西門子6SL32110KB112BB1 ，西門子6SL32110KB112BB1 {心中有空間,夢(mèng)想就有可能}
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用西門子S7-200型 PLC做閃光電路程序設(shè)計(jì)
程序設(shè)計(jì)要求：對(duì)定時(shí)器的使用，如何來(lái)控制燈光的閃爍頻率。同時(shí)延伸到對(duì)電鈴和蜂鳴器的控制。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，要求在兩秒鐘內(nèi)有一秒亮有一秒滅，如此反復(fù)，燈一閃一閃發(fā)光。接線圖如下所示：
程序設(shè)計(jì)首先對(duì)根據(jù)要求對(duì)PLC內(nèi)部的軟元件進(jìn)行分配。分配參考如下：
I區(qū)（輸入?yún)^(qū)）
Ｉ0.0 啟動(dòng)按鈕
I0.1 停止按鈕
T區(qū)（定時(shí)器區(qū)）
T37 滅燈計(jì)時(shí)器
T38 亮燈計(jì)時(shí)器
Q區(qū)（輸出區(qū)）
Q0.0 燈輸出
M區(qū)（中間繼電器區(qū)）
M0.0 中間繼電器
地址分配好了，進(jìn)行程序編寫。參考程序如下所示：
讀取CPU 412-2DP的Q區(qū)地址超范圍的問(wèn)題
下面是CPU模塊信息的診斷緩沖區(qū)中的事件：
Event 1 of 120: Event ID 16# 2522
Area length error when reading
Q area, bit access, Access address: 240
FC number: 250
Module address: 314
Requested OB: Programming error OB (OB121)
Priority class: 1
Internal error, Incoming event
07:38:26.517 PM 08/19/2013
診斷信息指出讀取Q區(qū)的位地址出錯(cuò)，錯(cuò)誤地址240，要求調(diào)用編程錯(cuò)誤組織塊OB121。
從CPU 412-2的手冊(cè)查到默認(rèn)的過(guò)程映像地址為128字節(jié)，超出范圍可改為PQ地址，但是PQ區(qū)不能使用位地址，需要改為字節(jié)、字或雙字地址。可在CPU屬性對(duì)話框的“周期/時(shí)鐘存儲(chǔ)器”選項(xiàng)卡設(shè)置I/Q區(qū)的范圍（見(jiàn)下圖）。
什么是PLC
它是一種
即時(shí)系統(tǒng)有別於個(gè)人電腦 .傳統(tǒng)式以繼
電器為主的電機(jī)控制系統(tǒng)中, 每當(dāng)變更設(shè)計(jì)時(shí),整個(gè)系統(tǒng)幾乎都要重新制作, 不但費(fèi)時(shí)又費(fèi)力;同時(shí)由於繼電器還有接點(diǎn)接觸不良、磨損、體積大之缺點(diǎn), 因此造成成本升高、可靠性低、不易檢修等問(wèn)題.為了改善這些缺點(diǎn),美國(guó)DEC在1969年首度發(fā)表：可程式控制器(Programmable Controller).
程式控制器在發(fā)表初期被稱為(Programmable Logic -Controller)簡(jiǎn)稱PLC, 最先的目的是取代繼電器，從而執(zhí)行繼電器邏輯及其他計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)等功能的順序控制為主, 所以也稱順序控制器,其結(jié)構(gòu)也像一部微電腦,所以也可稱為微電腦可程式控制器(MCPC),直到1976年,
美國(guó)電機(jī)制造協(xié)會(huì)正式給予命名為Programmable Controller, 即可程式控制器,簡(jiǎn)稱PC,由于目前個(gè)人電腦(Personal Computer)極為普遍, 加上常與可程式控制器配合使用,為了區(qū)分兩者, 所以一般都稱可程式控制器為PLC 以加以分別.
