西門子模塊6ES7222-1HD22-0XA0

 PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。
整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統工藝過程較為固定的小型控制系統中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制系統。
通過IM360/361擴展，可擴展3個機架，機架(CR)到擴展機架(ER)及
在工控領域，公司以精益求精的經營理念，從產品、方案到服務，致力于塑造一個“行業專家”品牌，以實現可的發展。
多年以來，公司堅持“以客戶為本，與客戶共同發展”的思想，全力以赴為工礦用戶、設計單位、工程公司提供高性價比、高性、高可靠性的整體解決方案。

PLC的控制方式屬于存儲程序控制，其控制功能是通過存放在存儲器內的程序來實現的，若要對控制功能作必要修改，只需改變控制程序即可，這就實現了控制的軟件化。可編程控制器的優點在于"可"字，從軟件來講，其控制程序可編輯、可修改；從硬件上講，其外部設備配置可變。構建一個PLC控制系統的重心就在于控制程序的編制，但外部設備的選用也將對程序的編制產生影響。因此在進行程序設計時應結合實際需要，硬、軟件綜合考慮。本文就硬、軟兩方面，選取梯形圖為編程語言，以松下電工FPO-C32型PLC為例，對PLC使用過程中易出現的幾個問題及解決方法進行了分析。

    一、外部輸入設備的選用與PLC輸入繼電器的使用

    1. 外部輸入信號的采集

    PLC的外部設備主要是指控制系統中的輸入輸出設備，其中輸人設備是對系統發出各種控制信號的主令電器，在編寫控制程序時必須注意外部輸入設備使用的是常開還是常閉觸點，并以此為基礎進行程序編制。否則易出現控制錯誤。

    在PLC內部存儲器中有于輸入狀態存儲的輸入繼電器區，各輸入設備（開關、按鈕、行程開關或傳感器信號）的狀態經由輸入接口電路存儲在該區域內，每個輸入繼電器可存儲一個輸入設備狀態。PLC中使用的"繼電器"并非實體繼電器，而是"軟繼電器"，可提供無數個常開、常閉觸點用于編程。每個"軟繼電器"僅對應PLC存儲單元中的一位（bit），該位狀態為"1"，表示該"軟繼電器線圈"通電，則程序中所有該繼電器的觸點都動作。輸入繼電器作為PLC接收外部主令信號的器件，通過接線與外部輸入設備相聯系，其"線圈"狀態只能由外部輸入信號驅動。輸入信號的采集工作示意圖如圖1。

輸入繼電器線圈其狀態取決于外部設備狀態

  PLC輸入信號采集示意圖

    圖1中，輸入設備選用的是按鈕SB0的常閉觸點，輸入繼電器X0的線圈狀態取決于SB0的狀態。該按鈕未按下時，輸入繼電器X0線圈狀態為"1"通電狀態，程序中所有X0觸點均動作，即常開觸點接通，常閉觸點斷開；若按下該按鈕，則輸入繼電器X0線圈狀態為"0"斷電狀態，程序中所有X0觸點均恢復常態。如果輸入繼電器連接的輸入設備是按鈕SB0的常開觸點，則情況恰好相反：在該按鈕未按下時，輸入繼電器X0線圈狀態為"0"斷電狀態，程序中所有X0觸點均不動作；若按下該按鈕，輸入繼電器X0線圈狀態為"1"通電狀態，程序中所有X0觸點均動作。

    2. 停車按鈕使用常閉型

    由于PLC在運行程序判別觸點通斷狀態時，只取決于其內存中輸入繼電器線圈的狀態，并不直接識別外部設備，因此編程時，外部設備的選用與程序中的觸點類型密切相關。這是一個在對照電氣控制原理圖進行PLC編程時易出現的問題。典型的例子是基本控制--"起保停控制"中的停車控制。

圖2 "起保停控制"電氣原理圖

    圖2為"起保停控制"電氣原理圖，在該系統中，按鈕SB0用于停車控制，因此使用其常閉觸點串聯于控制線路。SBl為起動按鈕，使用其常開觸點。若使用相同的設備（即停車SB0用常閉觸點，起動SBl用常開觸點），利用PLC進行該控制，則需編程梯形圖程序（圖3）：

