（张掖）中国西门子PLC模块代理商

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PLC三种逻辑控制之顺序控制,条件控制,时序控制

1.逻辑控制的特点

  按信号输入/输出(/O)的特点来说，逻辑控制主要以开关量ON或OFF的状态为主，故输入、输出信号的表达，以及控制逻辑的表述、化简等，都可以用以布尔代数为基础的一整套理论和方法来处理。的可编程控制器，其I/O信号不但有开关量信号，而且可能涉及到大量的模拟量信号，如温度、流量、压力、速度、加速度等物理参数，以及大量的数据信息。对开关量的处理，仍是逻辑控制系统主要的和重要的任务。

  逻辑控制按其控制程序的特点，控制方法千差万别，归纳起来通常有以下3种。

  (1)顺序控制这种控制是以步动作的完成作为信号，从而启动后一步动作的程序控制方式。在逻辑控制中，这种控制方式运用相当普遍。一种进给装置的逻辑控制如图1-1所示。进给装置的前进或后退是由进给电动机的正转或反转驱动的，进给装置的钻孔作业由钻孔电动机来完成。这部分逻辑控制装置的任务是在对工件钻孔时一定的钻孔深度。步动作:在某一控制信号的启动下，进给装置向前运动，释放LS1行程开关。第二步动作:当进给装置上的挡块压下LS2行程开关闭合其常开触点，进给装置继续前进，同时钻孔电动机开始旋转。在这里，LS2常开触点的闭合作为步动作结束和第二步动作开始的转换信号。在第二步动作中，进给装置前进、钻头旋转，在某一时刻开始了对工件的钻孔工作。第三步动作:当挡块使LS3闭合时，钻头继续旋转，而进给装置后退，第二步动作结束。第四步动作:当挡块再次使LS2闭合时，钻孔电动机停止旋转而进给装置继续后退，第三步动作结束。当挡块压下LS1使其常闭触点断开时，进给装置停止后退，第四步动作结束。

  图1-1进给装置的逻辑控制顺序图

  N.O.一常开:N.C.一常闭。

  (2)条件控制所谓条件控制，就是当控制量达到条件规定的量值时，就启动下一步动作运行。它以某一个或某几个动作所产生的综合结果作为信号来启动下一步动作(而无论前面的一个或几个动作是在执行延续过程中还是已经执行结束)的程序控制方式。这里所指的综合结果或称条件，可以是控制过程中的计数值，也可以是电压、电流、功率、行程、位置、速度以至于温度、压力、流量等生产过程中的物理量。电动机在高速运转中如果其功率超过一定量值，则电动机在逻辑控制系统控制下自动退到低一挡级的速度下运转，就是这种条件控制的一例。变化参量控制也属于这一类控制。

  (3)时序控制是以时间为基准来决定每一步动作的运行或停止的程序控制方式。例如，某加热控制系统采用加热5s，再停止加热15s，这种反复交替的控制方式，即是时序控制的一个典型例子。时序控制亦可看作特殊意义下的变化参量控制，只是这里的变化参量是“时间”。

  各种各样的逻辑控制实际上都是按照上述3种控制方式组合起来的，因此，这3种控制方式体现了逻辑控制在控制程序规则上的特点。

  2.逻辑控制的控制要素

  无论是哪一种程序控制方法，在控制过程中均包含了两个控制要素:一是根据按生产工艺要求所预先确定的顺序或机械设备运动的先后，依据输入信号或延时、计数等中间信号，控制步动作和后一步动作的转换；二是在每一步中根据各工序或运动预先安排的要求，准确地控制执行机构完成规定的动作。简而言之，即逻辑控制过程中包含了两个控制要素:动作的转换和动作的执行。前者解决的是如何由步转换至后一步的问题；后者解决的是在每一步中做什么的问题。

S7-300系列PLC 结构

一、S7-300系列PLC系统结构

二、S7-300系列PLC CPU结构

1、CPU 31x(比如：CPU 312, 314, 315-2 DP)

数字表示以下 CPU 元素作用①微型存储卡 (MMC) 的插槽，包括弹出器型存储卡 (MMC)被用作存储器模块。可以将 MMC 用作装载存储器和便携式存储介质。

MMC卡

②接口 X2(仅用于 CPU 315-2DP)带有 “DP” 名称后缀的 CPU z少配有一个 DP X2接口。

主要用于连接分布式 I/O。例如，PROFIBUS DP 允许您创建型子网。可将 PROFIBUS DP接口设置为在主站或从站模式下运行，支持的传输率可达 12 Mbps。

