西门子变频器MM420-37/3

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1、PLC主要按输入输出点数来区分高低，点数越高，性能越高

2、西门子PLC分为 LOGO!的PLC，100点左右)，S7-200CN（西门子国
产小型，我们有优势200点左右），S7-200(西门子进口小型，和200CN通
用),S7-300（中型PLC 200点以上到3000点）S7-400（大型 3000点到
5000点），ET200(分布式，高防护等级 200点到2000点)
3、、常用的是S7-200CN和S7-300

4、S7-200CN 主要记 CPU单元可扩展IO模块，通信模块功能模块电池卡存储
卡
客户主要用CPU单元和可扩展IO模块，

S7-300是模块化PLC，记电源模块，CPU模块，存储卡模块，IO模块，导轨，
通信模块，功能模块等

客户用S7-300，电源模块，CPU模块，存储卡模块，IO模块，导轨这些都是
必要的，当然和客户也许只和你订S7-300中的一个模块（以前的一个模块坏
了，订一个新），在电话中你可以问下，其它模块要不要，并说我们S7-300
价格可以，以后他订整个S7-300他也许会找你的。

  S7-300的基本位逻辑指令 位逻辑指令的运算结果用两个二进制数字1和0来表示。可以对布尔操作数（BOOL）的状态扫描并完成逻辑操作。逻辑操作结果称为RLO(result of logic operation)。 语句表STL表示的基本位逻辑指令 l A And 逻辑“与” l AN And Not 逻辑“与非” l O Or 逻辑“或” l ON Or Not 逻辑“或非” l X Exclusive Or 逻辑“异或” l XN Exclusive Or Not 逻辑“异或非” l = Assign 赋值指令 l NOT Negate RLO RLO取反 l SET Set RLO (=1) RLO=1 l CLR Clear RLO (=0) RLO=0 l SE Se RLO in BR Register 将RLO的状态保存到BR。 边沿识别指令。 位逻辑指令的运算规则：“先与后或”。 可以用括号将需先运算的部分括起来，运算规则为： “先括号内，后括号外”。 梯形图LAD表示的基本位逻辑指令 l ---| |--- Normally Open Contact (Address) 常开触点 l ---|/|--- Normally Closed Contact (Address) 常闭触点 l ---(SE) Se RLO into BR Memory 将RLO的状态保存到BR l XOR Bit Exclusive OR 逻辑“异或” l ---( ) Output Coil 输出线圈 l ---( # )--- Midline Output 中间标志输出 l ---|NOT|---Invert Power Flow RLO取反 功能图FBD表示的位逻辑指令 将在后面的指令详解中给出 逻辑设计法实现基于PLC的交通灯控制举例 逻辑设计法是以布尔代数为理论基础，根据生产中各工步之间的各个检测元件（如行程开关、传感器等）状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。该在单一的条件控制中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制中，就很复杂。 下面将介绍一个交通灯的控制电路。 【例】用PLC构成交通灯控制。 （1）控制要求：如图1所示，起动后，南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。1s后，南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。 图1 交通灯控制示意图 （2）I/O分配 输入 输出 起动按钮：I0.0 南北红灯：Q0.0 东西红灯：Q0.3 南北黄灯：Q0.1 东西黄灯：Q0.4 南北绿灯：Q0.2 东西绿灯：Q0.5 南北车灯：Q0.6 东西车灯：Q0.7 （3）程序设计 根据控制要求首先画出十字路通灯的时序图，如图2所示。 图2 十字路通灯的时序图 根据十字路通灯的时序图，用基本逻辑指令设计的灯控制的梯形图如图3所示。分析如下： 首先，找出南北方向和东向灯的关系：南北红灯亮（灭）的时间=东西红灯灭（亮）的时间，南北红灯亮25S（T37计时）后，东西红灯亮30S（T41计时）后。 其次，找出东向的灯的关系：东西红灯亮30S后灭（T41复位）→东西绿灯平光亮20S（T43计时）后→东西绿灯闪光3S（T44计时）后，绿灯灭→东西黄灯亮2S（T42计时）。 再其次，找出南北向灯的关系：南北红灯亮25S（T37计时）后灭→南北绿灯平光25S（T38计时）后→南北绿灯闪光3S（T39计时）后，绿灯灭→南北黄灯亮2S（T40计时）。 找出车灯的时序关系：东西车灯是在南北红灯亮后开始延时（T49计时）1S后，东西车灯亮，直至东西绿灯闪光灭（T44延时到）；南北车灯是在东西红灯亮后开始延时（T50计时）1S后，南北车灯亮，直至南北绿灯闪光灭（T39延时到）。 根据上述分析列出各灯的输出控制表达式： 东西红灯：Q0.3=T37 南北红灯Q0.0=M0.0·T3 东西绿灯：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59 南北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59 东西黄灯：Q0.4=T44·T42 南北黄灯Q0.1=T39·T40 东西车灯：Q0.7=T49·T44 南北车灯Q0.6=T50·T39 图3 基本逻辑指令设计的灯控制的梯形图

