南京西门子一级代理商交换机供应商

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  PLC（可编程控制器）是20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置，早是用于替代传统的继电器控制装置，功能上只有逻辑计算、计时、计数以及顺序控制等，而且只能进行开关量控制。其英文原名为“Programmable LogicController”，简称为PLC，中文称“可编程逻辑控制器”。后来，随着技术的进步，其控制功能已经远远出逻辑控制的范畴，其名称也就改为“Programmable Controller”，称PC。但PC又容易与个人计算机（Personal Computer）的简称PC产生混淆，所以近年来人们又倾向于使用PLC这一简称，中文仍然称“可编程控制器”。

     上世纪60年代，由于美国汽车工业需要进行大规模的技术改造和设备新，由传统的继电器控制装置来进行控制，不仅体积庞大、故障率高、柔性差、不灵活、耗能，而且调试困难，性也差。1968年美国通用汽车公司提出使用新一代控制器的设想，从用户的角度考虑，该公司对新一代控制器提了10点要求，为各大公司提供了明确的开发目标。次年，就由美国DEC（数字设备公司）研制成功了台可编程逻辑控制器PDP-14。差不多同时，美国MODICON公司也研制出084控制器。它们的问世，引起了全世界的瞩目，美国的其他公司和西欧、日本等工业发达国家，也相继研究开发出类似的产品。

     由于PLC吸取微电子技术和计算机技术的新成果，因此发展十分，从单机自动化到整条生产线的自动化，乃至整个工厂的生产自动化，从柔制造系统、工业机器人到大型分散型控制系统，PLC均承担着重要角色。

     PLC技术代表了当今电气程序控制的水平。通过PLC与各种单元自动化装置（如智能仪表、数字化传单装置、智能的液压和气动阀组等）以及现场总线、计算机网络系统，构成了车间和工厂自动化的完整体系。

     可编程控制器应用非常广泛，通过近年来对国内进行的调查，可知其在各个领域应用分布大致如下：

  在PLC发明之前，在工业控制的顺序控制领域内，常常采用诸如继电器、鼓式开关、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件，尤其是控制继电器，在离散制造过程控制领域内，成为“开关控制系统”中广泛使用的器件。但是，随着工业现代化的发展，生产规模越来越大，劳动生产率及产品质量的要求在不断提高，对于控制系统的性也提出了高的要求，原有“继电器控制系统”已不适应需要，究其原因是： 动作缓慢；寿命短、性差；体积大、耗电多；设计制造周期长、程序修改费时；不能实现与计算机对话。

   到上世纪60年代后期，虽然小型计算机已日趋完善，应用领域也在不断扩大，但小型计算机用于开关控制系统，又显然存在着“大马拉小车”的情况，这是由于小型计算机的特点决定的：编程复杂，要求有较高水平的编程人员和操作人员； 需要配套非标准的外部接口，对环境和现场条件的要求过高； 功能过剩，机器资源未能充分利用；造昂。需要与可能性，促使人们寻求新的出路，PLC应运而生。 它应用于美国的汽车工业，这时的PLC用固态（集成）电路来代替继电器逻辑电路，用存储器电路中的存储数位（程序）来代替继电器系统的布线，以程序来规定逻辑关系；用固态I/ O电路来检测按钮和限位开关的信号，给出输出以控制电机和其它执行机构。这时的PLC系统已开始具有如下一些特点：环境适应性较强，可以使用于车间现场；有较高的性和诊断 能力，维修容易；基本能适应不同的制造过程所需，柔性度有 了较大提高，只要改变系统中的程序即可改变控制“逻辑”，而 改造或换控制硬件等。        

    自以来，微处理器开始引入PLC领域，大大加强 了PLC的作用，使PLC由简单地代替继电器电路，而发展为先 进的控制装置。当今PLC具有采集与处理大量数据、完成数学运算、与其它智能器件通信的能力，以及具有的人－机对 话手段（如键盘、CRT和语音对话），近年来由于现场总线理念的出现和相关标准的建立，以及产品的发展，PLC成为 现场总线的一个重要组成部分，进一步扩大了PLC的应用领 域。

