湖南合眾博達(dá)科技有限公司 代理西門(mén)子數(shù)字量輸入模塊代理商為了增強(qiáng)西門(mén)子PLC模塊的抗干擾能力，提高其可*性，PLC的每個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。

為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。

以上兩個(gè)主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。

所謂I/O響應(yīng)時(shí)間指從PLC的某一輸入信號(hào)變化開(kāi)始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。其短的I/O響應(yīng)時(shí)間與長(zhǎng)的I/O響應(yīng)時(shí)間如圖所示： 

第(n-1)個(gè)

SIEMENS PLC在中國(guó)的產(chǎn)品，根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡(jiǎn)單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性

針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有RS-485通訊接口和PROFIBUS兩種，可通過(guò)編程器PG訪問(wèn)所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。

其中的擴(kuò)展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。   還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過(guò)AS-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展S7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。

CPU設(shè)計(jì)   

有3種手動(dòng)選擇操作模式：STOP——停機(jī)模式，不執(zhí)行程序；TERM——運(yùn)行程序，可以通過(guò)編程器進(jìn)行讀/寫(xiě)訪問(wèn)；RUN——運(yùn)行程序，通過(guò)編程器僅能進(jìn)行讀操作。

狀態(tài)指示器（LED）：SF——系統(tǒng)錯(cuò)誤或（和）CPU內(nèi)部錯(cuò)誤；RUN——運(yùn)行模式，綠燈；STOP——停機(jī)模式，黃燈；DP——分布式I/O（僅對(duì)CPU-215）

存儲(chǔ)器卡——用來(lái)在沒(méi)電的情況下不需要電池就可以保存用戶程序。PPI口用來(lái)連接編程設(shè)備、文本顯示器或其他CPU。

相比較S7-200，S7-300針對(duì)的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有MPI（多點(diǎn)接口）、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變的簡(jiǎn)單和多選性，并可以借助于HWConfig工具可以進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。

S7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號(hào)模塊（SM）和200的EM模塊同類型之外，它還有接口模塊（IM）——用來(lái)進(jìn)行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層；占位模塊（DM）——為沒(méi)有設(shè)置參數(shù)的信號(hào)模塊保留一個(gè)插槽或?yàn)橐院蟀惭b的接口模塊保留一個(gè)插槽；功能模塊（FM）——執(zhí)行特殊功能，如計(jì)數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當(dāng)于對(duì)CPU功能的一個(gè)擴(kuò)展或補(bǔ)充；通訊處理器（CP）——提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)。

模式選擇器有：MRES=模塊復(fù)位功能；STOP=停止模式，程序不執(zhí)行；RUN=程序執(zhí)行，編程器只讀操作；RUN-P=程序執(zhí)行，編程器可讀寫(xiě)操作。

狀態(tài)指示器：SF，BATF=電池故障；DC5V=內(nèi)部5 V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制；RUN=當(dāng)CPU啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位請(qǐng)求時(shí)慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)快速閃爍。

MPI接口用來(lái)連接到編程設(shè)備或其他設(shè)備，DP接口用來(lái)直接連接到分布式I/O。

S7-400

同300的區(qū)別主要是規(guī)模和性能上更強(qiáng)大，啟動(dòng)類型有冷啟動(dòng)（CRST）和熱啟動(dòng)（WRST）之分，其他基本一樣。哦，它還有一個(gè)外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池時(shí)可以向RAM提供后備電源。

編程設(shè)備

編程設(shè)備主要有PG720 PG740 PG760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦；也可以直接用安裝有STEP7（SIEMENS的編程軟件）的PC來(lái)完成。而實(shí)現(xiàn)通訊（要編程首先要和PLC的CPU通訊上）的要求主要在于接口：1.可以在PC上裝CP5611卡——上面有MPI口，可用電纜直接連接。2.加個(gè)PC適配器，把MPI口轉(zhuǎn)換成RS-232口后接到PC上。3.PLC加CP343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

項(xiàng)目管理

每個(gè)自動(dòng)化過(guò)程都是由許多較小的部分和子過(guò)程組成，所以工程建立的一個(gè)任務(wù)是分解子任務(wù)。而每個(gè)子任務(wù)定義了自動(dòng)化系統(tǒng)要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數(shù)目和類型，對(duì)應(yīng)模塊序號(hào)和類型，所用機(jī)架號(hào)，CPU型號(hào)和容量，HMI（人機(jī)界面）系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。軟件方面主要是程序結(jié)構(gòu)，自動(dòng)化過(guò)程中的數(shù)據(jù)管理，組態(tài)數(shù)據(jù)、通訊數(shù)據(jù)及程序和項(xiàng)目文檔。在SIEMENS的S7中，

