西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0多库发货

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为了使PLC的输入和输出信号之间的逻辑关系简单明了，可以想在PLC内部有着各种各样的继电器，这些继电器和人们熟知的电磁继电器的工作特点十分类似，容易掌握。常把这种想的内部继电器称为“软断电器”。
   1、输入继电器  PLC在得到输入信号后的工作过程中，由光电耦合管通电，可以想成是内部的继电器线圈得电。从而，其常开触点闭合，常闭触点断开。
   这种与输入电路等效的继电器称为输入继电器。它具有以下特点：
  （1）它只能由外部的输入信号驱动，而不能由内部的逻辑指令来驱动。
  （2）其触点不能直接输出，不能用来带动外部负载。
  （3）其常开、常闭触点可以多次使用，不受取限制，或者说，可以想象成有无数对常开和常闭触点。
   2、输出继电器，如上述，PLC的输出电路有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出等，但在考虑逻辑关系时，都可以想象成是由继电器输出的。其主要特点如下：
  （1）直接驱动负载的触点只有一对，并且一定是常开触点。
  （2）内部还有无数对常开和常闭触点，用于编程。
  （3）一般情况下，输出断电器的“线圈”不宜多处反复使用。
   3、辅助继电器  PLC内部设置了许多“辅助继电器”，用M表示。其作用类似于中间继电器，用于传递信号。在使用时，须注意以下特点：
  （1）既不能直接输入，也不能直接输出。即：既不能直接接受外部信号，也不能用于直接驱动负载。
  （2）辅助继电器的数量很多，用途也不一致，例如：M0～M499为通用型继电器；M500～M1023为断电保持继电器等，须注意阅读说明书。
   4、定时器  相当于时间继电器，用T表示。其定时时间由常数K决定，K的基数由定时器的编号决定。如T0～T199为100ms；T200～T245为10ms等。例如，设T0的时间常数为K20，则延时时间为2s。
   定时器在断电后，所计时间一般不再保持。
   5、计数器  用于计算输入脉冲的次数，用C表示。其计数的限值由常数K决定，设定范围如K1～K32767等。当计数器的计数次数到达限值K时，其触点动作。
   计数器的计数内容需通过复位指令RST来。

可编程序控制器简称PLC，是20世纪60年代以来发展为、应用为广泛的工业控制装置，是现代工业自动控制的产品，与机器人、/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）并称为生产自动化的三大支柱。 