目前市面上之PLC控制器種類繁多,依照制造廠商及適用場(chǎng)所的不同而有所差異, 但是每種廠牌可依機(jī)組復(fù)雜度分為大、中、小型;而一般工廠及學(xué)校通常使用小型PLC, 其中以日系F系列及我國(guó)A系列PLC較受國(guó)人愛(ài)用. 而本CAI將以三菱FX2 PLC控制器 為主加以介紹,望使用者能對(duì)PLC有更深的瞭解, 在使用PLC時(shí)能更得心應(yīng)手. 可程式控制器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可用下圖來(lái)表示, 其內(nèi)部處單元包括CPU、輸入模組、輸出模組三大部門, PLC控制器的CPU 會(huì)經(jīng)由輸入模組取得輸入元件所產(chǎn)生的訊號(hào), 再?gòu)挠洃涹w中逐一取出原先以程式書寫器中輸入的控制指令, 經(jīng)由運(yùn)算部門邏輯演算後,再將結(jié)果通過(guò)輸出模組加以驅(qū)動(dòng)外在的輸出元件.[2]
PLC控制器的發(fā)展歷程
作為離散控制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC控制器年增長(zhǎng)率保持為20%～30%。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和PLC控制器市場(chǎng)容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來(lái)PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的增長(zhǎng)速度放緩。但是，在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家PLC的增長(zhǎng)十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。
PLC控制器是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，二十世紀(jì)七十年代的
PLC控制器只有開(kāi)關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入PLC控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC控制器的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過(guò)程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC控制器每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC控制器，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開(kāi)關(guān)量來(lái)處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC控制器使用另外一個(gè)CPU來(lái)完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。
相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC控制器比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒(méi)有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的
管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。
近10年來(lái)，隨著PLC控制器價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的中小設(shè)備開(kāi)始采用PLC控制器進(jìn)行控制，PLC控制器在我國(guó)的應(yīng)用增長(zhǎng)十分迅速。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC控制器在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。
通用PLC控制器應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)可以認(rèn)為它就是一個(gè)
嵌入式控制器，但PLC控制器相對(duì)一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到的一些用戶原來(lái)采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC控制器或定制PLC取代嵌入式控制器。[3-4]
西門子S7—300系列產(chǎn)品介紹
概述
S7-300是模塊化小型PlC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。其模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。
系統(tǒng)組成
中央處理單元(CPU)：各種CPU有不同的性能，例如，有的CPU上集成有PROFIBUS—DP通訊接口等。
信號(hào)模塊(SM)：用于數(shù)字量和模擬量輸入／輸出。
通訊處理器(CP)：用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。
功能模塊(FM)：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作(開(kāi)環(huán)或閉環(huán)定位)和閉環(huán)控制。
負(fù)載電源模塊(PS)：用于將SIMATICS7—300連接到120／230V交流電源，或24／48／60／110V直流電源。
接口模塊(1M)：用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架(ER)。S7—300通過(guò)分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。
SIMATICS7—300適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。
功能
SIMATICS7—300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下：
高速的指令處理：0．1—0．6u s的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算：用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。
方便用戶的參數(shù)賦值：一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值。
人機(jī)界面(HMl)：方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7—300操作系統(tǒng)內(nèi)、因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。
SIMATIC人機(jī)界面(HMl)從S7—300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。
診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件(例如：超時(shí)、模塊更換等)。
