6ES7332-5HD01-0AB0

              6ES7332-5HD01-0AB0

西门子S7-300学习笔记

S7-300编程元件：由电子电路和寄存器已经存储单元等组成。比如输入继电器由输入电路和输入映像寄存器构成

各种元器件安装功能命名 T 为定时器 C为计数器 I 输入继电器 Q 为输出继电器，并将存储器分为若干个存储区域，每种编程元件对于一块存储区，在同一个存储区域内，同种元件安装一定顺序进行编号，称为元件的地址。

存储区域                                                         标示符

输入映像存储区I                                               I IB IW ID

输出映像存储区Q                                              Q QB QW QD

位存储区M                                                        M MB MW MD

外部输入（PI）                                           PIB PIW PID

外部输入（PW）                                        PQB PQW PQD

定时器（T）               访问此区域可以得到定时器剩余时间           T（0·255）

计数器（C）     访问此区域可以得到当前的计数值               C(0`255)

数据块（DB） 用OPEN DB打开数据块 用OPEN　DI 打开背景数据块

本地数据（L） 此区域存放逻辑块中的临时数据，当逻辑块结束时数据丢失 L LB LW LD

注意：与直接访问外设I/O相比，访问过程映像表可以保证在一个程序周期内过程映像的状态始终保持*。

S7-300/400的数据类型

基本数据类型：1变量的地址：变量的地址是指STEP7中的硬件组态时设置的输入输出的地址，这里要区分为数字信号和模拟信号，数字信号包含位信息，输入如限位开关 点动开关，输出如指示灯。交流接触器。模拟信号包含16-32位的信息，PLC中以字或者双字形式出现，数字信号是以布尔（BOOL）量存储的，而模拟值是以整数（INT）量进行储存的。

STEP7 中常用的数字形式：

1 位 Bit BOOL I0.1 Q0.1

2 字节 B  IB2 QB18

3 字 word IW4=IB4+IB5 IB4为高字节 IB5为低字节   字的取值范围：W#16#0000--W#16#FFFF

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗*力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗*力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：

　　(1)温度：PLC要求环境温度在0～55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

　　(2)湿度：为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。

　　(3)震动：应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55 Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶。

　　(4)空气：避免有腐蚀和易燃的气体，例如化学的酸碱等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。例如电厂的干排渣、干除灰等，在基建后期增加了封闭小屋。

　　(5)电源：PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流24 V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息

PLC的基础技术的进展，主要集中在两个基本方面：执行多任务和程序互换。

  所谓执行多任务，就是在一个PLC系统中可同时装几个CPU模块，每个CPU模块都执行某一种任务，控制与其所执行任务相关的I/O模块的存取。其实，按照IEC 61131-3的概念，我们应该更确切地称之为通过多配置执行多任务。例如，三菱电机的小Q系列最多可以在一个机架上插4个CPU模块；富士电机的MICREX-SX系列最多可以在一个机架上插6个CPU模块。这些CPU模块可以是专门用于逻辑控制、顺序控制的，也可以是运动控制用的，还可以是做过程控制用的，上述在Windows操作系统的环境下执行PC机任务的模块，也是供用户选择的一种选项。从某种意义上讲，这也是一种混合式的控制系统。
PLC的传统软件模型包括一个资源，运行一个任务，控制一个程序，且运行于一个封闭系统中。而在IEC 61131-3可编程控制器编程语言标准的软件模型中，在其最上层把解决一个具体控制问题的完整的软件概括为一个“配置”。它专指一个特定类型的控制系统，包括硬件装置、处理资源、I/O通道的存贮地址和系统能力，等同于一个PLC系统的应用程序。在一个由多台PLC或由多个CPU构成的PLC控制系统中，每一台PLC或每一个CPU的应用程序就是一个独立的“配置”。在一个“配置”中可以定义一个或多个“资源”。可把“资源”看作能执行IEC程序的处理手段，它反映PLC的物理结构，在程序和PLC的物理I/O通道之间提供了一个接口。只有在装入“资源”后才能执行IEC程序。一般而言，通常资源放在PLC内，当然它也可以放在其它支持IEC程序执行的系统内。在一个“资源”内可以定义一个或多个任务。任务被配置后可以控制一组程序或功能块。这些程序和功能块可以是周期地执行，也可以由一个事件驱动予以执行。
    由此可见，该软件模型足以映像各类实际系统：对于只有一个处理器的小型系统，其模型只有一个配置、一个资源和一个程序，与现在大多数PLC的情况*相符。对于有多个CPU模块插装在同一机架上的中、大型系统，每个CPU模块被视作一个配置，可由一个或多个资源来描述，而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统，包含多个配置，而一个配置又包含多个处理器，每个处理器用一个资源描述，每个资源则包括一个或多个程序。
    值得指出的是，近些年来在日本开始流行的多CPU的PLC结构，恰恰是在IEC 61131-3标准颁布后多年之后才问世的。这个PLC结构的革命性变化，显然是建立在这个软件模型的  理论基础上，要不然PLC还是由一个CPU按扫描方式执行一个程序的那种传统结构。
    至于程序互换的问题，至少到目前为止尚是一个努力的方向。只有在每个PLC的供应厂商所提供的PLC产品都真正遵循IEC 61131-3的标准，而且其编程系统的具体实现又切实符合IEC 61131-8《编程语言的应用和实现导则》，并通过PLCopen这个国际组织对各种编程语言（LD、SFC、FBD、ST和IL）的*性测试，还要解决不同PLC的存储地址资源的对应互换，才有可能实现名副其实的程序互换。