③电源连接每个CPU都配有一个双孔电源插座。CPU 出厂时，带有螺丝接线端子的连接器即插在此插座中。④接口 X1(MPI)所有CPU都配有一个MPI接口X1。用于 PG/OP连接或用于在 MPI子网中进行通讯的 CPU接口。⑤模式选择器开关用于设置 CPU 操作模式。

RUN：RUN 模式，CPU 执行用户程序。STOP：STOP 模式，CPU 不执行用户程序。MRES：CPU 存储器复位，

带有用于CPU 存储器复位的按钮功能的模式选择器开关位置。采用模式选择器开关方式的 CPU 存储器复位需要特定操作顺序。

⑥状态和错误显示常规状态和错误显示

扩展

若用户的自动化任务需要8个以上的SM、FM或CP模块插槽时，则可对S7-300(除CPU312和CPU312C外)进行扩展：

控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：总共可将3个扩展装置(EU)连接到控制器(CC)。每个CC/EU可以连接八个模块。

通过接口模板连接：每个CC/EU都有自己的接口模块。在控制器上它总是在CPU旁边的插槽中，并自动处理与扩展装置的通信。

通过IM365扩展：1个扩展装置远扩展距离为1米；电源电压也通过扩展装置提供。

通过IM360/361扩展：3个扩展装置，CC与EU之间以及EU与EU之间的远距离为10m。

单安装：对于单的CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻CC/EU或EU/EU之间的距离：长达10m。

灵活的安装选项：CC/EU既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以限度满足空间要求。

通信

S7-300具有不同的通信接口：

连接AS-Interface、PROFIBUS和PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。

用于点到点连接的通信处理器

多点接口(MPI),集成在CPU中；是一种经济yx的方案，可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的SIMATICS7/C7自动化系统。

PROFIBUSDP进行过程通信

SIMATICS7-300通过通信处理器或通过配备集成PROFIBUSDP接口的CPU连接到PROFIBUSDP总线系统。通过带有PROFIBUSDP主站/从站接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作简化。

从用户的角度来看，PROFIBUSDP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态，编址及编程)。

以下设备可作为主站连接：

SIMATICS7-300(通过带PROFIBUSDP接口的CPU或PROFIBUSD*)

SIMATICS7-400(通过带PROFIBUSDP接口的CPU或PROFIBUSD*)

SIMATICC7(通过带PROFIBUSDP接口的C7或PROFIBUSD*)

SIMATICS5-115U/H、S5-135U和S5-155U/H，带IM308

SIMATIC505

出于性能原因，每条线路上连接的主站不得过2个。

以下设备可作为从站连接：

ET200分布式I/O设备

S7-300，通过CP342-5

CPU313C-2DP,CPU314C-2DP,CPU314C-2PN/DP,CPU315-2DP,CPU315-2PN/DP,CPU317-2DP,CPU317-2PN/DPandCPU319-3PN/DP

C7-633/PDP,C7-633DP,C7-634/PDP,C7-634DP,C7-626DP,C7-635,C7-636

现场设备

虽然带有STEP7的编程器/PC或OP是总线上的主站，但是只使用MPI功能，另外通过PROFIBUSDP也可部分提供OP功能。

通过PROFINETIO进行过程通信

SIMATICS7-300通过通信处理器或通过配备集成PROFINET接口的CPU连接到PROFINETIO总线系统。通过带有PROFIBUS接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作简化。

从用户的角度来看，PROFINETIO上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态，编址及编程)。

可将下列设备作为IO控制器进行连接：

SIMATICS7-300(使用配备PROFINET接口或PROFINETCP的CPU)

SIMATICET200(使用配备PROFINET接口的CPU)

SIMATICS7-400(使用配备PROFINET接口或PROFINETCP的CPU)

可将下列设备作为IO设备进行连接：

ET200分布式I/O设备

ET200SIM151-8PN/D*U,ET200proIM154-8PN/D*U

SIMATICS7-300(使用配备PROFINET接口或PROFINETCP的CPU)

