注意的是网为直播程控,中不要挂接分机或机,以免造成数据连接冲突.
2. 利用互联网采用远程协助或远程桌面进行连接的远程诊断
“远程协助”是推出的一项方便用户进行远程协助帮助处理电脑问题.
“远程桌面”是Windows XP系统附带提供的一种简单的远程控制的方法.远程协助中被协助方的计算机将暂时受协助方（在远程协助程序中被称为）的控制,可以在被控计算机当中进行系统维护.安装软件.处理计算机中的某些问题.或者向被协助者演示某些操作.
两种方法都可以进行远程诊断,需要远程方有一台能上网的电脑,现场PLC侧接有编程电脑,将编程电脑连接上互联网.
根据西门子PLC远程诊断可靠性方面考虑,选择一种适合现场条件的远程诊断方案进行远程诊断,协助现场人员解决处理故障,对控制系统应用尤为重要

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路  集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母"IC"(也有用文字符号"N"等)表示。 技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了的抗***技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器  接触器是一种应用广泛的开关电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。 [全文] 系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统的可靠性。  2 配套，功能完善，适用性强  PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。  3 易学易用，深受工程技术人员欢迎  PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。 4 系统设计的工作量小，维护方便，容易改造  (1) 设计与维护  PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。特别适合多品种、小批量的生产场合。

SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件分为三个不同的种类：
（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。
（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。
（3）人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的系统。
WinCC是一个真正开放的，面向与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其 的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态生产过程。
PDU的寻址方式也在Modbus应用层协议中作出了具体的定义。在ModbusPDU中每一个数据都赋予从0~65535中的一个值作为该数据的地址。而在Modbus数据模型中，每一种数据类型块中的数据单元都定义了一个从1到n(设备容量决定)的值作为其地址。
Modbus数据模型要与符合IEC-61131标准的实际设备内存或者其他模型对应起来，这方面的映射关系是由设备生产厂家制定的。图二给出了Modbus寻址模型，设备内存中的四种数据模式的组织方式是由厂家决定的。由图2可知，一个ModbusPDU地址所对应的Modbus数据模型地址为该PDU地址加1。
2.2Modbus通信实现方式
要实现设备间的通信，需要将Modbus应用层协议嵌入到ISO/OSI参考模型中的低层协议中。现行的通信方式有三种:
(1)通过串行链路实现的异步数据传输(Modbus-RTUandModbus-ASCII)，又称标准Modbus通信;
(2)高速令牌环信(Modbus-Plus);
(3)基于TCP/IP的客户/服务器结构通信(Modbus-TCP)。
表2给出这三种通信方式与ISO/OSI参考模型的比较。

