西門子6ES7414-3EM05-0AB0

數(shù)字，模擬，特定的或通訊的-由五個不同的CPU提供了基本功能的擴展可實現(xiàn)獨立模塊的可擴展性。編程是基于易于使用的工程軟件STEP7 Micro / WIN的。因此，在SIMATIC S7- 200微型PLC是在微型自動化領(lǐng)域的可靠，快速，靈活的控制器。

概述
S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價格比。

S7-200 性能*，久經(jīng)考驗，適合于工業(yè)領(lǐng)域的各種應用：

結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處任何應用的理想選擇

在所有CPU型號中的基本和高級功能，

大容量程序和數(shù)據(jù)存儲器

杰出的實時響應－在任何時候均可對整個過程進行*控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性

易于使用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學者和專家的理想選擇

集成的 R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用

極其快速和精確的操作順序和過程控制

通過時間中斷完整控制對時間要求嚴格的流程

西門子工業(yè)業(yè)務領(lǐng)域能夠提供的自動化技術(shù)、工業(yè)控制和驅(qū)動技術(shù)以及工業(yè)軟件，能夠滿足生產(chǎn)企業(yè)的所有需求，涵蓋整個價值鏈——從產(chǎn)品設計和開發(fā)，到產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售和服務。同時，還能針對客戶*的市場和需求，提供專門的綜合定制服務，以使客戶獲益化。通過采用*的軟件和自動化技術(shù)，能夠縮短產(chǎn)品投放市場時間高達50%，同時大幅降低生產(chǎn)企業(yè)的能源和污水處理成本。因此，憑借其節(jié)能產(chǎn)品和解決方案，西門子工業(yè)業(yè)務領(lǐng)域能夠大大提高客戶的市場競爭力，并為環(huán)境保護事業(yè)做出重要貢獻。

利用數(shù)字接口，西門子DesigoCC樓宇和能源管理平臺將不同領(lǐng)域（如暖通空調(diào)、安防、消防等）的數(shù)據(jù)集成在一個用戶界面內(nèi)。這使得集中管理、控制和分析整個樓宇成為可能，使樓宇運營更加經(jīng)濟、安全、節(jié)能和高效。

1 處理單元

處理器單元即CPU，一般由控制器、運算器和寄存器組成。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入傳送到CPU，CPU執(zhí)行用戶程序并將運算結(jié)果傳送到輸出單元，用以驅(qū)動現(xiàn)場設備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個方面：

·運算速度：不同的控制對控制的響應速度需求不同，對于要求響應時間較快的，則要求CPU的運算速度快，并盡快地將運算結(jié)果傳送到輸出單元。

運算速度性能指標可參考CPU指令執(zhí)行時間。

·工作存儲器：根據(jù)控制方案的復雜程度預估需要的工作存儲器大小，考慮適當?shù)挠嗔俊?/span>

·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來描述其允許訪問輸入輸出的能力，8個1量通道占用1個字節(jié)地址空間，1個模擬量通道占用2字節(jié)地址空間。在具體選型時還需要根據(jù)實際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊大數(shù)量。

·集成的通信接口：CPU通過通信接口進行編程組態(tài)，還可與人機界面、其他PLC、分布式I/O等實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據(jù)通信對象（通信對象可以為編程設備、儀表、HMI、其他PLC等等）支持的電氣接口以及所使用的通信協(xié)議選擇集成通信接口。

2 儲存器

PLC 的存儲器包括存儲器，裝載存儲器和工作存儲器。存儲器用于存放 PLC 的程序和內(nèi)部寄存器， 裝載存儲器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存工作存儲器中執(zhí)行。裝載存儲器通常為MC卡，支持外部擴展，而工作存儲器是集成在CPU中并且無法擴展的，在選擇CPU時需根據(jù)控制方案的復雜程度預估可能使用的工作存儲器大小并留有適當余量。選擇裝載存儲器通常只需選擇不小于工作存儲器大小的存儲卡即可。

3 通信接口

通信接口的功能是通過這些通信接口可以和器、 打印機、 其他的 PLC 或是計算機相連， 從而實現(xiàn)“PLC與機”或“PLC與PLC”之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內(nèi)部總線與CPU通信，也可以使用單獨的通信接口模塊通過外部總線與CPU通信。通信接口的選擇1確定通信對象接口的電氣例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協(xié)議，常見的例如PROFINET，PROFIBUS總線協(xié)議，通過PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠端現(xiàn)場的輸入輸出單元進行數(shù)據(jù)交換，使PLC規(guī)模更易于擴充。

4 輸入輸出單元（I/O）

輸入單元的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的輸入 CPU，根據(jù)類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行元件的，以便控制器線圈等電器的通、斷電。

輸入輸出單元主要分為模擬量輸入模塊，模擬量輸出模塊、1量輸入模塊和1量輸出模塊。模擬量輸入模塊測量電流、電壓、電阻、熱電偶等連續(xù)，模擬量輸出模塊輸出電流、電壓驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行器，模擬量輸入輸出模塊需考慮處理的分辨率，響應時間以及測量范圍。1量輸入模塊應考慮電平、傳輸距離、隔離、供電，響應時間等應用要求。1量輸出模塊應考慮不同的負載對PLC的輸出的要求。

繼電器輸出模塊具有使用電壓范圍廣、導通壓降小、有隔離作用等許多優(yōu)點，但響應時間較長，所以不的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型模塊；而通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型模塊，而不應選用繼電器輸出型模塊。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出等，與應用要求應一致。

