6ES7231-7PD22-0XA8使用说明

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一、PLC的分类

目前PLC生产厂家的产品种类众多，型号规格也不统一，其分类也没有统一的标准，通 常可按如下三种形式分类：

1．按结构形式分类

根据结构形式不同PLC可分为整体式和模块式两种:

1）整体式   整体式是把PLC的各组成部分（I／O接口电路、CPU、存储器等）安装在一块或少数几块印刷电路板上，并连同电源一起装在机壳内形成一个单一的整体。输入、输 出接线端子及电源进线分别在机箱的上、下两侧，并有相应的发光二极管显示输入／输出状 态。面板上留有编程器的插座、扩展单元的接口插座等。其特点是简单紧凑、体积小、重量轻、价格较低。通常小型或超小型PLC常采用这种结构。如松下电工的FP1型产品。整体式PLC的主机可通过扁平电缆与I／0扩展单元、智能单元(如A／D、D／A单元)等相连接。这 类机适合于单机控制的场合。

2）模块式   模块式是把PLC的各基本组成部分做成独立的模块，如CPU模块(包含存 储器)、输入模块、输出模块、电源模块等。其他各种智能单元和特殊功能单元也制成各自独立的模块。然后以搭积木的方式将它们组装在一个具有标准尺寸并带有若干个插槽的机架内构成完整的系统。框架上有电源及开关，对整个系统供电。每个模块都有弹性锁扣将模板 固定在框架中。框架上有地址开关，以便系统识别。通常中型或大型PLC常采用这种结构。如松下电工的FP3型产品就采用了模块式结构。此种结构的PLC具有组装灵活、对现场的应 变能力强、便于扩展和维修方便等优点，用户可根据需要灵活方便地将各种功能模块及扩展单元（如A／D、D／A单元和各种智能单元等）插入机架底板的插槽中，以组合成不同功能 的控制系统。

2.按功能分类

按PLC所具有的功能不同，可分为高、中、低三档:

1）低档机  具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本功能。有些还有少量模拟量输入输出(即A／D、D／A转换)、算术运算、数据传送、远程I／O和通讯等功能。常用于开关量控制、定时／计数控制、顺序控制及少量模拟量控制等场合。由于其价格低廉、实用，是PLC中量大而面广的产品。

2）中档机  除具有低档机的功能外，还有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送与比较、数制转换、子程序调用、远程I／0以及通讯联网等功能，有些还具有中断控制、

PID回路控制等功能。适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制系统，如过程控制、位置控制等。

3）高档机  除了进一步增加以上功能外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊 功能的函数运算、监视、记录、打印等功能，以及更强的通讯联网、中断控制、智能控 制、过程控制等功能。可用于更大规模的过程控制系统，构成分布式控制系统，形成整 个工厂的自动化网络。高档PLC因其外部设备配置齐全，可与计算机系统结为一体，可 采用梯形图、流程图及高级语言等多种方式编程。它是集管理和控制于一体，实现工厂 高度自动化的重要设备。

3. 按I／O点数和程序容量分类

PLC按I／O点数和内存容量可分为超小型机、小型机、中型机和大型机四类，见表1-1。
                                                                      表1-1

二、PLC的主要功能

           随着PLC技术的不断发展，目前已能完成以下控制功能：

1．条件控制功能

条件控制(或称逻辑控制或顺序控制)功能是指用PLC的与、或、非指令取代继电器触点的串联、并联及其他各种逻辑连接，进行开关控制。

2．定时／计数控制功能

定时／计数控制功能是指用PLC提供的定时器、计数器指令实现对某种操作的定时或计 数控制，以取代时间继电器和计数继电器。

3．数据处理功能

数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算、逻辑运算 以及编码和译码等操作。

4．步进控制功能 步进控制功能是指用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成

后，才能进行下一道工序操作的控制，以取代由硬件构成的步进控制器。

5．A／D与D／A转换功能

A／D与D／A转换功能是指通过A／D、D／A模块完成模拟量和数字量之间的转换。

6．运动控制功能 运动控制功能是指通过高速计数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴运动控制。
 

7．过程控制功能

过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令或模块实现对温度、压力、速度、流量等物 理参数的闭环控制。

8．扩展功能

扩展功能是指通过连接输入输出扩展单元(即I／O扩展单元)模块来增加输人输出点数， 也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高PLC的控制能力。

9．远程I／0功能

远程I／0功能是指通过远程I／0单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与PLC主 机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。