现场设备

通过AS-Interface进行过程通信

S7-300所配备的通信处理器(CP342-2)适用于通过AS-Interface总线连接现场设备(AS-Interface从站)。

更多信息，请参见通信处理器。

通过CP或集成接口(点对点)进行数据通信

通过CP340/CP341通信处理器或CPU313C-2PtP或CPU314C-2PtP的集成接口，可经济yx地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议：

20mA(TTY)(仅CP340/CP341)

RS232C/V.24(仅CP340/CP341)

RS422/RS485

可以连接以下设备：

SIMATICS7、SIMATICS5自动化系统和其他公司的系统

打印机

机器人控制

扫描器，条码阅读器，等

特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。

使用多点接口(MPI)进行数据通信

MPI(多点接口)是集成在SIMATICS7-300CPU上的通信接口。它可用于简单的网络任务。

MPI可以同时连接多个配有STEP7的编程器/PC、HMI系统(OP/OS)、S7-300和S7-400。

全局数据：“全局数据通信”服务可以在联网的CPU间周期性地进行数据交换。一个S7-300CPU可与多达4个数据包交换数据，每个数据包含有22字节数据，kt时有16个CPU参与数据交换(使用STEP7V4.x)。例如，可以允许一个CPU访问另一个CPU的输入/输出。只可通过MPI接口进行全局数据通信。

内部通信总线(C-bus)：CPU的MPI直接连接到S7-300的C总线。因此，可以通过MPI从编程器直接找到与C总线连接的FM/CP模块的地址。

功能的通信技术：

多达32个MPI节点。

使用SIMATICS7-300/-400的S7基本通信的每个CPU有多个通信接口。

使用编程器/PC、SIMATICHMI系统和SIMATICS7-300/400的S7通信的每个CPU有多个通信接口。

数据传输速率187.5kbit/s或12Mbit/s

灵活的组态选项：的组件用于建立MPI通信：PROFIBUS和“分布式I/O”系列的总线电缆、总线连接器和RS485中继器。使用这些组件，可以根据需求实现设计的化调整。例如，任意两个MPI节点之间多可以开启10个中继器，以桥接更的距离。

硬件中断

通过硬件中断可以监控过程信号，并且，可以触发针对信号变化的响应。

数字量输入模块：根据参数设置的不同，针对每个通道组，当信号状态发生改变时，模块都可以发起硬件中断，触发沿可以选用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU会中断用户程序或较低级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块(OB40)。信号模块可以缓冲一次中断/通道。

模拟量输入模块：通过上限值和下限值的参数值，可以设定其工作范围。模块将数字化测量值与这些值进行比较。当测量值违反了其中任何一个限定值时，就会触发硬件中断。CPU会中断用户程序或较低级任务的执行，并接下来执行相关的诊断中断块(OB40)。如果/过量程/欠量程，则无法进行比较。

S7-300F

运行模式

S7-300F的安包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信号模块之内。

信号模块采用差异分析方法和测试信号注入技术实现输出和输入信号的监控。

借助周期性自检、指令检测、程序逻辑检测和程序顺序流检测等方法，CPU可以检测控制器是否工作正常。此外，通过“活跃标志(sign-of-life)”请求，还可以对I/O进行检测。

若判定系统中存在故障，则将该系统切换z安全状态。

安装设计、电气连接设计的目的是指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，从而提高系统的可靠性与标准化程度。

  PLC的安装与连接设计，通常包括如下内容：

  ● 电气柜、操纵台(包括分线盒、走线槽、电缆夹等加工件)等安装部件的设计。

  ● 设备、电气控制柜、操纵台上的各电器元件的布置、安装位置及安装方法设计。

  ● 设备的电气连接、连接图、插接件的布置、电缆布置等设计。

  PLC的安装要求

  PLC虽然是可靠性很高的工业控制装置，但作为计算机控制装置的一种，为了提高其工作可靠性，它对安装环境条件与使用仍然有一定的要求。特别是PLC的外部连线、电缆的布置对PLC的工作稳定性与可靠性有较大则影响，在设计阶段就必须予以重视。

