西門子PLC模塊6ES7313-6CF03-0AB0

西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

量身定制的功能

數字，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，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價格比。

西門子PLC模塊6ES7313-5BG04-0AB0

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一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足。

對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統,可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現PID運算 、閉環控制、通信聯網等功能,可視控制規模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規模過程控制和集散控制系統等場合。

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數字量輸入

用于連接標準開關和兩線制接近開關 (BERO)
數字量輸入模板用來實現PLC與數字量過程信號的連接。使用于連接標準開關和兩線制接近開關(BERO)。
數字量輸入模塊具有下列機械特性
設計和功能
T400 具有集成數字量和模擬量 I/O、串行接口并支持連接位置編碼器（增量型、值）。根據應用領域的不同，有多種組態 T400 的方式。您可以使用 STEP 7、CFC 和 D7-SYS 自由組態模塊，同時也可以選擇使用可隨時運行的功能模塊完成一系列技術功能任務。另外，您也可以使用預裝的標準軟件包（只需參數化即可）。這些軟件包也可作為源代碼，用于特定于應用領域的更改。以下應用領域可使用標準軟件包：軸式復卷機 (SPW420)在箔制造和加工系統中高性能、高度的復卷機和拆卷機、紡織機、拉絲機等。角同步 (SPA440)帶有可在廣泛范圍內設置轉化率的角度同步、偏移角調整、同步信號處理等。橫切機/飛剪控制 (SPS450)

PLC與工控機應用分析

1 系統組成

某電廠化學水處理系統基礎設備具有良好的可控性，利用PLC和工業控制計算機對其進行實時監控管理，系統基本組成如圖1—1所示。

采用3臺西門子公司的SIMATIC S5—115U可編程序控制器控制現場的一次設備，程控系統分為3套，依次為＃1補給水處理單元、＃2補給水處理單元、＃3凝結水處理單元。

操作員站選用兩臺研華586工控機，軟件開發平臺選用美國Intellution公司的FIX5.5組態軟件。FIX5.5是一種能完成數據采集及控制、報警、圖形數據顯示等功能的完整工業自動化軟件，該版本在WINDOWS或WINDOWSNT環境下運行，采用了圖形用戶界面，相應其內部的圖形處理是基于第三代圖形技術。

數據通信系統采用SINEC L2網，它把SIMATIC系列可編程序控制器以及工控機連成網絡。SNEC L2是令牌總線網，網絡傳輸介質是雙絞線或光纜。每個節點通過總線連接器連到總線網上，在本系統中，三臺PLC之間以及與兩臺工控機之間都實現了數據通訊。

該方案配置體現了分散控制系統的優點，即控制功能分散，操作管理集中。控制功能分散意味著系統實時響應快和系統危險分散，操作管理集中便于集中管理，方案配置還具有冗余特性。

2 PLC及其程序設計

2.1 SIMATIC S5-115U硬件組成及編程概要

可編程序控制器SIMATIC S5-115U采用標準的模塊式結構，電源、CPU、各種I/O模件都插在一塊母板上，并可以根據不同的I/O點數增加擴展母板，輸入、輸出模件和存儲器的精細分級，使得這種裝置具有較強的配置適應能力；通過通訊處理器和局部網，可方便地實現PLC之間及與計算機的通訊。

SIMATIC S5-115U的編程語言是STEP5，有3種表達方法，即控制系統流程圖CSF，梯形圖LAD和語句表STL。其中語句表STL較接近于機器內部的控制程序，功能也比前兩種方法豐富得多，因此在本系統實際編程應用中全部采用語句表STL。

STEP5的大特點是采用了結構化編程方法，并提供大量標準功能塊如乘能塊FB242、通訊功能塊FB244等，使得編程工作大大簡化，而且所編程序條理清晰，易于讀懂、修改和測試，這一優點尤其在編制大型復雜程序時更能顯現出來。

要完成復雜任務，可以把整個程序分成一個個獨立的程序塊，STEP5有5種塊類型，即組織塊(OB)、程序塊(PB)、順序塊(SB)、功能塊(FB)和數據塊(DB)，其中組織塊(OB)用以管理用戶程序，形成了操作系統和控制程序之間的接口，所有其它類型塊在此被調用執行。功能塊(FB)用于實現反復調用或者特別復雜的程序功能，這些功能塊可以是系統以標準功能塊的形式提供的，也可以由用戶自己編制。例如標準功能塊FB242就可以實現16位二進制乘能、FB244可以實現CPU與通訊處理器之間的數據傳送，用到這些功能時可以直接調用這些功能塊。