10．通信联网功能

通信联网功能是指通过PLC之间的联网、PLC与上位计算机的链接等，实现远程I／0控 制或数据交换，以完成较大规模系统的复杂控制。

11．监控功能

监控功能是指PLC能监视系统各部分的运行状态和进程，对系统中出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行；也可在线调整、修改控制程序中的定时器、计数器等设定值或强制I／0状态。

5．多级控制

多级控制是指利用PLC的网络通信功能模块及远程I／O控制模块实现多台PLC之间的 链接、PLC与上位计算机的链接，以达到上位计算机与PLC之间及PLC与PLC之间的指令下达、数据交换和数据共享，这种由PLC进行分散控制、计算机进行集中管理的方式，能够完 成较大规模的复杂控制，甚至实现整个工厂生产的自动化。

三、可编程控制器的发展趋势

目前PLC技术发展总的趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在：

1.在系统构成规模上向大、小两个方向发展 发展小型(超小型)化、**化、模块化、PLC以真正替代较小的继电器系统；发

展大容量、高速度、多功能、高性能价格比的PLC，以满足现代化企业中那些大规模、复杂系统自动化的需要。

2.功能不断增强，各种应用模块不断推出 大力加强过程控制和数据处理功能，提高组网和通信能力，开发多种功能模块，以使各

种规模的自动化系统功能更强、更可靠，组成和维护更加灵活方便，使PLC应用范围更加扩大。

3.产品更加规范化、标准化

PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，并使PLC基本部件，如输入输出模块、接线端子、通讯协议、编程语言和工具等方面的技术规格规范化、标准化，使不同产品间能相互兼容、易于组网，以方便用 户真正利用PLC来实现工厂生产的自动化。

我的下位机是西门子S7-300,上位机是由VC++编写的监控界面的PC机，现在上位监控与PLC要实现通讯，请问有哪些通讯方式，哪种通讯方式比较好，每种方式是如何实现的？

答：1、Prodave通讯
Prodave是西门子提供的一个软件包，为高级语言编程和plc通讯提供接口。
通讯接口：MPI
因为MPI口是每块cpu的编程口，所以plc不需要另外添加通讯模块，这个方案就比较经济，而且prodave软件包里面附带了example和详细的说明，用起来应该比较简单和方便（本人只匆匆看过文档，没有实验过）。这方面的资料在百度上很多。当然，mpi的速度是有限的，如果采用普通的pc adapter连接pc和plc，较高速度也就38.4kbps，我不知道prodave能否支持mpi卡（5611之类的话），如果可以的话速度可以达到187.5kbps。
2、串行通讯
看到过一些论文，采用串行通讯的方法实现pc和plc通讯。这种情况存在几点要求：
a、需要为plc添加一块串行通讯模块，比如300的话就需要cp340或者cp341（前者便宜些）；
b、plc里面需要对串行通讯进行编程，其实也就是接收报文和发送报文，调用fb2/fb3（cp340的话）。
c、串行通讯的速度是有目共睹的，而且cp340或者cp341的数据吞吐量也是有限的，即报文长度是有限制的，因此个人认为通讯数据量大的话采用串行通讯就不合适了。
d、报文格式的话就比较自由，但是也应当合理，我虽然没有具体实验过，但是个人认为可以参考modbus的报文结构来编程，甚至就采用modbus的规范，不过这样的话要求编程者对pc和plc侧的modbus编程都要熟悉。
3、OPC
Opc是这些年来很流行的东西，其实我很讨厌opc的安全认证的设定。不过采用opc编程来访问plc真的是一件非常轻松惬意的事情。你需要做的就是了解opc的结构和编程，尤其是采用vb来编写opc简直是件傻瓜化的工作当然也牺牲了很多。
我实验了用vb通过opc（以太网）来访问300，包括用西门子的simaticnet提供的opc接口和第三方的kepserver。
采用opc接口编程的优点：通讯速度快，编程简单。
4、以太网编程
采用以太网编程访问plc，其实又可以分为两种：
一种是socket接口，需要在plc里面编程进行收/发，大概是fc5/fc6吧，印象不深了，当然plc里面要定义一个connection，填好地址、端口号之类的信息，这个对于熟悉西门子工业通讯的人是很easy的事情。Pc侧采用socket接口编程，较简单的就是vb里面的wisock控件，当然这了很多细节。Socket编程本来就是一门艺术，讲究说学逗唱:)
这个方法的优点应该是pc侧编程稍微简单点（相对于后一种），而且可以不局限于bbbbbbs平台，因为socket接口被诸如unix支持的更好。
第二种是采用西门子的sapi接口函数，这样plc里面不需要过多的编程了，当然pc侧的编程难度就比较高了，ms只能用c来写，所以我望而却步鸟。