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PLC主要用途和功能如下:

1、開關(guān)量的邏輯控制。這是PLC基本、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑

2、模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制。

3、運(yùn)動(dòng)控制。PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專（zhuan）用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。

4、過程控制。過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuan)用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。

5、數(shù)據(jù)處理。現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

6、通信及聯(lián)網(wǎng)。PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,通信非常方便。

西門子plc型號編制通常所指的是訂貨號。以6ES7 221-0BA23-0xA0為例：

6-自動(dòng)化系統(tǒng)系列；

S7-S7系列，S5-S5系列；

2-200系列，3-300系列，4-400系列；

2-DI/DO，1-CPU，3-AI/AO，4-通信模塊，5-功能模塊；

1-輸入，2-輸出，3-輸入/輸出（對于數(shù)字量）；

OBA-輸入/輸出電壓等級、類型、點(diǎn)數(shù)等，具體要看產(chǎn)品說明；

23-版本；

0xA0-此數(shù)值代表不同功能的模塊。

西門子plc根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有S7-200，S7-300和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。

1、S7-200

針對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，可通過編程器pg訪問所有模塊，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)。

2、S7-300

相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統(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、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡單，選擇性也比較多，并可借助工具進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進(jìn)行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號模塊保留一個(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)對點(diǎn)連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。

針對cpu設(shè)計(jì)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，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc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，有存儲器復(fù)位請求時(shí)慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

3、37-400

同300的區(qū)別主要在于熱啟動(dòng)(wrst)這一部分，其他基本一樣。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)備主要有pg720pg740pg760——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。

4、西門子plc在工程中的應(yīng)用

每個(gè)自動(dòng)化過程都是由許多較小的部分和子過程組成，所以工程建立的*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，對應(yīng)模塊序號和類型，所用機(jī)架號，cpu型號和容量，hmi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，上述工作都在項(xiàng)目管理(simatic管理器)，包括必須的硬件(+組態(tài))，網(wǎng)絡(luò)(+組態(tài))，所有程序和自動(dòng)化解決方案的數(shù)據(jù)管理。f1在線幫助。

simatic管理器管理step7項(xiàng)目，編寫step7用戶程序的工具，有梯形圖lad，語句表stl，和功能塊圖fbd，編程語言。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到eprom卡上。simatic管理器是一個(gè)在線/離線編輯s7對象的圖形化用戶界面，這些對象包括項(xiàng)目、用戶程序、快、硬件站和工具。此管理器的用戶界面中工具條和windows差不多，就是多了幾個(gè)plc菜單——顯示訪問節(jié)點(diǎn)、存儲器卡、下載、仿真模塊。

step7項(xiàng)目結(jié)構(gòu)：項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)以對象形式存儲，按樹型結(jié)構(gòu)組織。第：包含項(xiàng)目圖表，每個(gè)項(xiàng)目代表和項(xiàng)目存儲有關(guān)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二級：站(如s7-300)用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點(diǎn)。s7程序文件夾是編寫程序的起點(diǎn)，所有s7系列的軟件均放在s7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾。simatic的網(wǎng)絡(luò)圖表(mpi、profibus、工業(yè)以太網(wǎng))第三級和其他級：和上級對象類型有關(guān)。編程器可離線/在線查看項(xiàng)目——offline：編程器硬盤上的內(nèi)容;online：通過網(wǎng)線從plc讀到的內(nèi)容。

菜單選項(xiàng)：在options-customize設(shè)置語言、助記符、常用特性(存儲位置、系統(tǒng)信息顯示)。創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目：filenewnewproject插入s7程序塊：insertprograms7program插入s7塊：inserts7block然后可選：1：組織塊(ob)被操作系統(tǒng)調(diào)用，他們是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。2：功能fc和功能塊fb是實(shí)際的用戶程序利用他們可以把復(fù)雜的程序分解成小的，易于調(diào)試的單元。3：數(shù)據(jù)塊存儲用戶的數(shù)據(jù)。選擇所需塊類型后，會打開一個(gè)屬性對話框，其中可輸入塊序號和要使用的編程語言，及其他設(shè)置。

5、硬件組態(tài)和存儲器概念

裝載存儲器是一個(gè)可編程模塊，它包括建立在編程設(shè)備上的裝載對象(邏輯塊、數(shù)據(jù)塊和其他信息)，它可以是存儲器卡或內(nèi)部集成的ram。存儲器卡一般有兩種，其中，當(dāng)采用ram存儲器卡時(shí)，系統(tǒng)必須配備電池，當(dāng)采用flasheprom存儲器卡時(shí)，則斷電不會丟失，但內(nèi)部ram中的數(shù)據(jù)仍需電池保持。