2.2 SIMATIC S5-115U大型程序的設計

以本系統＃1補給水處理單元的控制程序為例，在組織塊OB1內主要有下面幾條語句，完成各功能塊的無條件調用。

JU FB1 (定義PLC1向兩臺工控機傳送的數據)

JU FB2 (定義兩臺工控機向PLC1傳送的數據)

JU FB231 (完成PLC1與兩臺工控機之間通訊的基本設置)

JU FB232 (完成PLC1與PLC2、PLC3之間通訊的基本設置)

JU FB4 (實現自動控制及無擾切換功能)

JU FB3 (氣動門及電動門控制)

JU FB10 (實現模擬量處理功能)

JU FB11 (報警處理)

在FB1、FB2內主要將需要通訊的數據分別寫入某數據塊如DB10的相應位，由此才能與通訊處理器中的變量取得*。在FB231中調用兩個STEP5本身提供的標準功能塊FB244(發送數據)、FB245(接收數據)，再根據通訊處理器填寫一些必要的參數如接口、作業號等，從而實現數據通訊功能。在FB232內按照通訊處理器分配的數據位，定義3臺PLC之間需要傳送的數據。在FB4內根據生產工藝流程要求及操作規范，充分利用其它功能塊及I/O模塊傳送的數據，實現系統的自動控制及無擾切換功能；針對多個被控對象相似的特點，分別編制了幾個有代表性的功能塊FB20、FB30、FB40，例如在FB4內多次調用了FB20以便解決PLC內某程序步時間和工控機畫面顯示時間保持*的問題，而且FB20內又調用了乘能塊FB244。FB3根據FB4發出的自動程序步指令去控制氣動門、電動門及泵等現場設備。FB10負責所有模擬量的處理，在此調用了開方功能塊FB5。FB11根據FB10轉換出來的數據，對模擬量進行報警處理，在此一定要注意模擬量和PLC內部數字量的對應關系，以保證模擬量顯示和報警的準確性。

3 工控機監控管理軟件的設計

工控機監控管理軟件在FIX5.5軟件平臺下完成，FIX5?5是一個高精度模塊化的軟件系統，包括十幾種軟件模塊，在此主要介紹開發本應用軟件時所用到的幾種軟件模塊。

(1)系統配置模塊(SCU)：它主要完成網絡、I/O驅動程序、數據庫名稱、系統啟動參數及初始啟動任務等配置。Intellution公司和第三方廠商為PLC、I/O卡編寫了300多種I/O驅動程序，如SIEMENS、OMRON、MODICON、ABB等公司產品的驅動程序，并提供I/O驅動程序開發工具包，供用戶開發自己的I/O驅動程序。

(2)數據掃描、報警和控制模塊(SAC)：它用來實現現場數據的掃描、信號調理、數據格式和數據類型的轉換，報警條件判別及實現遙控輸出等功能，SAC將處理的現場數據送入實時數據庫，或將遙控輸出的數據送到I/O驅動程序，以便實現遙控輸出功能。

(3)實時數據庫管理模塊(DATABASE BUILDER)：它提供以交互方式建立實時數據庫和在線顯示/修改實時數據庫的功能，它是系統運行的主要數據來源。用戶需要在此做很大一部分工作，主要的是填寫變量的標簽名，從而將現場數據與數據庫中的變量標簽一一對應起來，以便在其它模塊中調用此數據。在填寫變量標簽名時既要講究規范性又要有技巧性，首先需要遵循FIX軟件的語法要求，其次按照一定的分類標準定義標簽名，以便在以后的數據查詢及應用中提高效率。