  由于PLC同时提高了功能和柔性度，使其应用增长，并普及到许多其它离散零件制造工业领域。随后又扩展到与批 量生产和连续生产过程有关的工业领域。随着CIMS(计算机集成制造系统）的发展，PLC当前还被人们用于工厂通信网络 之中，与其它智能控制器和计算机系统一起成为计算机综合控制系统中的重要组成部分，特别是单元级和工作站级。

    从1969年台PLC问世至今，可编程控制器大约经历了三个阶段：

    阶段：开发的PLC容量较小，I/O点数小于120点。用户存储区容量在2KB左右，扫描速度为20~50ms/KB，指令较为简单，只有逻辑运算、计时、计数等，编程语言采用简单的语句表语言。使用上，主要用来作开关量控制。    二阶段：PLC 的容量有所扩展，I/O点数从 512点至1024点，用户程序存储区扩展到8KB以上，速度也有提高，扫描速度达到5~6ms/KB，指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数外，还增加了算术运算指令、比较指令，以及模拟量处理指令等，输入／输出类型也由纯开关量I/O，扩展为带模拟量的I/O。编程语言除了使用语句表外，还可以使用梯形图编程语言。

    三阶段：进入80年代以来，随着大规模和大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器构成的PLC得到惊人的发展，其功能远远出了上述两阶段的产品。使PLC在概念，设计，性价比以及应用方面都有了新的突破。这一阶段的产品向大型和小型两个方向发展。大型产品的I/O点数，过4 000点，有些产品达到8 000个I/O点，用户存储区容量过32KB，配置有各种智能模块（例如温度控制模块、轴定位模块、过程控制模块等）和通信模块，扫描速率也大大提高，达到0.47ms/KB，指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数、顺序控制外，还有算术浮点运算指令、PID调节功能指令、图形组态功能指令、网络和通信指令等。编程语言普遍采用梯形语言，同时也使用语句表和顺序功能图语言（典型的有GRAFCET语言）。为了提高系统的性，设计上考虑了容错技术和冗余技术等。这一阶段的小型产品向小型化和加强型功能发展，有16点I/O，24点I/O的整体型小型PLC在小型PLC上配置模拟量I/O、通信口、高速计数，指令上也设置有算术运算、比较指令以及PID调节指令。小型PLC使用的手握式编程器使用大面积液晶显示器，也可以用梯形图和GRAFCET语言进行编程。

   这一阶段PLC的软件设计也有很大改进，普遍实现了软件模块化设计，在PLC产品上提供大量的通用和软件功能模块，用户通过简单的功能调用就可实现复杂的控制任务给使用带来大的方便。使用的编程器越来越完善，编程器实际上已经是一台个人计算机，可以实现离线编程或在线编程及监控，程序打印以及程序固化，实现图形组态，可以联网（即挂在PLC网络上），有些编程器还可以使用语言

除了编程器外，很多PLC可以使用通用的笔记本电脑实现编程，开发一些软件，充分利用个人计算机的能力，完成各种的编程功能，省却了编程器，既便于推广又节省投资。随着技术的进步，PLC的功能越来越强，应用范畴越来越广，与其它工业控制机，如分散型控制系统（DCS）的界限已经不十分明显，很多以往由分散型控制系统来完成的控制，现在用PLC都能实现，因此在应用上“交错”已经成为普遍现象。

FP0R特点 

高速运算处理。为生产性的提高做出贡献。

0～3000步，高速80ns/（ST指令）只需将以往的FP0(2.7K步)转移到FP0R上，即可大幅地缩短扫描时间。

3001步以上的情况下也可达到以往速度的1.5倍

FP0基本指令速度为900ns。FP0R则是该速度的1.5倍，即600ns。即使程序因设备和装置功能的提升而增大，配合使用上述高速处理部分(0～3K步)即可提高处理速度，大幅提升生产性