一些概念：組態(tài)就是指在硬件組態(tài)的站窗口中分配機(jī)架、塊可分布式I/O，可從硬件目錄中選擇部件；參數(shù)分配就是建立可分配參數(shù)模塊的特性，例如啟動(dòng)特性、保持區(qū)等；設(shè)定組態(tài)就是設(shè)定好的硬件組態(tài)和參數(shù)分配；實(shí)際組態(tài)指已存在的實(shí)際組態(tài)和參數(shù)分配，一般是在已裝配的系統(tǒng)中，從PLC的CPU中讀出來(lái)的。

組態(tài)過(guò)程：

啟動(dòng)硬件組態(tài)：新建一個(gè)項(xiàng)目（PROJECT），選擇該項(xiàng)目，并插入（INSERT）一個(gè)站（STATION），在SIMATIC管理器中選擇硬件站（HARDWARE）雙擊OPEN即可，我們同時(shí)可以打開(kāi)硬件目錄——VIEW-CATALOG，如果選擇標(biāo)準(zhǔn)硬件目錄庫(kù)，它會(huì)提供所有的機(jī)架、模塊和接口模塊。

產(chǎn)生硬件組態(tài)：主要選擇機(jī)架，模塊如何在機(jī)架擺放。具體是：

1、  在硬件目錄中打開(kāi)一個(gè)SIMATIC300站的RACK-300（例如是300），雙擊或拖到左邊窗口。這樣在左邊的窗口中就出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)架表：上面的部分顯示一個(gè)簡(jiǎn)表，下面的部分顯示帶有定貨號(hào)、MPI地址和I/O地址的詳細(xì)信息。

2、  電源：雙擊或拖拉目錄中的“PS-300”模塊，放到表中的一號(hào)槽位上。

3、  CPU：從CPU-300的目錄中選擇你所配置的CPU，列入2號(hào)槽位。

4、  3號(hào)槽—一般接口模塊保留（用于多層組態(tài)），在實(shí)際配置中，如果這個(gè)位置要保留以后安裝接口模塊，在安裝時(shí)就必須插入一個(gè)占位模塊。

5、  信號(hào)模塊：從4號(hào)槽位開(kāi)始多可以插入八塊信號(hào)模塊（SM卡），包括通訊處理器（CP）和功能模塊（FM）。

6、CP卡（通訊處理卡）：如以太網(wǎng)卡CP-343，PROFIBUS CP-341、342等。當(dāng)然我們也可以直接用CPU上的MPI口，省錢(qián)但速度相對(duì)慢點(diǎn)。

分配參數(shù)：按要求對(duì)各種模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。雙擊模塊打開(kāi)屬性對(duì)話框（Properties）

CPU——屬性包括通用屬性General（主要提供模塊的類型，位置和MPI地址—如果要把幾個(gè)PLC通過(guò)MPI接口組成網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)CPU分配不同的MPI地址）；啟動(dòng)項(xiàng)目START.UP（主要選擇三種啟動(dòng)方式，HOT—從斷電時(shí)的語(yǔ)句，也就是程序斷電處開(kāi)始，WARM—從頭，也就是程序一步開(kāi)始，COLD—冷啟動(dòng)；監(jiān)視時(shí)間包括從模塊讀準(zhǔn)備的信息時(shí)間和傳遞參數(shù)到模塊的時(shí)間；可保存數(shù)量Retentive Memory：用來(lái)當(dāng)出現(xiàn)斷電或從STOP到RUN切換時(shí)需要保持的存儲(chǔ)器區(qū)域；循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器；保護(hù)功能（設(shè)定鑰匙權(quán)限和各種級(jí)別及口令）；診斷/時(shí)鐘。

保存下載及上傳：經(jīng)過(guò)上述設(shè)置以后，我們就可以保存、編譯、一致性檢查后，把設(shè)定組態(tài)下載到PLC中。當(dāng)然，對(duì)實(shí)際運(yùn)行的PLC，我們也可以通過(guò)上傳（Upload Station）把實(shí)際組態(tài)讀到編程器。

硬件診斷及組態(tài)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題：在SIMATIC管理器中可以用PLC-Diagnose Hardware來(lái)獲得PLC的診斷狀態(tài)。在實(shí)際組態(tài)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題是以下幾點(diǎn)：