此外還有一些智能式輸入輸出模塊，如高速計數(shù)模塊、凸輪模擬模塊、單回路或多回路的PID模塊等。一般智能式模塊本帶有處理器，可對輸入或輸出作預先規(guī)定的處理．并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可PLC的處理速度并節(jié)省存儲器的容量。

5 擴展接口

PLC 的擴展接口的作用是將擴展單元與基本單元相連，可簡單的擴充 PLC規(guī)模，在早期可小中型PLC控制的需要，隨著PLC規(guī)模不斷的擴大以及總線技術(shù)的發(fā)展，使用分布式I/O來擴展PLC已經(jīng)越來越普及，擴展接口已經(jīng)很少使用。

6 電源

PLC 一般使用 220V交流電源或 24V 直流電源，通過內(nèi)部開關(guān)電源為 PLC 的處理器、接口單元、輸入輸出單元等電路提供 5V、12V、24V 直流電源，使PLC 能正常工作。選擇電源時需要計算每個模塊的電流消耗，包括CPU、接口模塊、輸入模塊、輸出模塊以及外部負載等等。在制造商提供的產(chǎn)品手冊中能查到各種部件的電流或功率消耗值。

PLC選型中不僅需要考慮以上幾個部分的性能，還需考慮PLC的安裝。在特定的下需要選擇特殊系列的PLC，例如戶外使用時可能需要的防護等級為IP67，溫度小于0℃的需要選擇寬溫型的PLC。

 西門子6ES7414-3EM05-0AB0

試設計一個照明燈的控制程序。當接在I0.0上的聲控開關(guān)感應到聲音信號后，接在Q0.0上的照明燈可發(fā)光30S。如果在這段時間內(nèi)聲控開關(guān)又感應到聲音信號，則時間間隔從頭開始。這樣可確保后一次感應到聲音信號后，燈光可維持30S的照明。

答案：參考梯形圖

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一些任務是間歇性的，但他們需要知道操作的后狀態(tài)。這是一種典型的操作。要記住的是，什么構(gòu)成一個模式?程序是怎樣分配使得它滿足兩個要求?使用ALT指令能處理一種簡單的這個/那個的情況。

這種編程形式在很多情況中可以見到。不過經(jīng)常地，使用都略有不同。在某一場合中，一臺機器可能被起動;在另一場合中，一個排氣扇可能在循環(huán)與排氣間轉(zhuǎn)換。不同情況下，問題的初始表現(xiàn)并不能讓人想起相同的解決方法。

對于本節(jié)的例子黑板擦來說，也是奴此。編程者的初始反應是它與起動一臺機器或改變一個模式不一樣。然而，如果忽略實際應用，只研究對象運行所要求的事件或序列，那么在這些不同的應用中能提取出相似之處。

這個目的不能獨立地達到，因為實際問題確實訪礙某些理想操作的發(fā)生。要記住的是，觀察一個問題的方法不止一種，這個非常短小精悍的擦黑板程序就是其中一種方法。

二、RS485串口通訊 第三方設備大部分支持，西門子S7 PLC可以通過選擇自由口通信模式控制串口通信。簡單的情況是只用發(fā)送指令（XMT）向打印機或者變頻器等第三方設備發(fā)送信息。不管任何情況，都必須通過S7 PLC編寫程序?qū)崿F(xiàn)。 當選擇了自由口模式，用戶可以通過發(fā)送指令（XMT）、接收指令（RCV）、發(fā)送中斷、接收中斷來控制通信口的操作。

PLC執(zhí)行程序的過程分為哪三個階段？

 PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程:

    （1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號，并將各輸入狀態(tài)存入對應的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號刷新?？梢?，PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時，不直接使用現(xiàn)場當時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，否則可能造成信號的丟失。

   （2）程序執(zhí)行階段。在執(zhí)行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過程中，當指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對應輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對應元件（“軟繼電器”）的當前狀態(tài)。然后進行相應的運算，運算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對輸出映像寄存器來說，每一個元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化。

    （3）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點閉合，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動外部負載。全部輸出設備的狀態(tài)要保持一個掃描周期。

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PLC步進順控的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖畫法簡介

1．步進順控概述：

一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)或者步。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換條件分隔。當相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，就實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。狀態(tài)轉(zhuǎn)移只有一種流向的稱作單流程順控結(jié)構(gòu)。

2．FX系列PLC的狀態(tài)元件

   每一個狀態(tài)或者步用一個狀態(tài)元件表示，S0為初始步，也稱為準備步，表示初始準備是否到位。其它為工作步。

狀態(tài)元件是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元素，是可編程控制器的軟元件之一。 FX2N 共有 1000個狀態(tài)元件，其分類、編號、數(shù)量及用途如表1所示。

表1 FX2N的狀態(tài)元件

　　由于接收塊只能識別數(shù)據(jù)的標識符，無論哪個CPU發(fā)送的數(shù)據(jù)都要調(diào)用SFC69來釋放連接。無組態(tài)單向通行方式時：只有在一方編寫程序，如客戶機與服務器之間的訪問模式。只要在客戶機編寫程序即可，無需在服務器編寫程序。
　　因此客戶機只要調(diào)用SFC通行塊就可訪問服務器。組態(tài)連接通訊方式：它適用于S7-300/400或S7-400/400之間的通訊，而S7-300/400通訊時，S7-300只能用作服務器，此時S7-400作為客戶機對S7-300進行讀寫操作。