上海西门子电源模块授权一级供应商

输出模块 SM332 按PLC控制系统的设计应在满足生产过程工艺要求的前提下，力求控制系统安全、可靠、简单、经济、易于维护和扩展。
控制系统的设计内容包括拟订控制系统的技术文件，选择控制系统的构成形式，选择PLC型号，选择I/O设备，I/O分配，绘制相应的接线图，设计PLC控制程序及调试，编写人机界面，绘制操作平台及控制柜结构尺寸图，编写相应技术文档等。
具体设计方法及步骤如下。
（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
分析被控对象的工艺条和控制要求，明确控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，简化程序设计。
（2）确定I/O设备将PLC连接到现场设备，进行整个系统的联机调试，按先局部再整体的原则逐步进行调试，将调试过程中出现的问题逐一进行解决，直到系统调试成功。
（9）编制技术文件
编制系统的说明书、电气原理图、电气布置图、电气元器件明细表、PLC梯形图等。
根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户I/O设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
（3）PLC选型STL是文本编程语言，LAD、FBD为图形化编程语言，图中采用3种语言实现相同的功能，即将输入信号I1.2与I0.1执行“与非”操作，并将执行输出到Q1.0。
数据是程序处理和控制的对象，并通过变量来存储和传递。变量包括名称和数据类型两部分。STEP7 中有 3 种数据类型：基本数据类型，例如位（BIT）、字节（BYTE）、字（WORD）、ASCII字符（ CHAR ）等；复杂数据类型，例如字符串（STRING）、数组（ARRAY）、结构（STRUCT）；参数数据类型，为逻辑块之间传递形参而设定，例如定时器、计数器（如T2、C3）、程序块（如BLOCK_FB、BLOCK_FC）、指针（如 P # M1.0）等。
LAD/STL/FBD 应用示例2．位逻辑指令
位逻辑指令处理“1”、“0”两个数字。在触点与线圈领域，“1”表示动作或通电，“0”表示未动作或未通电。位逻辑指令扫描信号状态“1”、“0”，并对它们进行组合（逻辑运算），逻辑运算结果（RLO）用于赋值或置位，也用于控制定时器和计数器的运行。
（1）与（AND）、或（OR）、异另外，在STL中还有强行RLO清零（CLR）和强行RLO置位（SET）指令。控制系统硬件选型包括PLC及其组件的选型以及PLC外部用户I/O设备的选型。
1．PLC型号的选择
PLC的选型可从以下几个方面来常地重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了汽车更新周期的缩短。
为了改变这一现状，美国通用汽车（GM）公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了10项招标指标，即
1）编程方便，现场可修改程序；于1977年开始工业应用。2.PLC的概念
PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工**（IEC）先后颁布了PLC标准的草案**稿，*二稿，并在1987年2月通过了对它的定义：
“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于在其内部存储程序，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。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
为了避免与PC（Personal Computer，个人计算机）相混淆，所以命名为PLC（Program-mable Logic Controller，可编程序逻辑控制器），但从功能上讲，现在的PLC早已不是原来意义上的“PLC”了。
总之，PLC是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机，具有丰富的输入、输出接口，并且具有较强的驱动能力。但PLC产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。1.1.2 PLC的硬件组成
PLC的构成框图和计算机是一样的，都由*处理器（CPU）、存储器和输入/输出接口等构成。因此，从硬件结构来说，PLC实际上就是计算机，
2）维修方便，采用模块化结构；PLC常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机或双较型位片式微处理器。通用的微处理器常用的是8位机、16位机，甚至32位机，如Z80A、8085、80x86、6502、M6800、M6809、M68000等。单片机常用的有8039、8049、8031、8051等。双较型位片式微处理器常用的有AMD2900、AMD2903等。2.系统程序存储器
系统程序存储器用于存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令解释功能子程序的调用管理程序，以及对应定义（I/O、内部继电器、计时器、计数器、移位寄存器等存储系统）参数等功能。3.用户存储器
用户存储器用于存放用户程序即存放通过编程器输入的用户程序。PLC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储容量。通常PLC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是对用户程序存储器而言。PLC输入的开关量信号接在IN端和0V端之间，PLC内部提供24V电源，输入信号通过光电隔离，通过R/C滤波进入CPU控制板，CPU发出输出信号至输出端。