  (1)安装环境的基本要求。不同厂家生产的PLC，其安装环境的要求有所区别，归总体来说，PLC的安装都应遵循如下的共同原则：

  1) 安装必须牢固，避免在设备使用与运输过程中的跌落与振动。

  2) 安装有PLC的电气柜，应尽量避免布置在有强烈振动与冲击的场所(PLC对振动与冲击的要求见表5-11)。

  3) 避免在周围有腐蚀件气体、可燃气体的场所安装。

  4) 避免在周围有灰尘、导电粉尘、油雾、烟雾、盐雾的场所安装。

  5) 避免在高温、潮湿的场所或者低温的环境安装(PLC对温度与湿度的要求见表5-11)。

  6) 尽量避免PLC与高压电器设备(3000V以上)布置于同一电气柜内。

  7) 尽量避免PLC与容易产生干扰的电气设备布置于同一电气柜内，以及使用同一电源，在不可避免时，应采取必要的措施。

  8) 避免在周围有强磁场、强电场的场所安装PLC。

  (2) 温度、湿度、振动、冲击的要求。

  1) 温度：PLC使用时的环境温度一般应在0~55℃的范围内(保存时的温度为-20～70℃)，同时应防止在阳光直接照射的场合使用。

  当环境温度无法满足以上要求时，应采取相应的措施，如在电气柜上安装空调等，保证PLC的环境温度在允许的范围。

  2)湿度：PLC使用的环境相对湿度一般允许为20%~90%，应避免温度变化过快所造成的结露。当环境湿度无法满足以上要求时，应采取安装自动除湿装置等措施。特别是冬天，在供暖装置有可能出现停止的场合，应采取必要的措施，防止温度变化造成的结露。

  3) 振动：PLC对安装环境的振动有一定的要求，而且抗振动性能与PLC的型号(结构形式)与安装方式等因素有关。

  在结构上，一般来说I/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，其抗振动的性能要优于模块化结构的PLC。在安装方式上，利用螺钉安装的PLC，其抗振动的性能要优于导轨安装的PLC。

  通常情况下，利用螺钉安装的I/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，允许的振动强度为19.6m/s²(2k)左右，采用导轨安装时为9.8m/s²(1g)左右。利用螺钉安装的模块化PLC，允许的振动强度为9.8m/s²(1g)左右，采用35mm标准导轨安装时为4.9m/s2(0.5g)左右。

  4)冲击：PLC对安装环境的冲击同样有一定的要求，而且冲击性能与安装方式等因素有关。通常情况下，利用螺钉安装的安装PLC、允许的冲击强度为15~30g(147~294m/s²)，采用导轨安装时为15μ(147m/x²)左右。

  在具有强烈振动与冲击的场合，应采取必要的防震措施。

  对于Siemens公司生产的S7系列PLC，环境的具体要求见表5-11。

  表5-11 Siemens S7系列PLC对环境的要求

  (3) 安装空间的要求。PLC安装空间直接影响到PLC的散热。PLC对安装空间的一般要求如下：

  1) PLC与其他电器间一般应保证垂直方向大于100mm、水平方向大于50mm的空间距离，并保证通风良好。

  2) PLC与其他电器或者电气柜门间的前后空间距离，一般应保证在50mm以上，并保证通风良好。

  3) 在PLC的下部，应避免直接布置强发热元件(如加热器、变压器、能耗电阻等)。

  4) 尽量采用垂直安装的方式安装PLC，水平布置会直接影响PLC的散热。

  5) PLC不应安装在电气柜的门、顶面、底面、侧面等部位。

  6) 必须保持PLC通风窗的畅通，在使用前一定要取下通风窗的保护纸。

6ES7211-1BE40-0XB0CPU 1211C  AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI6ES7211-1AE40-0XB0CPU 1211C   DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI6ES7211-1HE40-0XB0CPU 1211C   DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI6ES7212-1BE40-0XB0CPU 1212C   AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI6ES7212-1AE40-0XB0CPU 1212C   DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI6ES7212-1HE40-0XB0CPU 1212C   DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI6ES7214-1BG40-0XB0CPU 1214C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI6ES7214-1AG40-0XB0CPU 1214C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI6ES7214-1HG40-0XB0CPU 1214C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI6ES7215-1BG40-0XB0CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO6ES7215-1AG40-0XB0CPU 1215C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO6ES7215-1HG40-0XB0CPU 1215C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO6ES72171AG400XB0CPU 1217C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO