许昌中国西门子代理商

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PLC的主要特点

1、高可靠性

（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。

（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.

（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。

（4）采用性能优良的开关电源。

（5）对采用的器件进行严格的筛选。

（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。

（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。

3、采用模块化结构

为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

4、编程简单易学

PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

5、安装简单，维修方便

PLC不需要的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。

西门子S7-200CN控制模块总代理

可量测的模拟量输入(0 V 到 10 V， 0 mA 到 20 mA) 也可以被用作第 4 个数字量输入

一个可编程模拟量输出（0 mA 到 20 mA）

1 个可编程继电器输出

30 V DC/5 A, 阻性负载

250 V AC/2 A, 感性负载

因高脉冲频率而获得低噪音电机运转,可调节（如果必要，可降额运行）。

基本操作面板（BOP），用于变频器参数化

带多语言纯文本显示的 AOP 操作员面板

带中英文纯文本显示的 AOP 操作员面板

带西里尔字母、德语和英语纯文本显示的 AOP 操作员面板

PLC的电路主回路与控制回路设计

1. 硬件设计概述

  (1) 硬件设计的重要性。PLC控制系统设计包括了硬件与软件两方面的内容。在控制系统的总体规划(方案设计)完成，并且选定了对应的PLC型号与规格后，从工程设计的角度，就应该进入控制系统的技术设计阶段，即进行系统的硬件与软件设计。

  PLC控制系统的硬件设计，并非像某些人主观想象的那样：由于PLC具有灵活、通用的特点，全部控制要求均可以通过软件解决，因此设计时只要进行PLC与输入/输出信号间的简单连接即可。而是直接关系到控制系统的安全性、可靠性与生产制造成本等诸多重要问题。而且，硬件设计一旦完成，它不可以像软件设计那样可以随时随地进行修改，因此，它是决定控制系统设计成败的关键问题，引起设计者的高度重视。

  虽然，PLC是为工业环境设计的控制装置，其本身的安全性、可靠性已经得到了良好的，但如果外部条件不能满足PLC的基本要求，同样可能影响系统的正常运行，造成设备运行的不稳定，甚至危及设备与人身安全。因此，在系统硬件设计阶段，就考虑到系统的安全性与可靠性，并始终将其放在为重要的位置。

  硬件设计是对系统进行的原理、安装、施工、调试、维修等方面的具体技术设计，设计认真、仔细确保全部图样与技术文件的完整、准确、、系统、统一、并贯彻国际、国内有关标准。

  (2) 硬件设计的基本内容。一般来说，PLC系统硬件设计应包括如下内容：

  1) 控制系统主回路设计、控制回路设计、安全电路、PLC输入/输出回路等方面的设计。

  2) 控制拒、操纵台的机械结构设计。

  3) 控制柜、操纵台的电器元件安装设计。

  4) 电气连接设计。

  以上内容中的主回路、控制回路、PLC输入/输出回路的设计是硬件设计的主要内容，属于电气控制原理设计的范畴，统一以"电气原理图"的形式体现设计思想与要求。

  电气原理图是系统软件设计、安装与连接设计、系统调试与维修的基础，它完整地体现了系统的设计思想与要求，系统中所使用的任何电器元件及它们之间的连接要求、主要规格参数等，均在电气原理图上得到了全面、准确、系统的反映，因此，它是电气控制系统为重要的技术资料。

  电气原理图设计应遵循国际、国家或行业的标准与规范。在国外，一般来说，除涉及安全性、可靠性的准则决不可违背外，对其他方面的要求(如图形符号、元器件代号等的表示方法)通常较灵活，因此，在阅读进口设备图纸时应注意。此外，电气原理图的具体绘制要求、读图方法等虽然是PLC系统设计中需要掌握的内容，但它们不属于这里要介绍的范畴，需要时可参考有关标准与其他参考书。

  PLC电气原理图设计中，PLC的I/O连接设计相对来说是系统中较为简单的部分，只需要根据PLC输入/输出的类型，按照PLC的连接要求进行连接即可。然而，控制系统的PLC外围电路设计，往往是影响系统运行安全性、可靠性，决定系统成败的关键，尤其应该引起设计者的重视。