圖3 "起保停控制"梯形圖程序（停車按鈕使用常閉觸點）

I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0

    該梯形圖中停車信號X0使用的是常開觸點串聯在控制線路中，這是因為外部停車設備選取按鈕常閉觸點所致，不操作該按鈕，則輸出Y0正常接通，若按下該按鈕，輸出Y0斷電。

    3. 停車按鈕使用常開型

    若希望編制出符合我們平時閱讀習慣的梯形圖程序（圖4），則在選用外部停車設備時需使用按鈕SB0的常開觸點與X0相連。

圖4 "起保停控制"梯形圖程序（停車按鈕使用常開觸點）

I/O分配：SB0--X0，SBl--Xl，輸出Y0

    圖3、4梯形圖完成相同的控制功能，程序中停車信號X0使用的觸點類型卻不相同，其原因就是連接在輸入繼電器X0上的外部停車按鈕觸點類型選用不同。圖4所示梯形圖程序更加符合我們的閱讀習慣，也更易分析其邏輯控制功能，因此在PLC構成控制系統中，外部開關、按鈕無論用于起動還是停車，一般都選用常開型，這是一個在使用PLC時需要格外注意的問題。

    二、PLC的"串行"運行方式與控制程序的編制

    PLC與繼電接觸器控制的重要區別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制系統是按"并行"方式工作的，也就是說是按同時執行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個電器同時動作。而PLC是以"串行"方式工作的，PLC在循環執行程序時，是按照語句的書寫順序自上而下進行邏輯運算，而前面邏輯運算的結果會影響后面語句的邏輯運算結果。因此梯形圖編程時，各語句的位置也會對控制功能產生關鍵影響。例如：

5 程序1

    程序1調試結果：X0接通3次，Y3接通，X0再接通1次，Y3斷開。

6 程序2

    程序2程序調試結果．X0接通3次，Y3接通即斷開。

    上面兩個程序中，輸出Y3、計數器CTl02及內部通用繼電器R0前面的邏輯條件均相同，僅僅是計數器CTl02所在語句位置發生了變化，而兩段程序的運行結果就截然不同。這是因為CTl02對輸出Y3的影響方式發生了變化。執行段程序時，將首先判斷輸出Y3的狀態，再判斷CTl02的狀態，CTl02的狀態變化只能在下一個掃描周期對Y3產生影響；而執行第二段程序時，將首先判斷CTl02的狀態，再判斷輸出Y3的狀態，CTl02的狀態變化將在該掃描周期直接影響Y3的狀態。

從以上討論可以得出，由于PLC采用"串行"工作方式，所以即使是同一元件，在梯形圖中所處的位置不同，其工作狀態也會有所不同，因此在利用梯形圖進行控制程序編制時，應對控制任務進行充分分析，合理安排各編程元件的位置，才能夠更為準確地實現控制。

    三、PLC的編程元件

    PLC的各種功能主要是通過運行控制程序來實現。編制程序時，需要合理使用PLC提供的編程元件（即軟元件）。FPO型PLC中常用的編程元件有兩種：位元件（bit）和字元件（word）。位元件實際上是PLC內存區域所提供的一個二進制位單元，又被稱為軟繼電器，主要用作基本順序指令的編程元件，如輸入繼電器Xn、輸出繼電器Yn、內部通用繼電器Rn、定時（計數）器等，其參與控制的方式主要是通過對應觸點的通斷狀態改變影響邏輯運算結果即輸出。

    字元件則為PLC內存區域內的一個字單元（16bit），主要用作功能指令和高級指令的編程元件，通常用以存放數據，如數據寄存器DTn，定時(計數)器的設定值SVn、經過值EVn等。字元件沒有觸點，通常以整體內容參與控制。

整體式PLC的每一個I／O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，所以一般用于系統工藝過程較為固定的小型控制系統中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，I／O點數量、輸入點數與輸出點數的比例、I／O模塊的種類等方面，選擇余地較大。維修時只要更換模塊，判斷故障的范圍也很方便。因此，模塊式PLC一般適用于較復雜系統和環境差（維修量大）的場合。