S7-200需要扩展CP243-1模块进行以太信，S7-200 SMART集成以太网口，不需要扩展模块。8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET连接，8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET被动连接。
与S7-300/400以太信移植
S7-200通过扩展CP243-1与与S7-300/400以太信，CP243-1即可以作为客户端、也可以作为，移植至S7-200 SMART时，S7-200 SMART只能作为，需要在S7-300/400侧调用PUT/GET。
S7-300/400配置S7连接时设置伙伴方的TSAP为03.01。
S7-200 SMART不能与CP343-1 Lean 模块以太信，V2.2及以上版本和硬件支持开放式以太信，可以与CP343-1 Lean通过TCP通信。
与S7-1200/1500以太信移植
S7-200通过扩展CP243-1与与S7-1200/1500以太信，CP243-1即可以作为客户端、也可以作为，移植至S7-200 SMART时，S7-200 SMART也可以作为客户端、。做时需要在S7-1200/1500侧调用PUT/GET，做客户端操作详见：《西门子 S7-200 SMART PLUS V1.7 技术参考》
S7-1200/1500配置S7连接时设置伙伴方的TSAP为03.01。
S7-1200/1500用于通信的数据块需要取消属性中"的块访问"选项。
S7-200 SMART作为客户端时，S7-1200/1500需要允许PUT/GET访问。
S7-200 OPC通信主要有以下2种情况：
1、S7-200扩展CP243-1通过以太网口以S7协议进行OPC通信，OPC站安装以太网卡。移植时，使用S7-200 SMART本体集成以太网口即可，OPC可以选择PC ACCESS SMART 或者SIMATIC NET。
2、通过S7-200 CPU本体集成的RS485端口以PPI协议进行OPC通信或者扩展EM277通过DP口以S7协议进行OPC通信，OPC站安装CP5611卡等。移植时，S7-200 SMART可以使用以太网也可以扩展DP01模块，OPC使用SIMATIC NET。
S7-200 SMART 开关量输出的典型抑制电路
S7-200 SMART 开关量输出驱动感性负载时，需要配备抑制电路。抑制电路可以限制开关量输出断开时感应电压升高，可保护输出，并防止切断感性负载时产生的高压导致CPU损坏或CPU内部固件错误。
此外，抑制电路还可以限制关断感性负载时产生的电气噪声。配备一个外部抑制电路，使其从电路上跨接在负载两端并且在位置上接近负载，这样对降低电气噪声有效。
S7-200 SMART晶体管输出内部回路已经包括抑制电路，该电路足以满足大多数应用中感性负载的要求。
继电器输出触点由于可用于直流或交流负载，所以未提供内部保护。
系统块
系统块提供S7-200 SMART CPU、信号板和扩展模块的组态。
系统块组态相关视频教程的链接如下：
S7-200 SMART 系统块的组态——跟我学35/52
S7-200 SMART 系统块的组态——跟我做36/52
S7-200 SMART PLC CPU系统属性Part1
S7-200 SMART PLC CPU系统属性Part2
使用以下方法之一查看和编辑系统块以设置CPU的选项：
• 在导航栏上单击“系统块”（System Block）按钮。
• 在“视图”（View）菜单功能区的“窗口”（Windows）区域内，从“组件”（Component）下拉列表中选择“系统块”（System Block）。
• 选择“系统块”（System Block）节点，然后按Enter，或在项目树中双击“系统块”（System Block）节点。STEP 7-Micro/WIN SMART 打开系统块 ，并显示适用于CPU类型的组态选项
简要介绍：
S7-200 SMART家族提供各种各样的模块以扩展CPU的性能。通过扩展模块，您可以很容易的扩展控制器的本地I/O，以满足您的应用需求。我们分别提供了数字/模拟模块以提供额外的数字/模拟 I/O通道。
对于少量的 I/O 点数扩展及更多通信端口的需求，全新设计的信号板能够提供更加经济、灵活的解决方案。通过信号板可以有效的定制CPU，提供额外的数字量I/O、模拟量I/O和通讯接口，而不影响面板空间。
产品信息：
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
SIMATICS7-200设计作为一个统一的模块化系统。它提供了一个可扩展以满足您的需求模块的模块化系统。扩展模块有4/4至32/32的I/O，从4/0，8/0，0/4至4/1个I/O的模拟模块，以及开关负载用的性能模块：5ADC或者10A继电器实时响应
设计
CP具有加固的塑料外壳，带有LED指示灯用于显示工作和故障状态。
它们显示出了SIMATICS7-200设计的全**势，如.
•设计紧凑
•便于安装
•用户友好型接线等。
主要特点在SIMATICS7-200的CPU上可以增加通讯模块。实现S7-200系统的、DP通讯、以太讯、AS-Interface通讯等。
应用
快速PROFIBUS连接
通过EM277通讯模块可以运行222以上所有CPU，作为PROFIBUSDP网络上的标准从站，传输速率高达12Mbit/s。S7-200对更高水平PROFIBUSDP控制水平的开放特点，确保您可以将单台机器集成到生产线中。使用EM277扩展模块，您可以实现配备了S7-200的单机器的PROFIBUS能力。
功能强大的AS-Interface连接
在AS-Interface网络上CP243-2将从CPU从222上升到功能强大的主站。根据新的AS-V2.1接口规范，可以更多连接62个站，甚至易于集成的模拟传感器。使用AS-Interface，可以在更高配置中更多连接248个DI+186DO。更大62站的数量更多可以包括31个模拟模块。方便AS-Interface接口向导支持从站和读/写入数据的配置。
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