  控制柜、操纵台的机械结构设计，控制柜、操纵台的电器元件安装设计，电气连接设计等属于安装与连接设计的范畴。设计的目的是用于指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，并提高系统的可靠性与标准化程度。

  2. 系统主回路设计

  (1) 主回路设计的内容。在电气控制系统中，习惯上将高电压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中，主回路通常包括如下部分：

  1) 电动机主回路，包括用于电动机通断控制的接触器、电动机保护的断路器等。

  2) 各种动力驱动装置的电源回路与动力回路，如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电动机的电枢回路、直流电动机的励磁回路等。

  3) 各种控制变压器的一次侧输入回路，包括通断控制的接触器、保护断路器等.

  4) 用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路，包括用于电源变压器、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。

  PLC控制系统的主回路设计与其他电气控制系统无原则性区别。但符合有关标准的规定，并结合PLC控制系统的自身特点，充分考虑系统的可靠性与安全性。

  (2) 电源总开关。根据EN60204-1(VDE0113第1部分)标准规定，为了使整个控制系统与电网隔离机械设备的电气控制装置安装电源总开关。

  总开关的设计要求是：开关具有足够的分断能力，能够分断处于“堵转”状态的大电动机的电流与其他所有用电设备和电动机的电流总和。

  通过总开关，原则上应能断开设备中的所有用电设备电源，例外的是，当设备安装有需要在总电源切断情况下使用的安全保护装置，如维修用电源、维修用照明、设备安全防护的解锁装置等部件时，允许这部分的电源直接连接在设备进线上，可以不通过总开关分断。但是，即便如此，以上电路仍然需要安装立的短路保护器件(如断路器等)。

  (3) 保护装置的安装。为了对设备主回路进行可靠、有效的保护，设备中每一个立的部件都安装用于短路、过电流保护的保护器件(如断路器等)，保护器件具有足够的分断能力，能够可靠分断被保护的用电设备或电动机。

  出于调试、维修的需要和对系统的可靠性与安全性的考虑，原则上对于不同类型的主回路，如电动机主回路、驱动主回路等，在每一部件立安装保护器件的基础上，还应对每一大类分类安装总保护断路器

  对于输入/输出点数、种类较多、构成复杂、控制要求较高的控制系统，当外部输入/输电信号共用电源时，应采用分组的形式进行供电，每组通过立的保护断路器进行保护与通/断控制。

  (4) 接地与抗干扰。从安全角度考虑，控制系统应安装总接地母线，用于电位平衡与接地。与主回路连接的各种立电气控制装置，应有的、符合要求的接地连接线与设备接地母线进行连接，以防止干扰，提高可靠性。

  系统中容易产生干扰或是容易受到外部干扰的电气控制装置，如PLC、数控装置(CNC)、伺服驱动器、变频器等，应通过隔离变压器、滤波电抗器等与电源进行连接，以抑制线路干扰。

  系统中的需要通断的大功率负载，应在线路上安装浪涌电压吸收器，以抑制负载通断产生的过电压与干扰。

 ①S7-200程序结构

  S7-200用户程序可以采用主、子程序结构或普通线性化结构。当采用普通线性化结构时，只需要编制主程序OB1：当采用主、子程序式分块结构时，PLC 程序由主程序(OB1)、子程序(SBRn)、中断程序(INTn)等组成。

  S7-200PLC的主、子程序结构对程序块的内部排列有规定的要求。主程序(OB1)必须进行编写，且位于程序的Zui前而;随后是子程序(SBRn)与中断程序(INTn)。在S7-200 中，子程序(SBRn)、中断程序(INTn)可以根据需要进行选用与编写。

  a.主程序。S7-200主程序代号规定为OB1。早期的S7-200 PLC用户程序不分块，需要在主程序之后接着安排子程序与中断程序，因此，主程序的结束应使用指令 MEND作为标记。但如果使用的是Micro/WTN32编程软件，主程序、子程序、中断程序都可以通过独立的区域进行编程，通过编程软件的自动编译功能可以对程序进行自动的编排与调整，主程序的结束无需再编写指令 MEND，如图5-51(a)所示。