說明

SIMATIC S7-200 Micro PLC自成一體：:
特別緊湊但是具有驚人的能力－特別是有關它的實時性能－它速度快，功能強大的通訊方案，并且具有操作簡便的硬件和軟件。但是還有更多特點：
SIMATIC S7-200 Micro PLC具有統一的模塊化設計－目前不是很大，但是未來不可*的定制解決方案。這一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC在一個緊湊的性能范圍內為自動化控制提供一個非常有效和經濟的解決方案。

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西門子模塊6ES7222-1HD22-0XA0

應用領域

簡單自動
化任務用SIMATIC S7-200Micro PLC
SIMATIC S7-200的應用領域從更換繼電器和接觸器一直擴展到在單機、網絡以及分布式配置中更復雜的自動化任務。S7-200也越來越多地提供了對以前曾由于經濟原因而開發的特殊電子設備的地區的進入。
除了五種不同CPU的全面基本功能，SIMATIC S7-200的模塊化系統技術還提供了一系列可升級的擴展模塊，以滿足各種需求對功能性的*要求。

由于其各種與眾不同的特點，S7-200已經在范圍內涵蓋各種行業的應用程序中得到了證實：

CPU 221

簡單自動化任務用的小型CPU－如果您想變更為一個非常經濟地執行簡單自動化任務的有效解決方案，這是**的小型設備。還可以在擴展的溫度范圍內使用。

更復雜任務用的CPU 222可擴展的小型CPU－更復雜的機器和小型系統解決方案用的能夠勝任的緊湊型封裝。

更高通訊和計算要求用 CPU－為要求速度和特殊通訊能力的復雜任務用的高性能 CPU。

簡單驅動任務用的 CPU－方便地實施簡單驅動任務用的CPU 224版本－有兩個接口，兩個模擬輸入和一個模擬輸出，以及兩個100 kHz脈沖輸出和2個高速200kHz 計數器。

