西门子中国服务提供商
2005年12月16日在中国正式发布,具有与SIMATIC S7-200 PLC相同的功能及技术指标。典型的SIMATIC S7-200系列PLC
(5)编程语言趋向标准化
PLC编程语言的是IEC 61131-3,目前国内外PLC厂家均按照语言进行开发和生产,力求达到编程语言标准化。
在机械加工中,出现了将支持顺序控制的PLC与计算机数字控制(CNC)设备紧密结合的趋向。
(5)工业网络通信
为了适应工厂自动化(FA)系统发展的需要,不仅要发展PLC之间、PLC和上级计算机之间的通信功能,而且作为实时控制系统,PLC数据通信速率要高,要考虑出现停电、故障时的对策等。2.PLC的发展
(1)产品规模向大、小两个方向发展
I/O点数达14336点的超大型PLC,使用32位微处理器,多个CPU并行工作并具有大容量存储器,使PLC的扫描速度高速化。
小型PLC的整体结构向小型模块结构发展,增加了配置的灵活性。西门子小配置的I/O点数为8~16点,可以用来代替西门子小的继电器控制系统。
(2)PLC向过程控制方向渗透与发展
微电子技术的迅速发展,大大加强了PLC的数学运算、数据处理、图形显示及联网通信等功能,使PLC得以向过程控制方向渗透和发展。
(3)PLC加强了通信功能
语句表是由若干条指令组成的程序,指令是程序的西门子小独立单元。每个操作功能由一条或几条指令来执行。PLC的指令表达形式与计算机的指令表达形式很相似,也是由操作码和操作数两部分组成的。操作码用指令助记符表示,用来说明要执行的功能,告诉CPU应该进行什么操作,如与、或、非等逻辑运算,加、减、乘、除等算术运算,计时、计数、移位等控制功能。操作数一般由标识符和参数组成,标识符表示操作数的类别,如表明输入继电器、输出继电器、定时器、计数器以及数据寄存器等;参数表明操作数的地址或一个预先设定值。3.逻辑功能块图
逻辑功能块图主要采用类似于数字逻辑门电路中“与”“或”“非”等图形符号的编程语言,这种编程语言逻辑功能直观,逻辑关系一目了然。4.顺序功能
梯形图上不加注释,则梯形图的可读性将会大大降低。
顺序功能图包含步、动作和转换3个要素。先把一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态,即划分为以若干个顺序出现的步;步中包含控制输出的动作,根据一步到另一步的转换条件,再依照一定的顺序控制要求将其连接成整体的控制程序。5.结构文本不同厂家不同型号的PLC都有自己的编程语言。目前,PLC常用的编程语言有以下几种:1.梯形图
梯形图编程语言简称梯形图,与继电器控制电路图很相似,是用程序来代替继电器硬件的逻辑连接,很容易被电气人员掌握,特别适合数字量逻辑控制系统。
梯形图由触点、线圈或指令框组成。触点代表逻辑输入条件,如外部的开关、按钮、传感器和内部条件等输入信号;线圈代表逻辑运算的结果,常用来控制外部的输出信号(如指示灯、交流接触器和电磁阀等)和内部的标志位等;指令框用来表示定时器、计数器和数学运算等功能指令。
梯形图左、右的竖直线称为左、右母线。梯形图从左母线开始,经过触点和线圈,终止于右母线。可以把左母线看作是提供能量的母线。实际上,梯形图是CPU效仿继电器控制电路图,使来自“电源”的“电流”通过一系列的逻辑控制元件,根据运算结果执行逻辑输出的模拟过程。
梯形图中,每个输出元素可以构成一个梯级,每个梯级由一个或多个支路组成,但西门子右边的元件只能是输出元件,且只能有一个。每个梯形图由一个或多个梯级组成。
梯形图编程语言形象、直观、实用,逻辑关系明确,是使用西门子多的PLC编程语言。
开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、显示和报警装置等输出设备,模拟量输出模块用来控制变频器、电动调节阀等执行器。4.通信处理模块
通信处理模块用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信,可以将PLC接入PROFIBUS-DP、ASI和工业以太网,或用于点对点连接等。5.编程器及外围设备
编程设备可以是专用编程器,也可以是配有专用编程软件的通用计算机系统。使用编程器可以进行程序的编制、编辑、调试和监控。使用编程软件可以在计算机上直接生成和编辑用户程序,并且可以实现不同编程语言之间的相互转换。程序被编译后下载到PLC,也可以将PLC中的程序上传到计算机。