灵活运用高速性。用作传感器控制器也十分适合。

例如贴标签机械。要对高速卷动的纸衬纸带上的标签头部或者标签终端边缘进行检测时，需要具备以下能力：可瞬时光纤传感器的输出信号，并高速地对滚筒的旋转进行控制。

FP0R的扫描时间如下所示：

●100步程序的情况下为0.2ms以下。

●1000步的情况下也仅需0.5ms以下。

具备高速的能力。

与Sunx生产的光纤传感器组合使用，FP0R可作为传感器控制器来发挥威力

程序容量32k步、数据寄存器32k字。 

随着装置、设备的高功能化(模拟控制、定位、通信、触摸屏)发展，程序不可避免地会增大，并变得复杂。FP0R通过大容量程序内存32k步来解决这一课题，并进一步地将数据寄存器扩大到32k字，在支持程序增大的同时，还使履历管理、多品种数据设定等变得加简单。

※C10/C14/C16中16K步、数据寄存器12字

配备立的注释内存。

便于维护程序 

在计算机上管理程序时，常常会难以辨别“到底哪个是终数据呢？”等，而正在运行的设备的PLC内的程序往往是确凿的。FP0R配备了立的注释内存，使所有注释均可与程序一同保存到PLC内，使得程序管理、维护变得十分轻松。

对应下一代编程工具FPWIN Pro 

功能块(FB)和顺序功能图(SFC)中如果没有图画信息(项目文件)，则无法在计算机上描绘出原先的图画。由于FP0R可利用注释内存来保存项目文件，因此读取程序后，可恢复原先的图画。为此，可在舒适的环境中使用FPWIN Pro。

标准配备Mini USB2.0编程口。 

无电池、对所有数据进行备份。 

  FPO特点

非常节省空间！不受安装场所限制的袖珍型控制器 

特长

1、 小型尺寸W25×H90×D60mm。（※）

在尺寸方面一般的小型PC机，可与机器组合控制为控制单元小型化作出贡献。※32点的控制单元宽度为W30mm。

2、大可以扩展到3个单元128点。

采用了扩展电缆的堆叠扩展方式。在扩展3单元的情况下宽度仅为105mm非常节省空间。

3、扫描时间约为1ms的高速运算。

500步的程序只需1ms就可处理完毕。处理速度可充分满足小型PLC的需求。

4、配合小型机身的端子形状。

继电器输出型采用了欧式端子台方式。可在拆卸端子台后进行接线作业。对批量生产的装置，配备了Molex连接器型的端子。晶体管输出型附带了散线连接器

程序容量为10K型的产品新上市。

标准配备了日历挂时钟和RS232C端口。使用2次电池对运算内存进行了备份。

控制单元仅有25mm，甚至扩展到I/O 128点，宽度也只有105mm。

I/O 32点控制单元和S-bbbb控制单元的宽度为30mm

控制单元的小尺寸为W25×H90×D60mm。

另外，大可扩充到128点。此时的尺寸为W105×H90×D60mm。小型外形设计了以往人们对小型PLC的看法。从安装面积来看为机器设备控制盘的小型化作出了贡献。安装的方式，有3种方式可供选择。

多使用三个扩展单元。采用堆叠方式不需要任何电缆。扩展单元可以直接连接到控制单元上。扩展单元可使用表面的扩展连接器和锁定单排触头即可形成层叠系统，而无须特殊扩展电缆，底板等等。

无论是端块还是连接器，仅仅移动终端部分即可简单布线。终端块

终端块可以直接插入而转动或挤压（欧式由Phoenix公司制造）可处理从0.2的到1.25mm2的电线。【兼容型号】FP0-C10RS、C10CRS、C14RS、C14CRS、E8RS、E8YRS、E16RS连接器