1、  在S7-300中，組態(tài)中有空位置，此時(shí)組態(tài)不能編譯通過(guò)；

2、  不正確的CPU（例如：是CPU 315-2DP，不是CPU 314）此時(shí)組態(tài)不能下載；

3、  模擬量模塊分配到不正確的槽位置，此時(shí)CPU會(huì)因?yàn)閰?shù)分配錯(cuò)誤進(jìn)入STOP模式；

4、模擬量模塊不正確的測(cè)量范圍，導(dǎo)致模擬量模塊組態(tài)錯(cuò)誤。

塊的編輯

STEP 7編程語(yǔ)言：LAD 梯形圖/FBD功能塊圖/STL語(yǔ)句表，更加豐富，更加靈活，但對(duì)初學(xué)者比較難以理解，當(dāng)然某些語(yǔ)言不能用LAD表達(dá)。

塊編輯的啟動(dòng)：選擇所需編程語(yǔ)言，雙擊打開(kāi)需編輯的塊，如OB1或FC1等。當(dāng)采用LAD或FBD編程語(yǔ)言時(shí)，可用工具條來(lái)插入簡(jiǎn)單的程序文件，當(dāng)采用STL，則可用在線幫助得到有關(guān)語(yǔ)言的語(yǔ)法和功能——HELP-Help on STL。

編程器組成：聲明表：屬于塊，為塊聲明變量和參數(shù)；代碼區(qū)：包含程序本身；編程元件：可選打開(kāi)或關(guān)閉，內(nèi)容依賴于所選擇的編程語(yǔ)言，雙擊插入或拖拉插入。

VIEW菜單：可切換到另一種語(yǔ)言，并可實(shí)現(xiàn)LAD/FBD/STL之間的轉(zhuǎn)換，要知道，LAD/FBD轉(zhuǎn)換成STL的，在語(yǔ)句表中可能不是效程序。而STL轉(zhuǎn)換成其他則不一定行，轉(zhuǎn)換不了的仍用語(yǔ)句表示，轉(zhuǎn)換過(guò)程絕不會(huì)丟失程序。

其他菜單由于篇幅較大，請(qǐng)結(jié)合教材及軟件自己熟悉

在討論調(diào)用塊前先介紹一下OB1塊——主循環(huán)塊，不能改名或刪除，它是由操作系統(tǒng)循環(huán)調(diào)用，可以訪問(wèn)其他的S7程序塊，它包括自身程序和其他塊的調(diào)用。所以，當(dāng)我們編輯好一個(gè)塊以后，如FC1，為了讓新塊集成在CPU中的循環(huán)程序中，必須在OB1中調(diào)用。即在OB1中CALL F1。 子程序（新塊FC 1）執(zhí)行的條件有以下三個(gè)：已經(jīng)下載到PLC中，必須在OB1調(diào)用，PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。 下載到實(shí)際的PLC時(shí)，我們可以選擇所有塊或其中的一個(gè)或幾個(gè)，再Download到PLC中。

西門(mén)子數(shù)字量輸入模塊代理商注意異或操作是指

當(dāng)兩個(gè)信號(hào)中僅有一個(gè)滿足時(shí)，輸出狀態(tài)才是“1”，這個(gè)指令不能使用于多個(gè)地址的異或邏輯操作（N個(gè)中有一個(gè)1時(shí)才是1），所以三個(gè)及三個(gè)以上的異或指令，舊的RLO（邏輯操作結(jié)果）和另一個(gè)輸入作異或運(yùn)算。

賦值語(yǔ)句 =

置位 S 光是置位，一直保持到它被另一個(gè)指令復(fù)位為止。

復(fù)位 R 光是復(fù)位，一直保持到它被另一個(gè)指令置位為止。

觸發(fā)器的置位復(fù)位：同時(shí)有置位輸入和復(fù)位輸入，如果兩個(gè)輸入端同時(shí)出現(xiàn)RLO=1，根據(jù)優(yōu)先級(jí)。在LAD/FBD中，分別有置位優(yōu)先和復(fù)位優(yōu)先的不同符號(hào)，在STL中，后編寫(xiě)的指令具有高優(yōu)先權(quán)。

注意：如果用置位命令把輸出置位，當(dāng)CPU全啟動(dòng)時(shí)它被復(fù)位，但如果聲明保持，則當(dāng)CPU全啟動(dòng)時(shí)，它就一直保持置位狀態(tài)。

連接器：M0.0（#），為中間賦值元件，它把當(dāng)前RLO保存到地址，當(dāng)它和其他元件串聯(lián)時(shí)，連接器指令和觸點(diǎn)一樣插入。