在PLC出现前，生产线的控制主要采用继电器。控制一条生产线，需要许多硬件设备，进行复杂的接线，既浪费了许多硬件，又大大拖延了施工周期，增加了产品的成本。 
1．1．1 PLC应用领域 
PLC的应用非常广泛。目前，在国内外已广泛应用于钢铁、冶金、化工、轻工、食品、电力、机械、交通运输、汽车制造、、环保、公用事业等各行业。 
PLC按不同的控制类型，已成功应用于以下几个方面： 
1．开关量顺序控制 
这是PLC广泛的应用领域，也是PLC基本的控制功能，可用来取代继电器控制系统，既可用于单台设备的控制，也可用于多机制和自动化生产线控制。如电动机控制、机床电气控制、电梯自动控制、自动化生产线、数控机床、交通灯等。 
2．模拟量过程控制 
除开关量外，PLC还能控制连续变化的模拟量，如压力、速度、流量、液位、电压和电流等模拟量。通过各种传感器将相应的模拟量转化为电信号，然后通过A/D模块将它们转换为数字量，送到PLC处理，处理后的数字量再通过D/A的转换为模拟量进行输出控制，如通过的智能PID模块实现模拟量的闭环过程控制。这一功能主要应用于恒压供水系统、锅炉温度控制等控制系统中。 
3．运动控制 
PLC提供了驱动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块，通过这些模块可实现直线运动或圆周运动的控制。这一功能主要用于各类机床、机器人、装配机械等进行运动控制。 
4．数据处理 
PLC提供了各种数据运算、数据传送、数据转换、数据排序以及位操作等功能，可以实现数据采集、分析和处理。这些数据可通过通信系统传送到其他智能设备，也可利用它们与存储器中的参考值进行比较，或利用它们制作各种要求的报表。数据处理功能一般用于各种行业的大、中型控制系统。 
5．通信功能 
为适应现代工业自动化控制系统的需要——集中及远程管理，PLC可实现与PLC、单片机、打印机及上级计算机互相交换信息的通信功能。 
1．1．2 PLC控制与其他控制方式比较 
1．PLC与继电器控制比较 
传统的继电器控制只能进行开关量的控制，而PLC既或进行开关量控制，又可进行模拟量控制，还能与计算机联成网络，实现分级控制。 
在PLC编程语言中，梯形图是使用广泛的语言。梯形图与继电器控制原理十分相似，沿用了继电器控制电路的元件符号，仅个别地方有些不同。PLC控制与继电器控制系统相比主要有以下几点区别： 
（1）组成器件不同。继电器控制线路是由许多硬件继电器组成，而PLC则是由许多“软继电器”组成。传统的继电器控制系统本来有很强的抗干扰能力，但由于使用了大量的机械触头，因物理性能疲劳、尘埃的隔离性及电弧的影响，系统性大大降低。PLC采用无机械触头的逻辑运算微电子工业技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长、性高。 
（2）触头的数量不同。继电器的触头数较少，一般只有4～8对；而“软继电器”可供编程的触头数有无限对。 
（3）控制方法不同。继电器控制系统是通过元件间的硬接线来实现的，控制功能就固定在线路中。PLC控制功能是通过软件编程来实现的，只要改变程序，功能即可改变，控制非常灵活。 
（4）工作方式不同。在继电器控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是短暂的。 
2．PLC与单片机比较 
可编程序控制器的就是一台单片机，在单片机外围配置了相应的接口电路（硬件），在单片机中配置了监控程序（软件），但它又和单片机控制系统有所不同： 
（1）PLC具有高性。可以说，到目前为止没有任何一个工业控制设备可以达到可编程序控制器的性。PLC在硬件和软件两个方面来解决性的问题，如采用光电隔离、数字滤波、电磁屏蔽等措施来提高PLC的性。单片机与之相比在这方面比较逊色，它在运行过程中很受到外界环境的干扰。 
（2）PLC编程方便，易于使用。PLC可以采用梯形图编程，(电工之家//www.)而梯形图就是从实际电路接线图演变来的，因此这种图形编程方式易懂易编。但单片机采用专门的编程语言，指令多，关系复杂，要求使用者具有较高计算机编程能力和接口技术。 
（3）PLC与其他装置配置连接方便。PLC的接口原则就是使用外部接线，电平转换尽量少，一般PLC的输出有继电器型、晶体管型和晶闸管型三种，它们直接与相关的电器元件相连。另外PLC还配置了A /D、D /A、RS232等接口元件，不需用户来考虑具体的设置问题，大量的问题在PLC内部解决。但用单片机构成一个控制系统时，则需要用户考虑电子转换、滤波、功率放大等问题。 
（4）PLC多用于过程控制，而单片机多用于实时控制系统。 
1．1．3PLC的特点 
PLC以其高抗干扰能力、高性、高性价比且编程简单而广泛地应用在现代自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。 
PLC是由工业微型计算机、输入/输出继电器、保护及抗干扰隔离电路等组成的微机控制装置。由于它具有可编程的功能，且基本输入/输出端口全部使用开关量，因而可以替代继电器控制系统和由分立元件构成的控制系统。从应用角度来看，可编程序控制器具有如下特点： 
1．性高：可编程序控制器的输入/输出端口均采用继电器或光耦合器件，即基本输入/输出点均为开关量，同时附加有隔离和抗干扰措施，具有很高的抗干扰能力，因而能在比较恶劣的环境下工作。 
2．体积小：在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，用软件编程替代硬连线，达到了小型化，便于安装。

3．通用性好：可编程序控制器采用了模式化结构，一般有CPU模块、电源模块、通讯模块、PID模块、模拟输入/输出模块等。用这些模块可以灵活地组成各种不同的控制系统。对不同的控制系统，只需选取不同的模块设计相应的程序即可。 
4．使用方便、灵活：对于不同的控制系统，当控制对象及输入/输出硬件结构选定后，若要改变控制方式或对控制对象作一些改动，只需修改相应程序即可，无须对系统连线作较大的修改。从而减少了现场调试的工作量，提高了工作效率

PLC可编程序控制器全称为可编程逻辑控制器，专为在工业环境应用而设计，主要功能就是代替继电器控制系统，可以把控制内容写成程序输入到PLC内，PLC就会根据程序内容控制各种动作机构。PLC控制器采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC的构成
从结构，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
CPU是PLC的，起神经的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
PLC控制器I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，(//www.)按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或机架槽数限制。
PLC电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。
底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
PLC系统的其它设备
1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
2、人机界面：简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备：用于性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