批量生产时组合十分方便的连接器型（Molex公司制造）可处理从0.2的到0.75mm2的电线。【兼容型号】FP0-C10RM、C10CRM、C14RM、C14CRM、E8RM、E16RMMIL连接器单元连接器可用于16点和32点单元。由于松散布线和压触型设计布线即简单又绝缘。可以处理从0.2到0.3mm2的电线。【兼容型号】FP0-C16T、C16CT、C32T、C32CT、T32CT、E8X、E8YT、E16X、E16YT、E16T、E32T

程序内存使用了EEPROM此外，程序甚至在运行的过程中可被修改！

在RUN中具有重写程序的功能

当FPO正在运行时，例如FPO正在进行程序纠错和启动调试时，可以重写程序。

不需要备用电池

程序内存使用了EEP-ROM。程序和内部内容备用电池即可被存储，甚至对机器的编码程序进行编码也是的。

密码功能

密码功能仅为修改程序而设计。只有被授权的人才能修改程序，因此程序比以前有。

执行每个基本指令只需0.9μs的高速运算。满足了高速响应的需要。

高速执行

每个基本指令执行速度为0.9μs。500步的程序只需1ms的扫描时间，这意味着FPO的运行速度在同类产品中是快的。

脉冲捕捉的功能

可以捕捉短到50μs的脉冲，可用于传感器的输入.

中断输入功能

执行，不受扫描时间的影响。

采用了2轴相互立的位置控制方式，内置与PWM输出相对应的高速计数器。

脉冲输出功能（限于晶体管输出型）装配了2通道，大的为10kHz的脉冲输出。（2通道输出时为5kHz）各自可以立进行控制，因此可以和2轴立的位置控制用途相对应。配备了自动梯形控制，原点返回和JOG运行的指令，设定非常简单。 

使用自动梯形控制指令后，位置控制变得如此简单！

高速计数的功能对单相配备了4通道，2相则为2通道。在单相的情况下，4通道合计为10kHz；2相的情况下，2通道合计为2kHz。以此计数速度，可用于对变频器进行控制等。

     PWM输出功能（限于晶体管输出型）因为装载了PWM输出（脉宽调制输出）可以通过紧凑型的FPO进行简单的温度控制。附带RS232C端口的控制单元的系列化。（型号C10CR,C14CR,C16CT,C32CT,T32CT,SL1）通过使用RS232C端口可直接连接操作指示面板和计算机。另外，与条形码阅读器等RS232C装置的双向数据交换也很简单。

·在端口部分，通过3端子S.R.G进行连接。可以通过编程口连接操作指示面板。

·在继电器型，晶体管输出型的控制单元上都配置了带RS232的端口。

模拟量单元的组成也很丰富

在小型的机身上，有模拟量输入2ch，模拟输出1ch的模拟量I/0单元，模拟量输入8ch的A/D转换单元，模拟量输出的4ch的D/A转换单元，组成的转换单元。另外，还具有小型高功能的特点，其分辨率达到1/4000（12bit)。主机的拨码开关与各种I/0范围相对应，非常便于使用。

可以与省配线系统S-bbbb直接相连的FPO也已系列化T型分支的S-bbbb的省配线/省施工功能可以使控制面板的小型化得以实现。可对输入64点`输出64点的S-bbbb I/0装置进行控制。另外，多可扩展3个FPO扩展单元，从而实现的I/O配置。

FP Web-Server单元,可从Web浏览器对FPO的运行情况进行监控通过使用FP Web-Server单元与FPO通过RS232C相连接,使用软件（FP Web Configurator Tool）进行设定后,可从计算机的Web浏览器对FPO的运行情况进行监控。

如果使用C-NET,多个FPO可作为数据收集终端使用。如果利用本公司的网络C-NET,使用的适配器,多个FPO通过2线电缆可以进行多路传输线形式的连接。也可以作为使用计算机的分散控制及集中管理系统的网络终端使用。

PCWAY

为了从网络上的PLC收集数据,配备了Excel加载宏软件"PCWAY"。在Excel的工作表上可以简单地写入PLC的触点及数据寄存器的内容。发生异常情况时,也可以进行发信及查询状况。