  主程序OB1在S7-200PLC中为用户程序的组织、管理者，必须位于PLC用户程序的Zui前面以保证每次执行PLC循环时，首先对OB1进行扫描。

  b.子程序。S7-200 PLC的子程序代号为SBRn(n为十进制数值，根据CPU的不同，可以是0～63或0～127)，子程序号用来区别不同的子程序。

  同样，早期的S7-200是在子程序结束处使用指令RET作为返回标记，子程序SBRn必须编在主程序OB1的结束指令MEND之后。采用了Micro/WIN32编程软件后，这些由编程软件进行自动编排与调整。

  子程序SBRn在S7-200PLC中为可选部分，可以编写也可以不编写。子程序的执行通过主程序OB1对该子程序的调用实现，并非每次PLC循环都需要执行全部子程序。

  c.中断程序。S7-200 PLC的中断程序代号为INTn(n为十进制数值，可以是0～127)，用于区别不同的中断程序。早期的中断程序结束是使用指令 RETI作为返回标记，中断程序INTn同样必须编在主程序OB1的结束指令MEND之后，且习惯上是放在子程序SBRn之后(也可以放在子程序之前)。

  中断程序INTn在S7-200中同样为可以选择的部分，它需要通过主程序OB1的调用才能执行，并非每次PLC循环都需要执行全部中断程序。

  S7-200的程序结构与执行过程如图5-51(c)所示。

  d.局部变量堆栈。在进行PLC程序设计时，程序中有很多为了简化逻辑块结构而设置的临时状态、数据存储单元，这些存储单元实际上只是为了方便编程、检查而设的临时存储单元，它与逻辑外部的程序无关，在S7中将其称为"局部变量"或"临时变量(Temp)"。

  根据需要，设计者可以在S7-200的OB1、SBRn、INTn中使用"临时变量"。"临时变量"存储在局部变量数据堆栈(L)中，这一区域为全部程序块所公用，只可以用于 OB1或SBRn、INTn块内部使用的中间运算结果寄存(这些中间运算结果不可以用于块外部)。局部变量堆栈在程序块执行完成后，数据将被其他逻辑所需要的内容所替代。

  如果需要保存可以用于其他逻辑块的状态，应使用PLC的内部标志寄存器M或变量存储器。

  ②S7-200 PLC的存储器结构

  编制完成的PLC用户程序以及PLC执行程序所需要的数据、执行过程中产生的中间状态等都需要通过存储器进行存储，为了使读者进一步了解CPU的内部管理情况，现将S7-200的存储器结构介绍如下。

  a.S7-200存储器类型。S7-200 PLC可以采用多种形式的存储器来进行PLC程序与数据的存储，以防止数据的丢失。S7-200可以使用的存储器主要有如下类型。

  (a)RAM：CPU模块本身带有动态数据存储器(RAM)。RAM用于存储PLC的运算、处理结果等数据。根据需要，RAM的数据可以通过电容器或电池盒(选件)进行保持，但其存储时间较短，一般只能保持几天。

  (b)EEPROM(或Flash ROM)：除 RAM外，CPU模块木身带有的保持型存储器(EEPROM或Flash ROM)，可以进行数据的yongjiu性存储。保持型存储器用于存储PLC用户程序、PLC参数等重要数据;根据需要，也可以将PLC程序执行过程中所产生的局部变量V、内部标志M、定时器T、计数器C等保存在保持型存储器中。

  (c)存储器卡：存储器卡在S7-200中为可选件，用户可以根据需要选用。存储器卡为保持型存储器，可以作为PLC保持型存储器的扩展与后备，用于保存PLC用户程序、PLC 参数、变量V、内部标志M、定时器T、计数器C等。

  b.存储器分区。S7-200的内部存储器分为程序存储区、数据存储区、参数存储区。其中，程序存储区用于存储PLC用户程序;数据存储区用于存储PLC运算、处理的中间结果(如输入输出映像，标志、变量的状态，计数器、定时器的中间值等);参数存储区用于存储PLC配置参数(包括程序保护密码、地址分配设定、停电保持区域的设定等)。

  3个区的作用以及相互间的关系如图5-52所示。