PLC输出有多种形式，包括继电器、晶体管、通常情况下，根据PLC的设计特点，PLC对电源并无特别要求，可使用一般工业电源。但是在大中型PLC中，如果电源模块占据PLC机架槽位的，必须购买PLC**电源。1.1.3 PLC的软件组成1.PLC软件的逻辑部件
PLC实质上是一种工业控制用的**计算机。PLC系统也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。其软件主要有以下几个逻辑部件：
（1）继电器逻辑
为适应电气控制的需要，PLC为用户提供继电器逻辑，用逻辑与或非等逻辑运算来处理各种继电器的连接。PLC内部有储单元有“1”和“0”两种状态，对应于“0N”和“0FF”两种状态。因此，PLC中所说的继电器是一种逻辑概念的，而不是真正的继电器，有时称为“软继电器”。均故障间隔时间长，故障修复时间短。这是PLC控制优于微机控制的一大特点。例如日本的三菱公司FX系列PLC平均故障间隔时间长达30万小时；美国通用电气公司制成的PLC控制模块平均无故障率可达1千万小时之多，组成系统后的平均无故障率可达4～5千万小时。
PLC控制系统的故障通常有两种：一种是偶发性故障，即由于恶劣环境（电磁干扰、**高温、过电压、欠电压）引起的，这类故障只要不引起系统部件的损坏，一旦环境条件恢复正常，系统本应随之恢复正常，但因PLC受外界影响后，内部存储的信息被破坏，必须从初始状态重新启动。另一类是*性故障，是由于元件不可恢复的损坏引起的。2.编程简单，使用方便
这是PLC优于PC的另一个特点。目前，大多数PLC采用继电控制形式的“梯形图编程方式”，即有传统控制电路的清晰直观，又适合电气技术人员的读图习惯和微机应用水平，易于接受，与常用的汇编语言相比，更受欢迎。PLC产品具有各种扩充单元，可以方便地适应不同工业控制需要的不同输入输出点及不同输入输出方式的系统。6.减少了控制系统设计及施工的工作量
由于PLC采用软件编程来达到控制功能，而不同于继电器控制采用接线来达到控制功能，同时PLC又能
由于PLC具备了以上特点，它把微计算机技术与继电器控制技术很好地融合在了一起，较新发展的PLC产品，还把直接数字控制（Direct Digital Control，DDC）技术加进去，并具有监控计算机联网的功能。因而它的应用几乎覆盖了所有的工业企业，既能改造传统机械产品成为机电一体化的新一代产品，又适用于生产过程控制，实现工业生产的优质、高产、节能与降。
总之，PLC技术代表了当前电气控制的世界先进水平，PLC与数控技术和工业机器人已成为机械工业自动化的三大支柱。1.1.5 PLC控制与继电器控制的区别
在PLC的编程语言中，梯形图是较为广泛使用的语言，通过PLC的指令系统将梯形图变成PLC能接受程序，由编程器键入到PLC用户存储区去。而梯形图与继电器控制原理图十分相似，主要原因是PLC梯形图的发明大致上沿用户继电器控制电路的元件符号，仅个别处有些不同。
PLC与继电器控制的主要区别有以下几点：1.组成器件不同
继电器控制电路是由许多真正的硬件继电器组成的。而PLC是由许多“软继电器”组成的，这些“继电器”实际上是存储器中的触发器，可以置“0”或置“1”。2.触点的数量不同
硬继电器的触点数有限，一般只有4～8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限对，因为触发器状态可取用任意次。3.控制方法不同PLC种类很多，可从不同的角度进行分类。1.按控制规模分
控制规模主要指控制开关量的输入和输出点数及控制模拟量的模拟量输入和输出，或两者兼而有之（闭路系统）的路数。但主要以开关量计。模拟量的路数可折算成开关量的点，大致一路相当于8～16点。依这个点数，PLC大致可分为微型机、小型机、中型机、大型机和**大型机。
微型机控制点仅十几点，如西门子LOGO系列PLC，。
小型机控制点可达100多点，如西门子S7-200和S7-1200型PLC，
大型机的控制点数一般在1000点以上，如西门子S7-400型PLC，
**大型机的控制点数可达万点，以至于几万点。电源一般安装在机架的左面。3.处理器CPU
在传统的大中型PLC系统中，处理器CPU的位置并一般固定在机架的左边，但是在较新型大中型PLC中则可以任意安装，数量也可以不止一个。1.2.3 大中型PLC系统的配置流程
大中型PLC系统的配置一般都采用机架配置表来完成，它可以帮助用户配置一个机架或系统。每一个工作单可以帮助用户配置一个机架；若需要多个机架，则需要用另外的工作单配置另外的机架。
下面具体说明机架配置表的过程。1.估计系统所需的内存总量
1）累计数字量I/O点的数量；为工业设计而制造的可编程序控制器（Programmable Controller）是计算机家族的一员，随着应用的发展，为了能够代替继电器实现逻辑控制功能，遂诞生了可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
较早的PLC是在1969年，美国数字设备公司（DEC）为投标于美国通用汽车公司而设计制造了它。直到1987年，国际电工**（IEC）对PLC的定义做出如下归纳：PLC是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器。它采用可编程的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种机械的生产过程。PLC及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