如客户不知道型号，首先确定用哪个系列的PLC，如如客户没有确定用哪个系
列，就问客户大概用多少点（如200点以内推荐200CN，200点以上推荐S7-300）。
确定哪个系列后再确定型号，如是S7-200CN系列，要确定客户是订购CPU还是IO模块，如是CPU，首先确定是多少点数的CPU（看样本），再确定为继电器输出（CPU可接220V交流电）还是晶体管输出(CPU只能接24V直流电)，
如是IO模块，也是确定多少点数，也分为继电器输出和晶体管输出，问清客户CPU是什么类型，IO模块也选什么类型

CPU 312，用于小型工厂

CPU 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂

CPU 315-2 DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂

CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂

CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

CPU 319-3 PN/DP，用于具有较大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

下列紧凑型CPU 可以提供：

CPU 312C，具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU

CPU 313C，具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU

CPU 313C-2 PtP，具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU

CPU 313C-2 DP，具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU

CPU 314C-2 PtP，具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU

CPU 314C-2 DP，具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU

下列技术型CPU 可以提供：

CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。

CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂

下列故障安全型CPU 可以提供：

CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂

CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂

CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型 PLC状态继电器的使用和状态编号 状态继电器是PLC在步进顺控实现控制的重要内部元件。它与步进顺控指令STL组合使用，运用状态转移图，编制易懂的程序。状态继电器一般分为四类，其编号及点数如下： 初始状态：S0∽S9(10点)； 回零：S10∽S19(10点)； 通用：S20∽S499(480点)； 保持：S500∽S899(400点)； ：S900∽S999(100点)； PLC应用中输入、输出接口电路中的光电耦合器件的作用是： 1、实现现场与PLC主机的电气隔离、抗性； 2、避免外电路出故障时，外部强电侵入主机而损坏主机； 3、电平交换，现场开关可能有各种电平，光电耦合器将它们变换成PLC主机要求的逻辑电平。 可编程控制器PLC自问世以来发展较为迅速。在工业控制方面正逐步取代的继电器控制，成为现代工业自动化生产的三大支柱之一。 1. 顺序逻辑控制 这是PLC 基本、广泛的应用领域，它正逐步取代的继电器顺序控制。 2. 运动控制 PLC 和计算机数控 (CNC) 设备集成在一起，可以完成机床的运动控制。 3. 定时和计数控制 定时和计数精度高，设置灵活，且高精度的时钟脉冲可用于准确的实时控制。 4. 模拟量控制 PLC 能完成数模转换或者模数转换，控制大量的物理参数，例如，温度、压力、速度和流量等。 5. 数据处理 能完成数据运算，逻辑运算、比较传送及转换等。 6. 通信和联网 PLC 之间、 PLC 和上级计算机之间有很强的通信功能。作为实时控制，不仅 PLC 数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。 PLC的选型 在PLC设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、的，按照易于与工业控制形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的，PLC的硬件、配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制。 一、输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再10%～20%的可扩展 余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 三、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 (一)运算功能 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。随着开放的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。 (二)控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用**的智能输入输出单元完成所需的控制功能，PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。 (三)通信功能 大中型PLC应支持多种现场总线和通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信，应是开放的通信网络。 PLC的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合，通信距离应装置实际要求。 PLC的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）**PLC网络（各厂商的**PLC通信网络）。 为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。 (四)编程功能 离线编程：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程可成本，但使用和调试不方便。在线编程：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种成本较高，但调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。 五种化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以特殊控制的控制要求。 (五)诊断功能 PLC的诊断功能包括硬件和的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，诊断分内诊断和外诊断。通过对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。 PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 (六)处理速度 PLC采用扫描工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该，造成数据的丢失。 处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、等有关。目前，PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。 四、机型的选择 (一)PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制。 (二)输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑电平、传输距离、隔离、供电等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关，电感性低功率因数负荷，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。 可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便控制水平和应用成本。 考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。 (三)电源的选择 PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用，应采用不间断电源或稳压电源供电。 如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。 (四)存储器的选择 由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。 (五)冗余功能的选择 1．控制单元的冗余 (1)重要的单元：CPU（包括存储器）及电源均应1B1冗余。 (2)在需要时也可选用PLC硬件与热备构成的热备冗余、2重化或3重化冗余容错等。 2．I/O接口单元的冗余 (1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。 (2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3）根据需要对重要的I/O，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。 (六)经济性的考虑 选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，终选出较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。每一块输入输出卡件就需一定的费用。当点数到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应，因此，点数的对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制有较合理的性能价格比。