(4)繪圖模塊(DRAW)：FIX擁有一個直觀的、基于對象的圖形化用戶接口(GUI)，它簡化了圖形開發過程。為了建立畫面，可以用DRAW提供的工具箱(TOOL BOX)生成某些對象如閥門、泵、記錄表等，并定義其動態特性，即對象基于現場數據改變狀態、大小、顏色、產生旋轉、移動等，例如閥門的開或關、泵的轉或停，這些工作可以在一個對話框內完成，主要是將實時數據庫中的變量標簽與相應對象聯系起來，從而使對象狀態隨著現場數據改變。為了減少圖形開發時間，Intellution公司還提供了一個常用設備對象的圖形庫，其中有多種標準圖形，可隨時粘貼到用戶畫面中，同時用戶可以把自己畫好的常用圖形保存到圖形庫中，以方便以后使用。

(5)顯示模塊(VIEW)：它的主要功能是動態顯示由DRAW建立的畫面，可以在多幅畫面間切換、改變畫面形態、輸入數據、實現監控等，這就是提供給用戶的實際操作畫面。

4 系統功能

系統具有上位機監控功能和模擬盤監控功能，兩者互為熱備用方式并列運行。在上位機畫面上設有上位機手動、上位機自動、上位機監視3種工作方式，方式之間的切換是無擾動的。

當系統需要由模擬盤監控時，上位機畫面選擇上位機監視工作方式。此時系統狀態由模擬盤M/A轉換開關狀態決定，M/A置手動，可利用模擬盤按鍵在模擬盤上進行一對一手動操作。當M/A置自動時，系統可由自動程序實現水處理的自動控制。

當系統需要由上位機監控時，可在上位機畫面上選擇上位機手動和上位機自動功能。選擇上位機手動時，可在上位機畫面上實現就地設備的一對一手操。選擇上位機自動時，可在上位機畫面上進行自動啟停控制，自動控制程序與模擬盤自動控制功能相同。

5 結束語

在大中型生產系統中，單機使用可編程控制器的時代已經過去，其與工控機的有機結合以及計算機網絡的應用，大大提高了生產現場的自動化控制水平和管理水平，這是必然的趨勢。

S7-300 通訊模塊

說明
通訊處理器用于把 S7-300 連接到不同的總線系統/通訊網絡上，以及進行點到點連接。根據應用情況和模塊的不同協議，可以提供不同的總線系統，如 PROFIBUS DP 或工業以太網。

點到點連接
通過處理器（CP）進行點到點連接是一種強大而低成本的中線系統替代方案。相對于總線系統，點到點鏈接的優點在只有較少 (RS485) 設備需要連接到 SIMATIC S7 上時非常明顯。
CP 可以方便的把第三方系統連接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有*的靈活性，可以實現多種不同的物理傳輸介質、傳輸速率，甚至可以自定義傳輸協議。
對于每個 CP，我們用 CD 光盤提供了組態軟件包和電子手冊，以及用于實現 CPU 和 CP 之間通訊的參數化屏幕形式和標準的功能塊。
組態的數據會存儲到 CPU 的系統塊中，并備份。因此更換模塊時新模塊可以立即投入使用。
S7-300 的接口模塊現有三種版本，每個都帶有用于不同物理傳輸介質的接口。

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西門子PLC模塊6ES7313-6CF03-0AB0

應用
通訊模塊使 SIMATIC S7-300 可以連接到如：

SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 可編程控制器，以及許多其它制造商提供的系統

PC、可編程裝置、HMI 裝置

現場設備

打印機

機器人控制

調制解調器

掃描儀、條碼讀取器等

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效益
•由于可以使用 STEP 7 方便的進行組態，因此縮短了啟動時間
•通過 LED 指示縮短了發生故障時的停機和維修時間

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設計和功能
CP 具有加固的塑料外殼，帶有 LED 指示燈用于顯示工作和故障狀態。
它們顯示出了 SIMATIC S7-300 設計的全部優勢，如 .
•設計緊湊 
•便于安裝 
•用戶友好型接線等。

詳細介紹

1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨

的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數據，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據需要組合成不同的系統。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些模板，便能使系統升級和充分滿足需要。

CPU 312，用于小型工廠

CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠

CPU 315-2 DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠

CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠

CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

CPU 319-3 PN/DP，用于具有*容量程序量何組網能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

中國地區：

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北京_      重慶_    天津_    上海

河北_      石家莊_唐山_秦皇島_邯鄲_邢臺保定_張家口_承德_滄州_廊坊_衡水

山西_      太原_大同_陽泉_長治_晉城_朔州_晉中_運城_忻州_臨汾_呂梁

內蒙古_   呼和浩特_包頭_烏海_赤峰_通遼_鄂爾多斯_呼倫貝爾_巴彥淖爾盟_興安盟_錫林郭勒盟和滿洲里_阿拉善盟 _烏蘭察布盟_二連浩特

湖北_      武漢_黃石_襄陽_十堰_荊州_宜昌_荊門_鄂州_孝感_黃岡_咸寧_隨州_恩施州

湖南_      長沙_株洲_湘潭_衡陽_邵陽_岳陽_常德_張家界_益陽_郴州_永州_懷化_婁底_湘西州

廣東_      廣州_深圳_珠海_汕頭_韶關_佛山_江門_湛江_茂名_肇慶_惠州_梅州_汕尾_河源_陽江_清遠_東莞_中山_潮州_揭陽_云浮廣西_南寧_柳州_桂林_梧州_北海_防城港_欽州_貴港_玉林_百色_賀州_河池_來賓_崇左

海南_      海口_三亞_白沙黎族自治縣_昌江黎族自治縣_樂東黎族自治縣_陵水黎族自治縣_保亭黎族苗族自治縣_瓊中黎族苗族自治縣_西沙群島_南沙群島_中沙群島_五指山_瓊海_儋州_文昌_萬寧_東方_定安縣_屯昌縣_澄邁縣_臨高縣

四川_      成都_自貢_攀枝花_瀘州_德陽_綿陽_廣元_遂寧_內江_樂山_南充_宜賓_廣安_達州_眉山_雅安_巴中_資陽_阿壩州_甘孜州_涼山州

貴州_      貴陽_六盤水_遵義_安順_銅仁_畢節_黔西南州_黔東南州_黔南州

云南_      昆明_曲靖_玉溪_保山_昭通_麗江_普洱_臨滄_*州_紅河州_西雙版納_楚雄州_大理_德宏州_怒江州_迪慶州_思茅

西藏_      拉薩_昌都_山南_日喀則_那曲_阿里_林芝

陜西_      西安_銅川_寶雞_咸陽_渭南_延安_漢中_榆林_安康_商洛

甘肅_      蘭州_嘉峪關_金昌_白銀_天水_武威_張掖_平涼_酒泉_慶陽_定西_隴南_臨夏州_甘南州

青海_      寧海_東海_北州_黃南州_海南州_果洛州_玉樹州_海西州

寧夏_      銀川_石嘴山_吳忠_固原_中衛

新疆_      烏魯木齊_克拉瑪依_吐魯番_哈密_昌吉州_博爾塔拉州_巴音郭楞州_阿克蘇_克孜勒蘇州_喀什_和田_伊犁州_塔城_阿勒泰

香港_     澳門  _   中國臺灣

遼寧_      沈陽_大連_鞍山_撫順_本溪_丹東_錦州_營口_阜新_遼陽_盤錦_鐵嶺_朝陽_葫蘆島

吉林_      長春_吉林_四平_遼源_通化_白山_松原_白城_延邊朝鮮族自治州

黑龍江_   哈爾濱_齊齊哈爾_雞西_鶴崗_雙鴨山_大慶_伊春_佳木斯_七臺河_牡丹江_黑河_綏化_大興安嶺

江蘇_      南京_無錫_徐州_常州_蘇州_南通_連云港_淮安_鹽城_揚州_鎮江_泰州_宿遷

浙江_      杭州_寧波_溫州_嘉興_湖州_紹興_金華_衢州_舟山_臺州_麗水

安徽_      合肥_蕪湖_蚌埠_淮南_馬鞍山_淮北_銅陵_安慶_黃山_滁州_阜陽_宿州_巢湖_六安_亳州_池州_宣城

福建_      福州_廈門_莆田_三明_泉州_漳州_南平_龍巖_寧德

江西_      南昌_景德鎮_萍鄉_九江_新余_鷹潭_贛州_吉安_宜春_撫州_上饒

山東_      濟南_青島_淄博_棗莊_東營_煙臺_濰坊_威海_濟寧_泰安_日照_萊蕪_臨沂_德州_聊城_濱州_菏澤

河南_      鄭州_開封_洛陽_平頂山_焦作_鶴壁_新鄉_安陽_濮陽_許昌_漯河_三門峽_南陽_商丘_信陽_周口_駐馬店

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