較大技術性工作用的高性能CPU－用于具有已擴展輸入和輸出以及兩個RS485接口的復雜的自動化任務的多功能高性能CPU。

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優點

SIMATIC S7-200發揮統一而經濟的解決方案。整個系統的系列特點

• 強大的性能，

• **模塊化和

• 開放式通訊。

S7-200 性能*，久經考驗，適合于工業領域的各種應用：

• 結構緊湊小巧－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，

• 大容量程序和數據存儲器

• 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接口或者作為系統總線使用

• 極其快速和**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

主要特點

• 突出數據記錄用記憶卡，配方管理，STEP 7-Micro/WIN的項目節約，以及各種格式的文件存儲

• PID自動調諧功能

• 用于擴展通訊選項的2個內置串口，例如：與其它制造商的設備配套使用（CPU 224 XP, CPU 226）

• 具有內置模擬輸入/輸出的CPU 224 XP

實時響應
*的技術直至**的細節確保我們的CPU發揮杰出的實時響應率：

• 4個或6個獨立的硬件計數器，每個30 kHz，帶有CPU 224 XP的2 x 200 kHz，例如：通過增量編碼器或者高速記錄過程事件的**路徑監測

• 4個獨立的報警輸入，輸入濾波時間0.2毫秒至程序起動－**過程安全

• 對應用程序快速事件大于0.2 ms信號的脈沖捕捉功能

• 2個脈沖輸出，每個 20 kHz，或者具有脈沖寬度調制和脈沖無脈沖設定點的CPU 224 XP 的2 x 100 kHz－例如：用于控制步進電機

• 2個定時中斷，在1ms處開始，以1ms的增量進行調節－用于迅速變化過程的無擾控制

• 快速模擬輸入－具有25 μs的信號轉換，12位分辨率

• 實時時鐘

定時中斷

• 1至255ms，具有1 ms的分辨率

• 例如：在轉四分之一圈后，以3000 RPM的轉速可以在螺釘插入機上記錄和處理信號。可以實現非常**的記錄，例如：擰緊扭矩，以確保螺釘的**緊固。

快速計數器

• 彼此、其他操作和程序周期均獨立運行

• 當達到用戶可選擇的計算值時，中斷觸發－從檢測到輸入信號到切換輸出的反應時間為300 μs

• 當增量位置編碼器用于確切定位時的4邊緣評估

• 模塊化可擴展性

報警輸入

• 4個獨立的輸入

• 用于快速連續登記信號

• 用于信號檢測的200 μs–500 μs 響應時間/用于信號輸出的300 μs

• 對正向和/或負向信號邊沿的響應

• 在一個隊列中*多16次中斷，取決于優先順序

• 

• 在PLC中劃有各種用途的存儲區，比如物理輸入輸出區P、映像輸入區I、映像輸出區Q、位存儲區M、定時器T、計數器C、數據區DB和L等，同時我們還知道，每個區域可以用位（BIT）、字節（BYTE）、字（WORD）、雙字（DWORD）來衡量，或者說來確切的大小。當然定時器T、計數器C不存在這種衡量體制，它們僅用位來衡量。由此我們可以得到，要描述一個地址，至少應該包含兩個要素：
  　　1、存儲的區域
  　　2、這個區域中具體的位置
  　　比如：A Q2.0
  　　其中的A是指令符，Q2.0是A的操作數，也就是地址。這個地址由兩部分組成：
  　　Q：指的是映像輸出區
  　　2.0：就是這個映像輸出區第二個字節的第0位。
  　　由此，我們得出， 一個確切的地址組成應該是：
  　　〖存儲區符〗〖存儲區尺寸符〗〖尺寸數值〗.〖位數值〗，例如：DBX200.0。
  　　 DB X 200 . 0
  　　其中，我們又把〖存儲區符〗〖存儲區尺寸符〗這兩個部分合稱為：地址標識符。這樣，一個確切的地址組成，又可以寫成：
  　　地址標識符 + 確切的數值單元 
  　　【間接尋址的概念】 
  　　尋址，就是指令要進行操作的地址。給定指令操作的地址方法，就是尋址方法。
  　　在談間接尋址之前，我們簡單的了解一下直接尋址。所謂直接尋址，簡單的說，就是直接給出指令的確切操作數，象上面所說的，A Q2.0，就是直接尋址，對于A這個指令來說，Q2.0就是它要進行操作的地址。
  　　這樣看來，間接尋址就是間接的給出指令的確切操作數。對，就是這個概念。
  　　比如：A Q[MD100] ，A T[DBW100]。程序語句中用方刮號 [ ] 標明的內容，間接的指明了指令要進行的地址，這兩個語句中的MD100和DBW100稱為指針Pointer，它指向它們其中包含的數值，才是指令真正要執行的地址區域的確切位置。間接由此得名。
  　　西門子的間接尋址方式計有兩大類型：存儲器間接尋址和寄存器間接尋址。
  　　【存儲器間接尋址】
  　　存儲器間接尋址的地址給定格式是：地址標識符+指針。指針所指示存儲單元中所包含的數值，就是地址的確切數值單元。
  　　存儲器間接尋址具有兩個指針格式：單字和雙字。
  　　單字指針是一個16bit的結構，從0-15bit，指示一個從0-65535的數值，這個數值就是被尋址的存儲區域的編號。
  　　雙字指針是一個32bit的結構，從0-2bit，共三位，按照8進制指示被尋址的位編號，也就是0-7；而從3-18bit，共16位，指示一個從0-65535的數值，這個數值就是被尋址的字節編號。
  　　指針可以存放在M、DI、DB和L區域中，也就是說，可以用這些區域的內容來做指針。
  　　單字指針和雙字指針在使用上有很大區別。下面舉例說明：
  　　L DW#16#35 //將32位16進制數35存入ACC1
  　　T MD2 //這個值再存入MD2，這是個32位的位存儲區域
  　　L +10 //將16位整數10存入ACC1，32位16進制數35自動移動到ACC2
  　　T MW100 //這個值再存入MW100，這是個16位的位存儲區域
  　　OPN DBW[MW100] //打開DBW10。這里的[MW100]就是個單字指針，存放指針的區域是M區，
  　　 MW100中的值10，就是指針間接的地址，它是個16位的值！

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