口令保護(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改，操作方式選擇開(kāi)關(guān)：操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫用戶程序。
通訊
這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的STEP7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。
SIMATICS7—300具有多種不同的通訊接口：多種通訊處理器用來(lái)連接AS—I接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)；多點(diǎn)接口(MPl)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程
器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7／C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。CPU支持下列通訊類型：
過(guò)程通訊：通過(guò)總線(AS—I或Pronbus)對(duì)I／O模塊周期尋址(過(guò)程映象交換)。
數(shù)據(jù)通訊：在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間、人機(jī)界面(HMl)和幾個(gè)自動(dòng)化功能塊間相互調(diào)用。
S7—300新模塊
S1MATIC S7—300產(chǎn)品系列又推出了幾種新的模塊，這些模塊擴(kuò)大了用戶的選擇范圍，為更多的應(yīng)用帶來(lái)了便利和可能。新推出的模塊有以下幾種：
▲PS305電源模塊：24—110V DC輸入、24VDC／2A輸出，環(huán)境條件擴(kuò)展型。
▲CPU3141FM中央處理單元新增一種可外插存儲(chǔ)器卡的模塊、該模塊需STEP7V5．OSP3以上版本支持。
▲SM321數(shù)字量輸入模塊：48—125VDC，環(huán)境條件擴(kuò)展型。
▲SM322數(shù)字量輸出模塊：48—125VDC／1．5A、環(huán)境條件擴(kuò)展型。
▲SM331熱電阻／電阻輸入模塊，分辨率24位。
▲SM331熱點(diǎn)偶輸入模塊，分辨率24位。
▲SM3354人／4出模擬輸入／輸出模塊，背板總線隔離，診斷與中斷功能。
▲SM338超聲波位置解碼器，可連4個(gè)超聲波位置傳感器，最多8個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
▲CM35計(jì)數(shù)器模塊，8通道計(jì)數(shù)，最大10KHz，
▲CP343—lIT通訊模塊，10／100Mbps工業(yè)以太網(wǎng)，Web服務(wù)器，WWW網(wǎng)頁(yè)，E—mail發(fā)送功能。
西門子PLC網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)褂弥改?/h1>
PPI協(xié)議是專門為S7-200開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議。S7-200 CPU的通信口（Port 0、Port 1）均支持PPI通信協(xié)議。S7-200 CPU的PPI網(wǎng)絡(luò)通信是建立在RS-485網(wǎng)絡(luò)的硬件基礎(chǔ)上，因此其連接屬性和需要的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備與其他RS-485網(wǎng)絡(luò)一致。
1 網(wǎng)絡(luò)讀寫（NETR/NETW）指令介紹
網(wǎng)絡(luò)讀寫指令一般用于S7-200 CPU之間的PPI網(wǎng)絡(luò)通信。PPI通信前要保證PPI網(wǎng)絡(luò)上的所有站點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)有各自不同的網(wǎng)絡(luò)地址，否則通信不會(huì)正常進(jìn)行。另外，網(wǎng)絡(luò)讀寫指令進(jìn)行編程和應(yīng)用時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
1) 在程序中可以使用任意條網(wǎng)絡(luò)讀寫指令，但是在同一時(shí)刻，最多只能有8條網(wǎng)絡(luò)讀寫指令被激活；
2) 每條網(wǎng)絡(luò)讀寫指令可以從遠(yuǎn)程站點(diǎn)讀取/寫入最多16個(gè)字節(jié)的信息；
3) 使用NETR/NETW指令向?qū)Э梢跃庉嬜疃?4條網(wǎng)絡(luò)讀寫指令，其核心是使用順序控制指令，這樣在任一時(shí)刻只有一條NETR/NETW指令有效；
4) 每個(gè)CPU的端口只能配置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)А?/span>
2 網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)ЫM態(tài)
2.1 硬件連接
下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例（兩臺(tái)S7-200 PLC之間的通信）來(lái)介紹如何使用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)?。首先，兩個(gè)S7-200之間的硬件連接需要一根標(biāo)準(zhǔn)DP電纜加兩個(gè)DP總線插頭。兩臺(tái)S7-200的RS485通信端口連接方式，可參考以下圖片中的連接方式（如果PLC有兩個(gè)通信端口，則任意端口都可進(jìn)行配置，本例中兩個(gè)PLC均以Port 0口做PPI通信使用），如圖1所示。
圖1 兩臺(tái)PLC的網(wǎng)絡(luò)連接
2.2 NETR/NETW向?qū)ЫM態(tài)過(guò)程
2.2.1設(shè)定通信站地址
首先，用PC/PPI編程電纜將兩臺(tái)PLC的網(wǎng)絡(luò)站地址分別設(shè)置為2和3，波特率都為9.6Kbps。這時(shí)，將編程電纜連接到任一個(gè)CPU帶可編程插口的DP插頭上，查找兩臺(tái)PLC的站地址，如圖2所示。
圖2 設(shè)定兩臺(tái)CPU的網(wǎng)絡(luò)地址
在本例中，選定通信地址為3的PLC為網(wǎng)絡(luò)主站，并對(duì)其進(jìn)行向?qū)渲?。選定要做為通信主站的CPU地址，點(diǎn)擊確認(rèn)后即可進(jìn)入該CPU的編程界面。另外，網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)?huì)自動(dòng)將CPU設(shè)置成主站模式，不必另行編程設(shè)置，只需為主站編寫通信程序，從站直接使用通信緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，或?qū)?shù)據(jù)整理到通信區(qū)即可。
2.2.2 向?qū)渲貌襟E
進(jìn)入到編程畫面后，點(diǎn)擊工具菜單欄，找到指令向?qū)нx項(xiàng)，準(zhǔn)備進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)讀/寫功能的向?qū)渲媚Ｊ?，如圖3所示。
圖3 進(jìn)入指令向?qū)Ь幊探缑?/span>
打開(kāi)指令向?qū)Ы缑?，選擇NETR/NETW指令功能，如圖4所示。
