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西门子S7-1500PLC数据类型

用户在编写程序时，变量的格式必须与指令的数据类型相匹配。S7系列plc的数据类型主要分为基本数据类型、复合数据类型和参数类型，对于S7 - 1500 PLC，还包括系统数据类型和硬件数据类型。

基本数据类型的操作数通常是32位以内的数据。基本数据类型分为位数据类型、数学数据类型、字符数据类型、定时器数据类型以及日期和时间数据类型。在日期和时间数据类型中，存在超过32位的数据类型；对于S7 - 1500 PLC而言，还增加了许多超过32位的此类数据类型。为方便比较学习，故一并放在基本数据类型中进行介绍。

位数据类型主要有布尔型( Bool)、字节型(Byte)、字型(Word)和双字型( DWord)，对于S7 -1500 PLC，还支持长字型(LWord)，而S7 - 300/400 PLC仅支持前4种。

在位数据类型中，只表示存储器中各位的状态是0 (FALSE)还是1(TURE)。其长度可以是一位( Bit)、一个字节（Byte，8位）、一个字（Word，16位）、一个双字(Double Word，32位)或一个长字（Long Word，64位），分别对应Bool、Byte、Word、DWord和LWord类型。位数据类型通常用二进制或十六进制格式赋值，如2# 01010101、16# 283C等。需注意的是，一位布尔型数据类型不能直接赋常数值。

位数据类型的常数表示需要在数据之前根据存储单元长度( Byte、Word、DWord、LWord)加上B#、W#、DW#或LW#（Bool型除外），所能表示的数据范围见表1。

表1    位数据类型的数据表示范围

图1 位数据类型的数据表示范围

对于S7 - 1500 PLC，数学数据类型主要有整数类型和实数类型（浮点数类型）。

整数类型又分为有符号整数类型和无符号整数类型。有符号整数类型包括短整数型( SInt)、整数型(Int)、双整数型(DInt)和长整数型(Llnt)；无符号整数类型包括无符号短整数型( USInt)、无符号整数型(UInt)、无符号双整数型(UDInt)和无符号长整数型( ULInt)。对于S7 - 300/400 PLC，仅支持整数型Int和双整数型DInt。

短整数型、整数型、双整数型和长整数型数据为有符号整数，分别为8位、16位、32位和64位，在存储器中用二进制补码表示，高位为符号位（0表示正数、1表示负数），其余各位为数值位。而无符号短整数型、无符号整数型、无符号双整数型和无符号长整数型数据均为无符号整数，每一位均为有效数值。

实数类型具体包括实数型( Real)和长实数型(LReal)，均为有符号的浮点数，分别占用32位和64位，高位为符号位（0表示正数、1表示负数），接下来的8位（或11位）为指数位，剩余位为尾数位，共同构成实数数值。实数的特点是利用有限的32位或64位可以表示一个很大的数，也可以表示一个很小的数。对于S7 - 300/400 PLC，仅支持实数型Real。

原有的字符数据类型( Char)长度为8 bit，操作数在存储器中占一个字节，以ASCII码格式存储单个字符。常量表示时使用单引号，例如常量字符A表示为‘A’或CHAR#′A′。表2列出了Char数据类型的属性。

表2    Char数据类型的属性

对于S7 - 1500 PLC，还支持宽字符类型(WChar)，其操作数长度为16 bit，即在存储器中占用2B，以Unicode格式存储扩展字符集中的单个字符。但只涉及整个Unicode范围的一部分。常量表示时需要加WCHAR#前缀及单引号，例如常量字符a表示为WCHAR#‘a’。控制字符在输入时，以美元符号表示。表3列出了WChar数据类型的属性。

表3    WChar数据类型的属性

定时器数据类型主要包括时间( Time)和S5时间(S5Time)数据类型。与S7 - 300/400 PLC相比，S7 - 1500 PLC还支持长时间(LTime)数据类型。

时间( Time)数据类型为32位的IEC定时器类型，内容用毫秒(ms)为单位的双整数表示，可以是正数或负数，表示信息包括天(d)、小时(h)、分钟(m)、秒(s)和毫秒( ms)。表4列出了Time数据类型的属性。

表4    Time数据类型的属性

S5时间(S5 Time)数据类型变量为16 bit，其中高两位未用，接下来的两位为时基信息（00表示0. 01 s，01表示0.1 s，10表示1s，11表示10 s），剩余12位为BCD码格式的时间常数，其范围为0~ 999，如图1所示。该格式所表示的时间为时间常数与时基的乘积。S5 Time的常数格式为时间之前加S5T#，例如S5T#16sl00 ms，以时基0.1 s表示的时间常数为161，故对应的变量内容为2#0001 0001 0110 0001。

表5 列出了S5 Time数据类型的取值范围等属性。

表5   S5Time数据类型的属性

S5 Time时间格式

长时间( LTime)数据类型为64位IEC定时器类型，操作数内容以纳秒(ns)为单位的长整数表示，可以是正数或负数。表示信息包括天(d)、小时(h)、分钟(m)、秒(s)、毫秒( ms)、微秒（μS）和纳秒(ns)。常数表示格式为时间前加LT#，如LT#11ns。表6列出了LTime数据类型的属性。