由此可见，PLC是一种特殊的计算机系统，它既具有完成各种各样控制的功能，又具有和其他计算机通信联网的功能。PLC以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术、通信技术，针对工业环境设计，可移植性高并且工作可靠。工业现场的信号有很多种，比如交流和直流信号、开关量和模拟量信号、电压和电流信号等。PLC针对不同的工业现场信号，设计了相应的信号处理模块与工业现场的器件或设备进行连接。现代的PLC在人—机接口模块、通信模块方面有更强的功能。3.采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC都采用模块化结构，PLC的各个部件划分为CPU、电源、I/O等多种模块，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4.编程简单易学
PLC的编程一般都支持梯形图语言，它类似于继电器控制线路，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5.安装简单，维修方便
PLC可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。模块化结构的系统，一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。1.1.3 PLC的组成
PLC之所以实现控制，就是按一定算法进行输入/输出（I/O）变换，并将这个变换予以物理实现。说简单点，就
这些“软继电器”与通常的继电器相比有以下特点：
1）系统程序是用来控制和完成PLC各种功能的程序，这些程序是由PLC制造商用相应CPU的指令系统编写的，并固化到ROM（只读存储器）中。
用户程序存储器用来存放由编程器或其他设备输入的用户程序。用户程序由使用者根据工程现场的生产过程和工艺要求而编写，可通过编程器或编程软件。在PLC中使用两种类型的存储器：一种是只读类型的存储器，如ROM、PROM、EPROM和E2PROM等；另一种是可读写的RAM。现说明如下：
1）只读存储器。只读存储器可以用来存放系统程序，PLC去电后再加电，系统程序内容不变且重新执行。只读存储器也可用来固化用户程每个I/O模块分别只有一个公共端（COM）的被称为汇点式，其输入或输出点共用一个电源；分组式是指将I/O端子分为若干组，每组的I/O电路有一个公共端并共用一个电源，组与组之间的电路隔开；隔离式是指具有公共端的各组I/O点之间互相隔离，可各自使用独立的电源。序和一些重要的参数，以免因为偶然操作失误而造成程序和数据的破坏和丢失。
2）随机存储器。RAM中一般存放用户程序和系统参数。当PLC处于编程工作方式时，用编程器或编程软件下载到PLC中的程序和参数存放到RAM中，当切换到运行方式时，CPU从RAM中取指令并执行。用户程序执行过程中产生的中间结果也在RAM中暂时存放。RAM通常为CMOS型集成电路，功耗小，速度快，但断电时内容丢失。所以在有的PLC中使用大电容或后备电池保证掉电后PLC中的内容在一定时间内不会丢失。3.I/O单元PLC的电源单元通常会将220V的单相交流电源转换成CPU、存储器等电路工作所需的直流电，它是整个PLC系统的能源供给中心，电源的好坏直接影响PLC的稳定性和可靠性。
对于小型整体式PLC，其内部有一个高质量的开关稳压电源，为CPU、存储器、I/O模块提供5V直流电源，还可为外部输入单元提供24V的直流电源。5.通信接口
为了实现微机与PLC、PLC与PLC间的对话，PLC配有多种通信接口，如打印机、上位计算机和编程器等接口。6.I/O扩展接口
I/O扩展接口用于将扩展单控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控制技术融为一体。现在，西门子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化系统，将PLC技术融于全部自动化领域。
西门子公司的PLC产品有SIMATIC S7、M7和C7等几大系列。
SIMATIC S7 系列PLC是德国西门子公司在S5系列PLC基础上于1995年陆续推出的性价比较高的PLC系统。其中，微型的有SIMATIC S7-200系列，较小配置为8DI/6DO，可扩展2～7个模块，较大I/O点数为64DI/DO、12AI/4AO；中型的有SIMATIC S7-300系列，较多可以扩展32个模块；中高档性能的有S7-400系列，可以扩展300多个模块。SI-MATIC S7系列PLC都采用了模块化、无排风扇结构，且具有易于用户掌握等特点，使得S7系列PLC成为各种从小规模到中等性能要求以及大规模应用的可以选择产品。S7-300/400可以组成MPI、PROFIBUS和工业以太网等。
M7-300/400采用与S7-300/400相同的结构，它可以作为CPU或功能模块使用。其显著特点是具有AT兼容计算机
体积小、功耗低；程序执行阶段
根据PLC的程序扫描原则，PLC先左后右，先上后下的步序语句逐句扫描。当指令涉及输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器中“读入”对应输入映像寄存器的当前状态，然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中，对元件映像寄存器来说，每一个元件会随着程序执行过程而变化。
（4）输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段转存到输出锁存寄存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。采用集中采样，集中输出工作方式的特点是：在采样周期中，将进行模拟

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