可编程控制器概述

1.   可编程控制器的产生

PLC的诞生

1)      随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，在20世纪70年代初期、中期，设计制造出可编程逻辑控制器PLC，它能完成顺序控制，仅有逻辑运算、定时、计数等控制功能。

2)      20世纪70年代末至80年代初，可编程控制器的处理速度大提高，增加了许多特殊功能，使得可编程控制器不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。

3)      20世纪80年代以来，随着大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，以16位和32位微处理器为核心的可编程控制器也得到迅猛发展，其功能越来越强。PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节、数据处理和数据通信功能。

4)      1985年1月国际电工委员会(IEC)制定了PLC的标准。

2.   什么是PLC？

国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。

3.   PLC的特点

3.1可靠性高，抗*力强

3.2通用性强，使用方便

3.3采用模块化结构，系统组合灵活方便

3.4编程语言简单、易学，便于掌握

3.5系统设计周期短

3.6对生产工艺以身试法适应性强

3.7安装简单、调试方便、维护工作量小

4.   可编程控制器的分类

1)      按输入/输出点数分

a)      小型机

小型PLC　I/O总点数在256点以下，用户程序存储容量在4KB左右。

b)      中型机

中型PLC　I/O总点数在256∽2048点之间，用户程序存储容量在8KB左右。

c)      大型机

大型PLC　I/O总点数在2048点以上，用户程序存储容量在16KB以上。

2)      按结构形式分

a)      整体式

b)      模块式

3)      按生产厂家分

在全世界有上百家PLC制造商，其中占PLC市场80%以上的生产公司是：德国的西门子（SIEMENS）公司、法国的施耐德（SCHNEIDER）自动化公司、日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司。

5.   PLC的应用

1)      开关量逻辑控制

2)      模拟量控制

3)      过程控制

4)      定时和计数控制

5)      顺序控制

6)      数据处理

7)      通信和联网

6.   PLC的发展趋势

a)      系列化、模块化

b)      小型机功能强化

c)      中、大型机高速度、高功能、大容量

d)      低成本

e)      多功能

7.   可编程控制器技术性能指标

a)      I/O点数

I/O点数是指PLC外部I/O端子的总数。如FX毓的I/O点数最多为256。

b)      扫描速度

一般指执行指令的时间，单位是μs/步，有时也以执行1000步指令的时间计，单位为ms/千步，通常为10ms，小型PLC的扫描时间可能大于40s。

c)      内存容量

通常以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。

d)      指令系统

PLC指令的多少是衡量其软件功能强弱的主要指标。PLC具有的指令种类越多，它的软件功能则*。

e)      内部寄存器

寄存器的配置情况是衡量PLC硬件功能的一个指标。这些寄存器主要用以存放变量状态、结果和数据等。

随着计算机技术的飞速发展，PLC（即可编程逻辑编程器的简称）已经进入日常生产、生活的各个方面，PLC的应用在各行各业已成为必不可少的内容。PLC作为通用的工业计算机，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。PLC 从诞生至今，仅有30年的历史，但是得到了异常迅猛的发展，并与CAD/CAM、机器人技术一起被誉为当代工业自动化的三大支柱。

在现代工业中生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱，无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现在生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射和污染的场合，应用更为广泛。在我国，近几年来也有较快发展，并取得一定效果，受到机械工业和铁路部门的重视。

6ES7332-5HD01-0AB0