西门子CPU模块6ES7232-4HB32-0XB0

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PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得**过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器/ 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统，PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC 的结构形式。

2 ．分配输入 / 输出点

一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。

分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。

在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。

（ 1 ）确定 I/O 通道范围

不同型号的 PLC ，其输入 / 输出通道的范围是不一样的，应根据所选 PLC 型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴”。必须参阅有关操作手册。

（ 2 ）部辅助继电器

内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。

从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。

未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 ： 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排PLC 的内部辅助继电器，在设计说明书中应详细列出各内部辅助继电器在程序中的用途，避免重复使用。参阅有关操作手册。

（ 3 ）分配定时器 / 计数器

PLC 的定时器 / 计数器数量分别见有关操作手册。

7.3 PLC 软件系统设计方法及步骤

7.3.1 PLC 软件系统设计的方法

在了解了 PLC 程序结构之后，就要具体地编制程序了。编制 PLC 控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU 只为编程器服务，而不对现场进行控制。编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU 完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

概述

结构紧凑、易于使用的低成本解决方案，用于满足简单控制任务

结构紧凑、易于操作，*附件即可广泛应用

“一体式”产品，集成显示屏和操作面板

仅需点击按钮或通过 PC 软件即可连接 36 种不同的功能；使用次数多达 130 多次

LOGO! 8: 通过按钮或使用 PC 软件，可链接 38/43 个不同功能；00/400 次

通过按键可以方便地更改功能。重接线*更多耗时

应用

LOGO! 逻辑模块提供方便的、用户友好的解决方案，用于满足简单的开环和闭环控制任务。

LOGO! 具有广泛的通用性，例如：

楼宇服务/电气安装（照明、百叶窗、遮篷、门、门禁系统、栅栏、通风系统，等。）

控制柜制造。

机电设备（泵，小型压机，压缩机，传送带，升降台等）

暖房，温室的特殊控制

对其他控制器的信号进行处理

LOGO! 逻辑模块可根据应用情况进行扩展。

船级社认证

美国船级社, 法国船级社, 挪威船级社,德国劳氏船级社, 英国劳氏船级社，等

指令（ 英文全称意思 ) ：指令含义

1、LD ( Load 装载 ) ：动合触点
2、LDN ( Load Not 不装载 ) : 动断触点
3、A ( And 与 动合) : 用于动合触点串联
4、AN ( And Not 与 动断 ) ：用于动断触点串联
5、O ( Or 或 动合 ) ：用于动合触点并联
6、ON ( Or Not 或 动断 ) : 用于动断触点并联
7、= ( Out 输出 ) ： 用于线圈输出
8、OLD ( Or Lode): 块或
9、ALD ( And Lode): 块与
10、LPS ( Logic Push ) :逻辑入栈
11、LRD ( Logic Read ) :逻辑读栈
12、LPP ( Logic Pop ) :逻辑出栈
13、NOT ( not 并非 ) ：非
14、NOP ( No Operation Performed ) : 无操作
15、AENO ( And ENO ) :指令盒输出端ENO相与
16、S ( Set 放置 ) : 置1
17、R ( Reset 重置，清零 ) ：清零
18、P ( Positive) ：上升沿

19、N ( Negative) ：下降沿

20、TON ( On_Delay Timer ) :接通延时定时器21、TONR ( Retentive On_Delay Timer ) : 有记忆接通延时定时器
22、TOF ( Off_ Delay Timer ) :断开延时定时器
23、CTU ( Count Up ) : 增计数器
24、CTD ( Count Down ) : 减计数器
25、CTDU ( Count Up/ Count Down ) :增减计数器

支持 CFC/SCL 编程

整体路由，所有数据都可以通过 Profinet 进行安装和加载。

软件特点

作为精彩系列面板的组态软件，WinCC fl exible 简单直观、功能强大、应用灵活且智能高效，非常适合机械

设备或生产线中人机界面的应用。WinCC flexible 软件包括一系列执行各种组态任务的编辑器和工具。可使用多种便捷的功能来组态显示画面，例如缩放、旋转和对齐等功能。在 WinCC flexible 中，您可根据需要设置自己的工作环境。在组态工程时，组态任务对应的工作窗口会出现在显示器上，包括：

1、项目窗口：显示项目结构（项目树），进行项目管理

2、工具箱窗口：包含丰富的对象库

3、 对象窗口：显示已创建对象，并可以通过拖放操作复制到画面中

4、 工作区：编辑、组态画面和对象

5、属性窗口：编辑从工作区域中选取的对象属性

变量管理

拥有*的变量管理器，可以集中管理项目中的所有变量

1、查阅、检索变量更方便，可使用变量名称来标识 PLC 变量

2、通过拖放操作，批量创建名称、类型及地址满足一定关系的变量

3、快速修改多个变量的类型、地址或名称等属性

报警管理

报警管理器支持各种类型的报警：

1、可以自定义报警类别? 支持模拟量及数字量报警

2、可以自定义报警组，相同组的报警可以同时被确认

3、支持报警事件函数包含功能完善的报警显示控件，支持外观自定义

丰富的画面对象库

1、基本对象库—开关、按钮和图形等

2、增强对象库—显示配方、趋势图等? 丰富的符号库

丰富的动画效果简单的生成方式

1、通过设置对象属性生成动画? 支持函数设定动画路径方式

2、支持通过变量控制对象组生成动画

高效、智能的组态方式

1、通过拖拽方式自动创建变量的显示对象及画面的切换按钮

2、支持画面对象的自动排列功能

3、支持用户自定义对象库

4、支持向导式快速工程组态

*的多语言组态

1、支持 32 种语言，其中 5 种可以在线转换

2、支持多语言显示，*重新设计画面

3、内置系统字典和用户字典功能，支持画面自动翻译

4、*的项目文本导入/导出功能，提高并优化工程组态效率