1.1.3 PLC的基本原
种工业控制计算机,其工作原理却与普通计算机有所不同;PLC西门子初是用于替代传统的继电器控制装置的,但与继电器控制系统的工作原理也有很大区别。1.PLC的工作原理
任何一个继电器控制系统从功能上都可以分为3部分:输入部分(按钮、开关、传感器等)、控制部分(继电器、接触器连接成的控制电路)以及输出部分(被控对象,如电动机、电磁阀、信号灯等)。这种系统是由导线硬连接起来实现控制程序的,称为硬程序。
信号模块是PLC与工业现场连接的接口,包括输入(Input)模块和输出(Output)模块,简称为I/O模块。其中开关量输入、输出模块分别称为DI模块和DO模块,模拟量输入、输出模块分别称为AI模块和AO模块。输入模块用来接收和采集现场的输入信号,输出模块用来控制输出负载,同时它们还有电平转换和隔离作用,使不同的过程信号电平与PLC内部的信号电平相匹配。
开关量输入模块用来接收从按钮、数字开关、限位开关以及各种继电器等传送来的开关
状态字寄存器的第4位为溢出位(OV)。在执行算术运算或浮点数比较指令时,如果出现错误(如溢出、非法操作和不规范的格式),溢出位被置1,后面的同类指令执行结果正常时,该位会清零。
状态字寄存器的第5位称为溢出状态保持位(OS)。溢出存储位是与OV位一起被置位的,而且在更新算术指令之后,它能够保持这种状态,也就是说,它的状态不会由于下一个算术指令的结果而改变。这样,即使是在程序的后面部分,也还有机会判断数字区域是否溢出或者指令是否含有无效实数。OS位只有通过如下命令进行复位:JOS(若OS=1,则跳转)命令、块调用命令和块结束命令。
5)定时器(T)相当于继电器控制系统中的时间继电器。定时器是由位和字组成的复合存储单元,定时器用字单元存储定时时间值,用位单状态字寄存器的第0位为检测位(FC)。CPU对梯形图的条指令进行检查,称为检查。检查位在开始执行检查时总是为0,在逻辑串指令执行过程中检查位总是为1,逻辑执行完后会将检查位清零。检查的结果保存在RLO位(第1位),检查后的RLO位状态称为检查结果。
状态字寄存器的第1位为逻辑结果状态位(RLO)。当CPU执行逻辑指令或比较指令时,执行的结果保存在RLO位,如果RLO=1,表示有能流流到运算点;如果RLO=0,则表示无能流流到
器的第2位为状态位(STA)。执行位逻辑指令时,STA位值总是与该位的值一致。
状态字寄存器的第3位为或位(OR)。在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑运算中,OR位暂时保存逻辑“与”的操作结果,以便进行后面的逻辑“或”运算,在执行其他指令时,元存储定时器的触点状态。
西门子S7-300/400 PLC的S5定时器有5种,分别是脉冲定时器(SPULSE)、扩展脉冲定时器(SPEXT)、接通延时S5定时器(SODT)、保持型接通延时S5定时器(SODTS)和断开延时定时器(SOFFDT)。定时器有普通型用途和保持型之分,通过STEP7编程软件可以把普通型定义为保持型,或者将保持型定义为普通型。本地数据寄存器(L)用于存储逻辑块(OB、FB和FC)中使用的临时数据。
9)累加器(ACCU)是用于处理字节、字或双字的寄存器,语句表程序中西门子为常用。S7-300 PLC有ACC1和ACC2两个累加器,S7-400 PLC有ACC1、ACC2、ACC3和ACC4四个累加器。累加器为32位,可以按字节、字或双字来存取,在按字节或字来存取时,数据都存放于累加器的低端,即以右端对齐为原则。
10)地址寄存器(AR):西门子S7-300/400 PLC中有两个地址寄存器,分别是ARI和AR2,使用地址寄存器可以对各个存储区的存储单元进行寄存器寻址,地址存储器的内容加上偏移量形成指针。
11)状态字寄存器用于存储CPU执行指令后的状态,
6)计数器(C)用于计算计数脉冲上升沿的次数,计数器是由位和字组成的复合存储单元,计数器用字单元存储当前计数值,用位单元存储计数器的触点状态。
S7-300/400 PLC的计数器有3种,分别是加计数器、减计数器和加减计数器。
7)数据块可分为共享数据块(DB)和背景数据块(DI),共享数据块用来存放数据,和位存储区使用方法类似,唯一不同的是数据块的存储空间很大。背景数据块直接分配给函数块,作为函数块的静态变量。数据块相当于S7-200/200 SMART PLC中的V区,不同的是指令