PID控制器的参数整定是控制系统设计的内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。

PID控制器参数的工程整定方法，一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。

PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

温度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

压力P： P=30~70%，T=24~180s；

液位L： P=20~80%，T=60~300s；

流量L： P=40~**，T=6~60s。

这里介绍一种经验法，方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。

1.概述

PLC目前已广泛用于工业控制中，随着技术的发展以及现在信息技术的要求，会遇到要求把PLC内部的数据监控并保存处理等，这样的监控处理通常由计算机完成，因为计算机在目前已非常普片，便于信息的处理、交换。

这样监控并保存数据的功能我们通常叫“日志功能”

实现的方式一：

1.用现成的上位组态软件实现，这通常有现成的厂家销售，如组态王等软件。

优点：这样的技术比较成熟，有资料可查

缺点：这样的软件需要购买，会增加成本，要编写程序，设计界面等。

实现的方式二：

用户自已通过语言编写通讯界面，如通过VB、C++等语言自已开发界面并设置通讯操作。

优点：这样成本比较低，而且用户可以根据自已的习惯、喜好设置画面。

缺点：这个对用户的要求比较高，用户需要掌握语言的编程，会PLC编程的人不一定会掌握这些语言程序的编写。

实现的方式三：

通过三菱提供的软件实现方式：

三菱电机提供了MX Sheet和MX Component这两个软件，通过安装这两个软件，并进行简单的设置后，就可以在电脑的EXCEL软件中增加一个工具栏MX Sheet，通过设置可用电脑监控PLC的数据并能够将这些数据保存到电脑，以便日后查询。

使用此方式的优点：

﹙1﹚购买其他软件，此软件三菱的代理商会提供这软件

﹙2﹚使用方式简单，不需要特别的编程，只要按手册进行简单的设置，就可以建立起通讯、监控保存数据

﹙3﹚利用此软件不仅可以监控PLC数据，还可以向PLC写入数据，显示注释、报警等功能

2.软件、硬件软件配置硬件配置

PLC、电脑、通讯接口及通讯线

对于FX系列PLC，可以通过编程口或是扩展232、422等口实现通信

本教程中的操作PLC为FX2N，直接利用它自带的编程口422接口、通讯电缆就是PLC的编程电缆SC-09。

422和232的通讯距离比较近，如需长距离通讯，可以用485方式实现，PLC扩展485通讯口，电脑增加232转485的通讯口

3.通讯软件安装（实际操作）软件介绍

MX Sheet是一种通讯支持软件，程序，只通过简单的设置就能通过EXCEL收集软元件的数据。

4.通讯软件设置（实际操作）

5.举例

监控安装好后MX Sheet软件后，就会在电脑的EXCEL软件中增加一个工具栏，利用这工具栏中的工具可以进行一些列的设置

对PLC的数据监控、保存、写入等都是在EXCEL中

MX Component用于建立PLC和电脑之间的通讯。

要使用MX Sheet要同时安装MX Component

三、FX系列PLC连接触摸屏

安装好MX Sheet和MX Component 后通过设置就可以在电脑的EXCEL中实现图示的功能

一、设备控制要求

走停送料、静态切割是普遍的切割方式之一，因为与其他切割系统相比，其机械结构比较简单。示意图如下图所示。

步进电机运转时，材料靠滚轮引出，当引出长度达到预设值时，步进电机停止送料，气缸带动动作，将材料分切成大小相同的成品。

二、西门子S7-200 PLC的I/O分配

三、西门子S7-200 PLC程序设计

根据控制要求，程序结构可分为5个部分，即主程序MAIL、自动控制子程序AUTO、手动控制子程序JOG、手动停止子程序ESTOP和自动切割中断程序CUT。它们的关系如下图所示。

在主程序中，根据工作方式选择开关SA，调用自动加工程序或手动加工程序。在自动加工方式下，当达到送料长度时，触发中断，自动执行切割中断程序；在手动工作方式下，按下按钮则开始工作，松开按钮执行到位停止子程序。