注連接器不能：

直接連接到電源母線

直接跟一個(gè)分支；

用在分支末尾。

但接器可以用“NOT”元件對(duì)它進(jìn)行取反操作。

影響RLO的指令：

NOT=取反；CLR=復(fù)位（僅用在STL中）；SET=置位（僅用在STL中）；SAVE=把RLO保存到狀態(tài)寄存器中的“BR”；BR=用來(lái)重新檢查保存的RLO。

主控繼電器功能 MCR：是一個(gè)用來(lái)接通或斷開(kāi)電流的邏輯主開(kāi)關(guān)。如果MCR條件不滿足:0分配給輸出線圈，置位線圈和復(fù)位線圈指令不改變當(dāng)前值，MOVE指令把0傳到目的地址。MCRA指令啟動(dòng)主控繼電器功能/MCRD指令取消MCR功能，直到另一個(gè)MCRA指令起作用。

無(wú)條件轉(zhuǎn)移（不依賴于RLO） JMP

在LAD/FBD中，在線圈符號(hào)上面輸入作為表示的標(biāo)號(hào)或符號(hào)，如NEW1，NEW2等，標(biāo)號(hào)多有4個(gè)字符，一個(gè)字符必須使用字母或“_”。

跳轉(zhuǎn)規(guī)則：可以向前或向后跳轉(zhuǎn)，跳轉(zhuǎn)指令和跳轉(zhuǎn)目的必須在同一個(gè)塊中（大跳轉(zhuǎn)長(zhǎng)度為64K字節(jié)）；在一個(gè)塊中跳轉(zhuǎn)目的只能出現(xiàn)一次；跳轉(zhuǎn)指令可以用在FB、FC和OB中。

條件跳轉(zhuǎn)：有兩個(gè)：JC——當(dāng)RLO=1時(shí)，JC才執(zhí)行，當(dāng)RLO=0時(shí)，不跳轉(zhuǎn)，繼續(xù)執(zhí)行下面的程序，但置RLO=1。 JCN——當(dāng)RLO=0時(shí)，JCN才執(zhí)行，當(dāng)RLO=1時(shí)，不跳轉(zhuǎn)。

邊沿檢測(cè)：RLO-邊沿檢測(cè)和信號(hào)-邊沿檢測(cè)。

RLO-邊沿檢測(cè)：當(dāng)邏輯操作結(jié)果變化時(shí)，產(chǎn)生RLO邊沿。檢測(cè)正邊沿FP——RLO從“0”變化到“1”，“FP”檢查指令產(chǎn)生一個(gè)“掃描周期”的信號(hào)“1”；檢測(cè)負(fù)邊沿FN，則RLO從“1”變化到“0”，“FN”檢查指令產(chǎn)生一個(gè)“掃描周期”的信號(hào)“1”。上述兩個(gè)結(jié)果保存在“FP（FN）”位存儲(chǔ)器中或數(shù)據(jù)位中，如M 1.0…，同時(shí)，可以輸出在其他線圈。

信號(hào)-邊沿檢測(cè)：同上面的RLO指令類似，當(dāng)信號(hào)變化時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)邊沿，也有正/負(fù)邊沿之分：POS/NEG。

上述各種指令，請(qǐng)結(jié)合實(shí)際軟件，掌握其方法、特性和不同之處，其他復(fù)雜指令請(qǐng)參考各種高級(jí)編程手冊(cè)。

數(shù)字指令 

在討論數(shù)字指令前先了解一下各種數(shù)據(jù)格式，關(guān)于二進(jìn)制、十進(jìn)制及其他數(shù)的表示方法，在其他地方都有介紹，這里就不再重復(fù)。

一、數(shù)據(jù)格式（16位）：數(shù)據(jù)類型INT是整數(shù)（16位），其中符號(hào)（位15）表示是正數(shù)或是負(fù)數(shù)（“0”=正數(shù)，“1”=負(fù)數(shù)），16位整數(shù)的數(shù)值范圍是-32768~+32767。在二進(jìn)制格式中，整數(shù)的負(fù)數(shù)形式用正數(shù)的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。（二進(jìn)制補(bǔ)碼利用取反加1得到） 負(fù)數(shù)的位格式，對(duì)零的位置加權(quán)求和，再加1，然后在前面放一個(gè)負(fù)號(hào)。

BCD碼：十進(jìn)制的每一位用四個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示，因?yàn)榇鬄?，所以需要四位二進(jìn)制才能表示出來(lái)（十進(jìn)制的9=1001二進(jìn)制），要注意，從0~9的十進(jìn)制數(shù)的BCD碼表示與二進(jìn)制數(shù)表示相同，但BCD碼一般用作顯示，并非二進(jìn)制。上面的INT（整數(shù)）主要是用來(lái)運(yùn)算。