工作存儲器僅包含和運(yùn)行時(shí)間使用的程序和數(shù)據(jù)，ram工作存儲器集成在cpu中，通過后備電池保持。系統(tǒng)存儲器包括過程映象輸入和輸出表(pii，piq)，位存儲器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器和局部堆踐。保持存儲器是非揮發(fā)的ram，即使沒有安裝后備電池也可用來保持某些數(shù)據(jù)，設(shè)置cpu參數(shù)時(shí)要保持的區(qū)域。

從上述概念可知，假如我們在線修改程序，被修改的塊存放在工作存儲器中，當(dāng)把程序上載到編程器時(shí)，就從工作存儲器傳到編程器。由于斷電會導(dǎo)致ram數(shù)據(jù)的丟失，所以假如要安全保存被修改的程序，就必須保存在feprom或硬盤上。

硬件組態(tài)和參數(shù)分配

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中讀出來的。

組態(tài)過程：

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)可以打開硬件目錄——view-catalog，如果選擇標(biāo)準(zhǔn)硬件目錄庫，它會提供所有的機(jī)架、模塊和接口模塊。

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S7-200 SMART 系列包括許多微型可編程邏輯控制器 (Micro PLC, Micro Programmable Logic Controller)，這些控制器可以控制各種自動(dòng)化應(yīng)用。S7-200 SMART結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉且具有功能強(qiáng)大的指令集，這使其成為控制小型應(yīng)用的*解決方案。S7-200 SMART 產(chǎn)品多種多樣且提供基于 Windows的編程工具，這使得您可以靈活地解決各種自動(dòng)化問題。

本手冊提供了有關(guān) S7-200 SMART CPU的安裝和編程信息，適用于具備可編程邏輯控制器基本知識的工程師、編程人員、安裝人員和電氣人員。

所需的基本知識

要理解本手冊，需要具備自動(dòng)化和可編程邏輯控制器的基本知識。

本手冊適用范圍

本手冊介紹了以下產(chǎn)品：

• STEP7-Micro/WIN SMART V2.3

• S7-200SMART CPU 固件版本 V2.3

產(chǎn)品概述

S7-200 SMART 系列微型可編程邏輯控器 (Micro PLC, Micro Programmable LogicController) 可以控制各種設(shè)備以滿足您的自動(dòng)化控制需要。

CPU

根據(jù)用戶程序控制邏輯監(jiān)視輸入并更改輸出狀態(tài)，用戶程序可以包含布爾邏輯、計(jì)數(shù)、定時(shí)、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能設(shè)備的通信。 S7-200 SMART結(jié)構(gòu)緊湊、組態(tài)靈活且具有功能強(qiáng)大的指令集，這些優(yōu)勢的組合使它成為控制各種應(yīng)用的*解決方案。

1.1 S7-200 SMART CPU

CPU

將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路組合到一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的外殼中，形成功能強(qiáng)大的 Micro PLC。下載用戶程序后，CPU

將包含監(jiān)控應(yīng)用中的輸入和輸出設(shè)備所需的邏輯。

① I/O 的 LED

② 端子連接器

③ 以太網(wǎng)通信端口

④ 用于在標(biāo)準(zhǔn) (DIN)導(dǎo)軌上安裝的夾片

⑤ 以太網(wǎng)狀態(tài) LED（保護(hù)蓋下方）：LINK，RX/ TX

⑥ 狀態(tài) LED：RUN、STOP 和ERROR

⑦ RS485 通信端口

⑧ 可選信號板（僅限標(biāo)準(zhǔn)型）

⑨ 存儲卡讀卡器（保護(hù)蓋下方）（僅限標(biāo)準(zhǔn)型）

CPU具有不同型號，它們提供了各種各樣的特征和功能，這些特征和功能可幫助用戶針對不同的應(yīng)用創(chuàng)建有效的解決方案。以下顯示 CPU 的不同型號。

說明

CPU CR40 和 CPU CR60

S7-200 SMART CPU 固件版本 V2.3 不適用于 CPU CR40 和 CPU CR60 型號。

表格 1- 1 S7-200 SMART CPU

表格 1- 2 緊湊型串行、不可擴(kuò)展 CPU

可組態(tài) V 存儲器、M 存儲器、C 存儲器的存儲區(qū)（當(dāng)前值），以及T 存儲器要保持的部分（保持性定時(shí)器上的當(dāng)前值），大可為大量。

表格 1- 3 標(biāo)準(zhǔn)型可擴(kuò)展 CPU

1.可組態(tài) V 存儲器、M 存儲器、C 存儲器的存儲區(qū)（當(dāng)前值），以及T 存儲器要保持的部分（保持性定時(shí)器上的當(dāng)前值），大可為大量。

