（定西）中国西门子PLC模块代理商

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什么是可编程控制器逻辑控制

 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经应用到了几乎所有的工业领域。当前，用于工业控制的计算机可以分为:可编程控制器、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。逻辑与可编程控制技术由于功能强大使用十分方便，自问世以来，备受控制界的广泛认同和青睐。不但广泛地应用到各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，而且在民用和家庭自动化方面的应用也得到了迅速的发展。

  在工业生产过程中，很大一部分控制问题是解决诸如电动机的启停、电磁阀的开闭电磁离合器的离合等这样一类开关量的控制，这些控制的实施，通常都是通过继电器、接触器、晶闸管等器件的接通(ON)或断开(OFF)来实现的。而这些控制的决策，往往又是在对诸如行程开关、接近开关、按钮、接触器触点、继电器触点等开关量状态的检测后，按照预先规定的一种处理规则作出的。因此，常常把这一类的控制称为逻辑控制或程序控制。换言之，逻辑控制是指在对生产过程或机械设备运行状态检测的基础上，依据预先编制的操作规则，对输入状态进行逻辑运算、或计数、或定时、或对某些变化参量进行判断等，然后根据这些结果作出控制决策，控制执行机构协调动作，完成以开关量控制为主的生产过程的自动控制。其关键问题是采用了预先编制的操作规则，这些操作规则被称为“程序”，故逻辑控制又称为“程序控制”。不过需注意，这里所说的“程序”，与计算机软件技术中的“程序”既有联系，又可能是完全不同的。

  程序控制与我们经常接触的反馈控制是自动控制领域内两个并列的、相辅相成的重要范畴。反馈控制的目标是定量控制，而程序控制更偏重于定性控制。反馈控制是闭环控制，而程序控制多半是开环控制。

  早期的逻辑控制多以继电器、接触器作为主要控制装置来构成逻辑控制系统。故习惯上称为继电器逻辑控制或继电器接触控制，其显著的特征是系统的操作规则或控制程序是以元件、器件的某种连接方式来体现这种控制系统。要改变控制程序，要改变这种“连接”方式(硬件上)，地阻碍了逻辑控制技术的发展。随着计算机技术的发展，诞生了可编程逻辑控制技术，其操作规则或控制程序是用软件技术的方式存储在可编程控制器的存储器中,其显著优点是用户可以依据需要方便地改写这些程序(软件上),并重新存入可编程控制器的相应存储器中，从而实现更改控制程序的目的。

1．SIMATIC S7-200 PLCS7-200PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单

西门子PLC之S7家族

的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200PLC比较，S7-300PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300PLC可通过编程软件Step7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

工作原理编辑

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

输入采样

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度大于一个扫描周期，才能在任何情况下，该输入均能被读入。

用户程序执行

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

输出刷新

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

 跳转指令JMP和跳转结束指令JME常配对使用。当JMP指令的输入逻辑接通时不跳转，从JMP到JME之间的梯形图程序段能执行。当JMP指令的输入逻辑断开时，程序跳到JME之后执行，从JMP到JME之间的梯形图程序段不扫描、不处理，其中输出继电器线圈、内部辅助维电器线圈、定时器/计数器等均保持原状态，直到JMP的输入逻辑接通后，才按照各自的逻辑进行处理。JMP指令的跳转号范围为00～00，除跳转号00外，每个跳转号在程序中只能使用1次，而跳转号00在程序中允许多次使用。JMP和JME指令可嵌套使用，但必须是不同跳转号的嵌套，如JMP01-JMPO2-JME02-JME01。

  JMP指令的使用如图3-24(a)所示，当输入爆电器触点00002与00003同时接通时，从JMP到JME之间的3个梯版能执行。当触点00002与00003任一个断开时，程序跳到JME下面执行。JMP到JME间的3个稀级不处理，其中输出继电器线圈100000和10001及内部辅助继电器线圈01600均保持原状态不变。图3-24(a)梯形图对应的指令助记符程序如图3-24(b)所示。

  跳转和分支指令比较：发生JMP/JME时，输出继电器、定时器等的状态可保持，而H/lLC不能保持，所以JMP/JME指令适用于控制那些需要输出保持的设备(如电动和液压设备)，而IL/ILC指令适用于控制那些不需要输出保持的设备，这点应注意。

  数据处理指令

  数据处理指令包括数据传送、移位、比较、译码等指令，巧妙地应用这些指令，可使PLC的编程能力大大提高，欧姆龙PLC的数据处理和运算等指令大多数都有微分型和非微分型之分，微分型指令的助记符前标有符号函，如④MOV，雨非微分指令在助记符前无符号画，网种指令的区别是：在执行微分型指令时，只在条件满足的第一次扫描时执行一次，若条件解除后再次满足，则再执行一次，在执行非微分指令时，只要条件满足，每次扫描都执行。

  数据传送指令

  CQMIH系列PLC提供多种数据传送指令，下面主要介绍常用的传送指令MOV和取反传送指令MVN。举一反三，其他数据传送指令的使用类同，将列表说明。

  传送指令是将源通道数据(S)或常数传送到目的通道(D)，传送后原通道的数据不变。源通道就是执行指令时数据的来源通道，而目的通道就是执行指令后放存结果的通道。取反传送指令是将源通道数据取反后传送给目的通道，即如果源通道某个位是逻辑D.则取反的目的通道的对应位变成逻辑1，反之亦然。传送后源通道的数据不变，源通道可用输入继电器、输出继电器、内部辅助燃电器、保持继电器、数据存储器、常数、定时器和计数器等。目的通道可用输出继电器、内部辅助缓电器、保持罐电器、数据存储器等。当逻辑条件接通时，每扫描一次，指令即被执行一次。若希望只执行一次，可用微分型指令。

  MOV、MVN指令的使用如图3-25所示，当输入继电器触点00000闭合时，MOV指令将001通道的内容传送到HROG通道，并且MVN将HROS通道的数据取反后再传送到LR20通道。当输入继电器触点00001闭合时，MOV指令只执行一次(微分型)，将常数1805传送到DM0010通道，MVN也只执行一次(微分型)，将AR00通道的内容传送到HK10通道。图3-25(a)梯形图对应的指令助记符程序如图3-25(b)所示《注意，MOV和MVN指令分为3行书写，但仅占一个地址)。

  图3-25(a)梯形图程序的执行结果如图3-25(e)所示。当00002闭合时，先执行MOV指令，001通道中的16个位的数据按原样传送到HRos通道：再执行MVN指令，HR05通道中的数据按位取反后存入LR20通道。