6ES7312-1AE14-0AB0功能参数

   PLC的数据显示功能一直是困扰PLC使用的难题。在PLC的应用中，经常要监测一些重要数据，但PLC的数据显示通常是使用外部显示设备，如显示屏或触摸屏，而这些显示设备的价格一般比较昂贵，对一些小型系统来说更浪费。因此，如何显示PLC的数据，并尽可能做到高效率、高稳定性、抗干扰能力强、硬件投资少，是许多设计中需要考虑的问题。笔者使用的西门子S7-200 PLC中有专门的指令控制LED数码管显示，SEG IN，OUT指令就是将IN端输入字节的低4位确定的16进制数自动转换为相对应的7段LED数码管各段的代码，并送到输出字节OUT端显示。若采用静态LED数码显示，PLC显示一位十进制数据需要7个输出点予以控制，如果要显示n位数据，则需要7n个输出点。所以，使用这种方式对于显示数据的位数较多时，需要大量的输出点，而PLC的价格是以输入输出点数来计算的，这直接导致硬件成本的上升，鉴于此种原因，寻找一种廉价的显示技术就显得尤为必要。提出借鉴单片机的LED数码管动态扫捕显示原理，结合PLC周期性扫捕的特点，采用PLC直接输出数字量驱动数码管，将PLC开关量输出分为两部分，一部分用作数据输出，另一部分用作控制数码管公共端信号的输出。利用人眼的余辉效应，循环点亮每个数码管，本方法操作简单、成本低廉。
1 设计实现
    所谓动态扫描就是利用PLC周期性扫描的特点，在编程时要做到每个周期只有一个数码管能够形成通电回路，从而得电点亮，因为一个扫描周期的时间过短，只有几十ms，所以人眼感觉每个数码管都是均匀通电亮着的，同时没有拖尾现象。
1．1 硬件设计
    设计方法的硬件电路实现是一个起动按钮SB1和一个停止按钮SB2，两个数码管的a、b、c、d、e、f、g段分别连在一起，再与PLC的输出端Q0.0～Q0.7通过限流电阻连接，两个数码管的公共端com1和com2分别通过三极管由PLC的输出端Q1.0和Q1.1控制，

由PLC输出端Q1.0和Q1.1的高低电平控制处于开关工作状态的三极管，使数码管com1和com2端循环与PLC公共端M导通输出，分时选中不同的数码管，由PLC输出端Q0.0～Q0.7输出相应的数据再根据公共端信号使相应的数码管a、b、c、d、e、f、g段显示。通过软件编程可实现用一组起停按钮控制两组数码管显示相应的数据。

1．2 软件设计
    通过两个软件设计实现同一硬件电路不同功能的实例来阐述设汁的软件实现。
1．2．1 软件设计实例1
    此程序实现0～99 s反复计数功能，按动SB1起动计数，按动SB2使计数停在计数所停位置，再按动启动按钮重新从0开始计数，计数到99后重新从0开始计数。

 以上软件对特殊存储器位SM0．5产生的1 s的时钟脉冲计数，使用PLC数据运算、传送、转换的功能指令传送、处理变化的计数数据，然后用段译码SEG指令驱动7段数码管，由两个定时器分别产生周期为200 ms、相互反相的时钟脉冲控制显示变化的计数数据。
1．2．2 软件设计实例2
    此程序实现50 s功能，按动SB1起动计时，按动SB2停止计时，同时数码管熄灭，再按动启动按钮重新50 s，计时到0s时，数码管自动熄灭。
2 结束语
    设计主要是将一个两位数分成两组数据分别在十位和个位数码管上显示，程序采用循环控制方式，则一个扫描周期显示一组数据，即两组数据循环显示。假设程序扫描周期为100 ms，定时器定时100 ms，那么每组数据的更新周期为100×2=200 ms，这样的显示频率足可以达到一般的工业控制要求，完全可以用作实时显示。同样，若显示多组数据，其数据线接法是一样的，只需增加控制数码管公共端信号的PLC输出点，PLC输出点数为7+n，n为数码管个数；软件稍加改动即可。笔者介绍的方法软、硬件设计均在实验室调试成功，完全满足设计要求，并且降低了硬件成本，取得了较好的效果。

大概的实现方式如下：
STEP1:开发一个编程软件，所有梯形图的元件或功能块用控件实现，真正要实现的控件只要大概十个左右，如功能块，不同的功能块显示主要通过不同的功能块号或元件（函数号）去ini文件找对应记录。
STEP2：用户在把控件拖上编辑窗口时在控件内将对应的功能块号、参数、变量名写入一个中间文件。
STEP3：通过对中间文件的扫描、语法检查、重定位后生成对应的LD文件，这时所有的变量都是变量区的偏移地址。这个过程一般要三至四次才能完成，如果要优化可能还需要多的处理，如果要做增量编译还要需要做这方面的处理。至于在线编程则需要在生成的中间文件中做更多的标志和处理。
STEP4：将文件下载至PLC，这样就会有一个比较完备的通信协议，这方面好一开始就想好，如果不要在线编程可能还简单一点，只是对下载、上载、监视、强制、设置、参数、初始化列表等有比较清楚的概念就行了。
STEP5：程序下至PLC后，PLC在每次上电后要先进行各种软硬件的初始化，包括掉电保持的变量或输入输出口的处理，各种寄存器或标志的初始化。
STEP6：初始化完后进行程序的扫描运行，在扫描时其实是一个很简单的分支程序，这个程序前要进行取指取参再通过分支程序进行跳跳转运算。其实大家都把这一块当作PLC的核心，相反这一块是简单的，当然如果要做优化倒还是有很多讲究要对CPU的原理、对编译原理有比较清楚的认识。 字串4
STEP7：其实下位机就相当于一个软的CPU，包括程序指针、变量指针、堆栈指针等都是应有尽有。
STEP8：每次扫描完毕后要进行IO的处理，这一块是简单但又是复杂的，简单做做谁都能做，但要做到高效和智能化就需要有比较好的规划。
STEP9：通信是通过中断来处理或者在中断中接收发送，但在IO处理后进行帧的处理。
STEP10：在IO处理后可以加一个工程量变换的程序进行模拟量的处理。同时如果有调试需要的还需要与IO点数一样多位的表来进行处理强制和监视等信息。
STEP11:定时器、高速计数、中断型梯形图、各种通信协议、自定义通信协议、脉冲输出、PWM等，这些是可选项，当然如果没有定时器就不是PLC了。

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
作为离散控的制的产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。
相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。
近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。