2 的大脈沖頻率僅適用于帶晶體管輸出的 CPU 型號。對于帶有繼電器輸出的 CPU型號，不建議進(jìn)行脈沖輸出操作。

• 新功能

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.3 和 S7-200 SMART V2.3 CPU 均引入了以下新功能：

新 CPU 型號

S7-200 SMART 具有四種新的緊湊型串行 CPU 型號：

• CPUCR20s AC/DC/繼電器 (6ES7288-1CR20-0AA1)

• CPUCR30s AC/DC/繼電器 (6ES7288-1CR30-0AA1)

• CPUCR40s AC/DC/繼電器 (6ES7288-1CR40-0AA1)

• CPUCR60s AC/DC/繼電器 (6ES7288-1CR60-0AA1)

說明

CPU CR40 和 CPU CR60

S7-200 SMART CPU 固件版本 V2.3 不適用于 CPU CR40 和 CPU CR60 型號。

狀態(tài) LED 狀態(tài)

現(xiàn)在，如果強(qiáng)制施加一個(gè)值，則所有型號 CPU 在 1 Hz 時(shí)閃爍的都將是 STOP LED（在RUN 或 STOP 模式下）。

高速計(jì)數(shù)器 (HSC)

HSC 新功能包括：

• SR和 ST 型號 CPU 的 HSC 數(shù)量由四個(gè)增至六個(gè)。新的 CRs 型 CPU 配有四個(gè)HSC。

• SR/ST30CPU 現(xiàn)已針對 HSC4 使用高速輸入 I0.6 和 I0.7。這意味著 SR/ST30 CPU比其他 SR/ST 型號多一個(gè) 200 kHz 計(jì)數(shù)器。

STEP 7-Micro/WIN SMART 支持 USB/PPI 串行接口

現(xiàn)在可以使用 USB/PPI 多主站電纜通過以下任意串行端口對所有 CPU 型號進(jìn)行編程：

• RS485端口

• 信號板端口

• DP01 PROFIBUS 端口

STEP 7-Micro/WIN SMART 固件更新

現(xiàn)可通過以下任意串行端口將固件更新下載至所有 CPU 型號：

• RS485端口

• 信號板端口

DP01 PROFIBUS 端口

1.2 CPU 特性差異

S7-200 SMART V2.3 CPU 系列包含十二種 CPU

型號，分為兩條產(chǎn)品線：緊湊型產(chǎn)品線和標(biāo)準(zhǔn)型產(chǎn)品線。CPU 標(biāo)識符的首字母指示產(chǎn)品線，分為緊湊型 (C) 和標(biāo)準(zhǔn)型

(S)。標(biāo)識符的第二個(gè)字母指示交流電源/繼電器輸出 (R) 或直流電源/直流晶體管

(T)。標(biāo)識符中的數(shù)字指示板載數(shù)字量 I/O

總數(shù)。新的緊湊型號由小寫字符“s"（僅限串行端口）后加 I/O 計(jì)數(shù)進(jìn)行指示。

CRs 型號

CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 型號與標(biāo)準(zhǔn) CPU

之間存在以下差異：

• 無以太網(wǎng)端口：RS485端口現(xiàn)為編程端口。

• STEP7-Micro/WIN SMART 使用 USB-PPI 電纜通過 RS485 端口對 CPU 編程。

• CPU保留一個(gè) STEP 7-Micro/WIN SMART 程序員連接。

• 沒有需要使用以太網(wǎng)端口的 CPU指令

• 不支持?jǐn)?shù)據(jù)日志

• 無實(shí)時(shí)時(shí)鐘

• 無 microSD讀卡器

• 不提供信號板支持

• 不提供信號模塊支持

• 無 24V 直流傳感器電源

• 無運(yùn)動(dòng)控制

• 僅支持具有PROFIBUS/RS485 功能的 HMI

• 12KB 梯形圖內(nèi)存和 8 KB V 內(nèi)存

• 保持性存儲器限制為 2KB

無以太網(wǎng)端口

由于 CRs 型號無以太網(wǎng)端口，因此 RS485

端口為編程端口。STEP 7-Micro/WIN SMART 使用 USB-PPI 電纜對 CPU

編程?，F(xiàn)可通過所有串行端口對任意 CPU 進(jìn)行編程，包括 PROFIBUS DP01 模塊。

USB-PPI 電纜

CRs 型號提供 RS485 端口作為 CPU 的編程端口。使用 STEP 7-Micro/WIN SMART

和 USB-PPI 電纜，可以執(zhí)行以下任務(wù)：

• 上傳和下載程序

• 監(jiān)控程序功能

• 執(zhí)行固件更新

如果在程序中使用自由端口，連接 USB-PPI 電纜將強(qiáng)制 CPU退出自由端口模式并啟用 PPI 模式。PPI 模式允許 STEP 7-Micro/WIN SMART 重新控制CPU。