1、主程序MAIL

主程序的任务是将控制程序的各个模块组合起来，在主程序中，根据工作方式选择开关SA的状态，选择调用相应的子程序即可进入选定的工作状态，开关SA的信号送到PLC的I0.2。

2、自动控制子程序（AUTO）

定长切割设备中只有一台步进电机需要控制，因此控制程序中，仅对一个高速脉冲发生器进行编程。自动控制子程序，根据设定的速度和长度控制切割设备自动运行，当设备已经回到零点，且切割在原位时，按下启动按钮后，电机带动送料设备自动运行，到达的长度后停止。切割由气缸驱动自动切割，切割到位后回退到原位停止。

自动控制子程序

3、手动控制子程序（JOG）

手动控制子程序，实现设备的手动回零、前进、后退以及的手动前进和回退。按下相应的按钮则产生相应的动作，松开按钮，动作停止。手动控制用于设备自动运行前的调整以及设备的单步调试。

4、手动停止子程序（ESTOP）

手动停止子程序，实现设备手动运行时的停止控制。手动方式下松开按钮时，调用手动停止子程序，禁止PTO脉冲输出，电机停止。

5、自动切割中断程序（CUT）

自动切割中断程序实现送料到位后，的自动切割和回退控制。在自动方式下，脉冲串发送结束时，到达的送料长度，这就是19号中断事件，此时自动调用与该中断事件相联系的自动切割中断程序。

一、设备控制要求

物料称重装置结构示意图如右图所示。加料控制门打开时，物料从加料仓进入料斗，随着料斗中物料的增加，在重力作用下光电编码器旋转的角度增大，编码器将重量角位移信号转变为高速脉冲信号，通过西门子PLC高速计数器端口输入PLC，使用高速计数器HSC1对脉冲进行计数，从而实现对料斗中物料重量的测量。当达到设定的重量时，西门子PLC控制电磁阀，执行元件驱动加料控制门关闭，停止加料。空料斗放置到位后，加料控制门打开，重新开始加料。

二、西门子PLC的I/O分配

三、设备控制程序设计

1、程序结构分析

根据设备控制要求，程序结构可分为5个部分：主程序MAIL、高速计数器初始化子程序INI、手动称重子程序MWEIGH、自动称重子程序AWEIGH和中断子程序INT。

在主程序中，除了在个扫描周期调用高速计数器初始化子程序INI外，还要根据工作方式选择开关，调用手动称重子程序MWEIGH或自动称重子程序AWEIGH。在自动称重方式下，当物料达到规定的重要时，触发中断，自动执行中断子程序；当在手动称重方式下时，可以手动控制加料控制门的打开或关闭。

2、控制程序设计

（1）主程序

主程序的任务是将控制程序的各个部分组合起来。在主程序中，个扫描周期调用初始化子程序，并且根据工作方式选择开关SA的状态，选择调用相应的工程序进入特定的工作状态，开关SA的信号送至PLC的I1.5。

（2）高速计数器初始化子程序（INI）

高速计数器初始化子程序，根据控制要求设定高速计数器HSC1的控制字节、计数初始值、预置值。通过高速计数器定义指令HSC1工作于模式0，计数器的当前值等于设定值时，产生13号中断事件，执行中断程序0。

（3）自动称重子程序（AWEIGH）

系统在自动工作方式下，执行自动称重子程序，按下启动按钮，当空料斗到位后，自动加料标志位置1，加料控制门打开，高速计数器，开始计数。按下停止按钮，加料控制门关闭，自动加料标记位复位。

（4）中断程序（INT）

加料控制门打开后，物料流入料斗，高速计数器的当前值不断增加。当前值等于设定值时，触发中断事件，执行中断程序。在中断程序中，使加料控制门关闭，自动加料位复位，重新设置高速计数器的初始值。

（5）手动称重子程序（MWEIGH）