表6    LTime数据类型的属性

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随着plc的推广遍及，plc产品的品种和数量越来越多，而且功用也日趋完善。在自来水厂中运用越来越广泛，不但能够进步水厂自动化水平，加速出产速度，降低出产成本，而且还能够进步供水质量。可是，plc品种繁多，其结构型式、功能、容量、指令体系、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重，对其技能功能、运用环境条件了解不清，或对plc体系要求把握不行，就会大材小用，形成不必要的或事故频发，影响出产。
二、自来水厂plc的挑选
2.1提倡挑选模快式plc
按结构形式plc可分为整体式和模块式。整体式plc将电源、cpu、i/o部件都会集装在一个机箱内。模块式plc结构是将plc各部分分成若干个独自的模块，如cpu模快、i/o模快等。考虑到自来水厂改建(特别是节能、替换旧设备方面)、扩建和plc毛病率95%都是发生在i/o部件损坏;一起模块式plc的装备灵敏，装置和修理方便，水厂设备、工艺的改动只要将相应的i/o模快替换或扩展再经编程就可方便完成自动化。因而，从长远来看，提倡挑选模块式plc。
2.2*挑选机型
在挑选plc时，要留意售后服务是否有保障，一起兼顾水厂日后修理上的便利、备用件的库存和软件编程方面。而常见的制取自来水的过程首要分为：混凝、沉积、过滤、消毒和贮存。在功用满意要求的前提下，挑选的机型都挑选同一间公司的产品。
2.3根据输入和输出挑选
自来水厂中的首要设备有：反响池、澄清池、滤池、清水池、加氯机、氯吸收装置、空气压缩机、鼓风机、加药设备、阀门、泵、混合设备、计量设备。根据操控体系的要求和选用的操控方法，关于每一个被控目标，所用的i/o点数不会容易发生变化，根据需求的i/o点数选用i/o模块可与主机灵敏地组合运用，可是考虑到今后工艺和设备的改动，或i/o点的损坏、毛病等，一般应保存1/8的裕量。
除了i/o点的数量，还要留意输入和输出信号的性质、参数和特性要求等。如水厂中阀门是模拟量仍是开关量操控;ph计、流量计、浊度计、余氯计、液位计等水质监控外表信号源是电压输出型仍是电流输出型，是有源输出仍是无源输出，及其继电器输出是npn输出型仍是pnp输出型。别的，还要留意输出端点的负载特色(负载电压、电流的类型)，数量等级以及对响应速度的要求等。
据此，来挑选和装备适合输入输出信号特色和要求的i/o模块。
2.4根据存储器容量挑选
一般，plc的存储器容量以字为单位，如64k字等，运用程序所需存储器容量能够预*行预算。挑选和核算的*种方法是：根据编程运用的节点数精确核算存储器的实际运用容量。第二种为预算法，用户可根据操控规模和运用意图，按照附表的公式来预算。
PLC
运用时能够根据程序及数据的存储需求来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充规划。为了运用方便一起考虑到水厂工艺、设备的改动和编程时的需求，一般应该留有25%～30%的裕量。
2.5根据通信要求挑选
目前，plc选用了各种工业规范，如iec61131、ieee802.3以太网、tcp/ip、udp/ip等，各种事实上的工业规范，如windowsnt、opc等，交融了it技能，可与智能mcc马达操控中心、其它运转操控体系、电控设备、变频器和软起动器等连成体系。
而当时自来水厂自动化运用的多的是工业电脑和plc组成操控体系，体系中一般plc分为取水泵站、投加站、滤池站和送水泵站，站与站之间要传递监控的参数，如余氯、流量、浊度等，而且由中控室的电脑会集操控，通讯的基本要求是实时、安稳可靠、经济。水厂要根据自身的设备、投入的资金、响应速度、今后的开展，挑选易于扩展、衔接、开展老练的现场总线、网络，如以太网、profibus、modbus、fipio、asi等，然后有侧重地选定plc通讯模块。
三、保护时要留意的问题
(1)plc装置的地址应避免太阳光直接照耀，确保有满意的散热空间和通风条件，避免装置在搅扰严峻、高温、高湿度有粉尘、不清洁以及有腐蚀气体的环境中。别的，plc要装置在有振源的地方时应采纳减振措施。
(2)不要为了节约出资而将输入、输出线同用一根电缆，一起动力电缆和操控电缆要分隔铺设，避免搅扰。
(3)装置完毕，要查看清楚，把细短线、铜屑、铁屑、螺丝整理洁净，方可通电。投入运用后，定期查看装置是否结实和端子、模块的衔接接线是否可靠，定期打扫尘埃，确保安全。
(4)为了按捺加在电源及输入端、输出端的搅扰，应给plc接上地线，接地址应与动力设备(如电机)的接地址分隔，往常要留意查看plc的接地是否良好。
(5)操控plc的工作环境(0~50℃为宜)，必要时要选用强迫风冷冷却方法，能够有效地进步它的工作效率和寿数。
(6)plc外部的输出元件，如电磁阀、接触器等的毛病率远远高于plc自身的毛病率，若衔接输出元件的负载短路，将会烧毁plc的印制电路板。因而，应选用恰当容量的熔丝保护输出元件，切忌盲目替换。别的，选用继电器输出时，接受的电理性负载大小影响到继电器的工作寿数，选用的继电器工作寿数要求长。
(7)某些易损坏的部件，如i/o模块，要恰当的购买备件;要留意定期查看防雷设备，避免雷击形成plc损坏。
四、结束语
事实证明，plc的功用很好地满意了近90%的工业操控需求。plc硬件和软件的形态，随着微电子技能和it的开展而不断改进，利用plc来完成保护和毛病诊断体系，可削减毛病率，进步可靠性。在运用上方便灵敏，价格便宜，运转可靠，有利于保护和毛病诊断、施行及保护。