使用西门子WINCC软件，或者使用三方软件诸如GE的iFIX等通过SIMATIC NET PC SOFTWARE建立OPC服务器与PLC连接C通讯。
OPC服务器与PLC S7连接通讯的组态
1)配置PC站的硬件机架
SIMATIC NET软件安装后，点击桌面上的Station Configurator快捷键或任务栏的图标。
选择1#插槽，点击Add按钮，在添加组件窗口中选择OPC Server并点击OK。
选择3#插槽，点击Add按钮，在添加组件窗口中选择IE General，点击Properties查看网络参数（Station Configuration Editor中双击IE General设置网络参数）。
点击Station Name按钮，PC站名称，点击OK完成站的硬件组态。
2)配置控制台（Configuration Console）的使用与设置
打开配置控制台Start—SITMATIC—SIMATIC NET—Configuration Console
Configuration Console是组态设置和诊断的工具，用于PC硬件组态和PC应用程序的组态和诊断。正确完成PC站的硬件组态后，可以看到IE General的模式从PG mode切换到Configured mode，插槽号（Index）自动指向3。
在Access Points设定窗口中，将S7ONLINE双击设置指向PC internal(local)。此设定为PC站组态的下载做准备。
3)在SIMATIC NET中组态PC Station 因字数限制省略
4)组态下载 因字数限制省略
5)数据通信的测试---OPC Scout工具进行OPC Server和PLC的数据通信测试

降的方法 
 
要降低系统使用成本，可以从硬件和软件两个角度来考虑，在硬件方面可以考虑通过电路的组合，减少使用I/O点数的机会，在软件方面则是通过程序的组合扩展I/O点的使用，实现一点多用。 
硬件上实现降 
 
硬件方面降在利用现有PLC设计控制系统方面具有实际意义。可采用以下几种方法来实现： 
外界信号分组输入 
 
在具有手动控制和自动控制2种效果的系统中，自动控制程序和手动控制程序一般不会同时执行．这时可将自动与手动信号按不同控制状态要求分组接入PLC输入端子，如图1所示(以三菱FX2小型PLC为例)。 
 
SBI和SB2按钮都使用X0输入端，但他们不是同时起作用，这样，通过PLC的硬件公共点(COM)接线的转换和软件分时执行各自不同的用户程序段的方法，使得PLC的1个输入点可分别反应2个输入信号的状态。起到2个输入点的作用，来完成PLC在2种工作状态下的输入功能，提高了PLC输入点的利用效率，节省了PLC输入点的实际数量。图中SA用来选择自动／手动程序，供自动／手动切换之用，二管用来切断寄生信号，避免错误信号的产生。 

在由继电器输出型的PLC控制系统控制的复杂系统中，通过矩阵输入可以明显的减少所需PLC输入点数。图3中，将输出端的COM2和输入端的COMl连接起来。利用软件使Y430，Y4 31，Y432轮流为“1”状态，则Y430为“1”时读入K1，K2，K3的状态。在梯形图中，应将Y430和X400的常开触点串联作为K1提供的输入量；Y431为“1”时读入K4，K5，K6的状态等。图中二管是用来防止寄生电路的产生。这种输入方法对不常变化的输入元件特别适合。 
部分信号不占端子 
 
对一些功能简单，涉及面很窄的输入信号，如手动操作按钮、热继电器常闭触点等，可将他们设置在PLC的外部硬件电路中，没有必要作为PLC的输入信号。 
2.2用软件功能实现成本降低 
一点多用 
 
（1）通过计数器实现 
 
一个电路的启动和停止控制通常是由2只按钮分别完成的。当一台PLC控制多个具有启/停操作的电路时，将占用很多输入点，如果用1只按钮实现启动和停止则可节省一半的输入点,用计数器实现的单按钮起停控制电路

1）、PLC的发展现状

    目前，随着大规模和大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，性提高，编程和故障检测为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。

    现在，世界上有200多家PLC生产厂家，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色。其中，美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，的有A-B公司、通用电气（GE）公司、（MODICON）公司。欧洲PLC产品主要制造商有德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE公司。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士等，韩国的三星（SAMSUNG）、LG等，这些生产厂家的产品占有80%以上的PLC市场份额。

    经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在开展PLC业务时有较大的竞争优势，如：需求优势、产品定制优势、成本优势、服务优势、响应速度优势。

 

    2）、PLC的发展趋势

 

    随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。

    （1）、在产品规模方面，向两发展。一方面，大力发展速度快、的小型和小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。

 

    （2）、向通信网络化发展

 

    PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前，PLC制造商都在发展自己的通信模块和通信软件以加强PLC的联网能力。各PLC制造商之间也在协商通用的通信标准，以构成大的网络系统。PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的组成部分。

 

    （3）、向模块化、智能化发展

 

    为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的智能模块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了系统的性。

 

    （4）、编程语言和编程工具的多样化和标准化

 

    多种编程语言的并存、互补与发展是PLC软件进步的一种趋势。 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，使PLC的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。

PLC的处理器（CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。

 

    与一般的计算机一样，CPU是整个PLC的控制，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作：

 

    （1）接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。

 

    （2）用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。

 

    （3）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

 

    （4） PLC进入运行状态后，执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号，以完成用户指令规定的各种操作。

 

    （5）响应各种外围设备(如编程器、打印机等）的请求。

 

    PLC采用的CPU随机型不同而不同， 目前，小型PLC为单CPU系统，中型及大型则采用双CPU甚至多CPU系统。目前，PLC通常采用的微处理器有三种：通用微处理器、单片微处理器（即单片机）、位片式微处理器。

 PLC由哪几部分硬件组成？
PLC的硬件一般由主机、I/O扩展机及外部设备组成。
（1）主机包括：微处理器（MPU）。常用的微处理器有：Z80A、8085、M6800、M6809、8086、M68000。单片机有：8039、8031、M6801。
存储器：PLC的存储器用于存储程序和数据，一般采用ROM或EPROM。
I/O接口：I/O接口是主机与外部设备、I/O模块等的连接部件，用于扩弃PLC总线的驱动能力输入输出点数。
（2）电源：电压范围在160VAC-260VAC。
（3）输入/输出模块：用于调理输入输出信号，对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等。包括直流开关量输入模块，交流开关量输入模块，直流开关量输出模块，交流开关量输出模块。
（4）功能模块：包括A/D模块和D/A模块，温度传感器模块，高速计数模块，PID模块，远程I/O模块，通讯模块。
（5）扩展口
（6）编程器
（7）其他外设：打印机，显示器

PLC的基础技术的进展，主要集中在两个基本方面：执行多任务和程序互换。

  所谓执行多任务，就是在一个PLC系统中可同时装几个CPU模块，每个CPU模块都执行某一种任务，控制与其所执行任务相关的I/O模块的存取。其实，按照IEC 61131-3的概念，我们应该确切地称之为通过多配置执行多任务。例如，三菱电机的小Q系列多可以在一个机架上插4个CPU模块；富士电机的MICREX-SX系列多可以在一个机架上插6个CPU模块。这些CPU模块可以是专门用于逻辑控制、顺序控制的，也可以是运动控制用的，还可以是做过程控制用的，上述在bbbbbbs操作系统的环境下执行PC机任务的模块，也是供用户选择的一种选项。从某种意义上讲，这也是一种混合式的控制系统。
PLC的传统软件模型包括一个资源，运行一个任务，控制一个程序，且运行于一个封闭系统中。而在IEC 61131-3可编程控制器编程语言标准的软件模型中，在其上层把解决一个具体控制问题的完整的软件概括为一个“配置”。它专指一个特定类型的控制系统，包括硬件装置、处理资源、I/O通道的存贮地址和系统能力，等同于一个PLC系统的应用程序。在一个由多台PLC或由多个CPU构成的PLC控制系统中，每一台PLC或每一个CPU的应用程序就是一个立的“配置”。在一个“配置”中可以定义一个或多个“资源”。可把“资源”看作能执行IEC程序的处理手段，它反映PLC的物理结构，在程序和PLC的物理I/O通道之间提供了一个接口。只有在装入“资源”后才能执行IEC程序。一般而言，通常资源放在PLC内，当然它也可以放在其它支持IEC程序执行的系统内。在一个“资源”内可以定义一个或多个任务。任务被配置后可以控制一组程序或功能块。这些程序和功能块可以是周期地执行，也可以由一个事件驱动予以执行。
    由此可见，该软件模型足以映像各类实际系统：对于只有一个处理器的小型系统，其模型只有一个配置、一个资源和一个程序，与现在大多数PLC的情况相符。对于有多个CPU模块插装在同一机架上的中、大型系统，每个CPU模块被视作一个配置，可由一个或多个资源来描述，而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统，包含多个配置，而一个配置又包含多个处理器，每个处理器用一个资源描述，每个资源则包括一个或多个程序。
    值得指出的是，近些年来在日本开始流行的多CPU的PLC结构，恰恰是在IEC 61131-3标准颁布后多年之后才问世的。这个PLC结构的性变化，显然是建立在这个软件模型的

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