6ES7214-2BD23-0XB8功能介绍

6ES7214-2BD23-0XB8功能介绍

CPU 1517-3PN/DP，2 MB 程序，8 MB 数据；2 ns；集成 X1: 2x PN接口 ,X2: 1x PN接口，X3:1x DP接口

在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介，以期对各位网友有所帮助。

一、PLC的发展历程
　　在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，*采用程序化的手段应用于电气控制，这就是一代可编程序控制器，称ProgrammableController（PC）。
　　个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
　PLC的定义有许多种。电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

二、PLC的构成
　　从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

三、CPU的构成
　　CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
　　CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC*的组成单元。
　　在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
　　CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，限制着控制规模。

四、I/O模块
　　PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
　　开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：
　　开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
　　模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
　　除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
　　按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受大的底板或机架槽数限制。

五、电源模块
　　PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

六、底板或机架
　　大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

西门子PLC模块6ES7518-4FP00-0AB0参数详细

读取存储卡的序列号

5.1 编程
描述:
为了获得 MMC 卡的序列号，必须使用 SFC 51 "RDSYSST" 读出系统状态列表 (SSL) :
• SSL ID W#16#011C "元件的标识"
• Index W#16#0008 "存储卡的序列号"
对于所有的带有 MMC 卡的 S7-300 CPU 和 C7 从固件版本 V2.0 起都可以读出存储卡的序列号，(CPU 317: 从V2.1 起)。
从S7-400的V5版本起，存储卡上保存**的序列号。
需要创建一个数据块，用来存放读取出来的状态结果

图11 创建DB1，存放读取结果

打开OB1,在OB1的临时变量区创建一个变量length，类型设置为Struct（结构）

图12 创建名为length的结构变量

双击length变量，进入结构变量成员定义，创建两个word类型的变量，本例中分别为size和number：

图13 创建length的结构变量的两个word成员

编写SFC51程序：
CALL "RDSYSST"
REQ :=TRUE
SZL_ID :=W#16#11C //读取MMC 的序列号
INDEX :=W#16#8
RET_VAL :=MW0
BUSY :=M2.0
SZL_HEADER:=#length
DR :=P#DB1.DBX0.0 BYTE 500 //结果输出到DB1数据块中

结果如下：

图14 MMC序列号

对于众多的plc初学者而言，大家都会深深的记住师傅的一句话：急停按钮常闭点接入PLC。没错的，有的时候大家在调试设备的时候会发现如果将急停按钮旋开设备不会有输出，拍急停之后就正常了，这与我们的期望恰好这是为什么呢？
急停按钮常闭点接如是在特定情况下的，即急停点作为复位信号接入PLC相关指令的时候是常闭点接入。例如西门子指令当中的RS触发器指令，我们常常使用急停点作为复位信号之一。大家可以考虑一下，硬件按钮的红色端（就是常闭点）接入了PLC的DI，在PLC的梯形图当中我们也用的常闭点。那么我们在系统上电的时候PLC的急停DI点就会得电，那么对于梯形图逻辑而言常闭点就会断开，这样我们就隔离了复位信号。当我们需要急停的时候，拍急停按钮，物理上的常闭点就会打开，梯形图逻辑上打开的常闭点就会重新闭合，这样我们就将复位信号接入了相关指令。这样说来可能比较复杂，起来就是当逻辑上的急停点需要从逻辑母线接入PLC的时候我们在逻辑上采用常闭点（这也只是大多数情况，具体问题具体分析）。
那么还有一种情况就是物理上的急停按钮常闭点接入PLC的DI点，梯形图逻辑上的急停点采用常开点接入。这种情况常用于屏蔽信号。试思考一下，当物理上的常闭点接入PLC的DI时，系统上电之后DI得电，逻辑上的常开点就应该闭合，这样信号流就可以通过相关逻辑行。当我们需要急停动作时候，拍急停按钮分断相关电路，物理上的急停点失电，逻辑上的敞开点就维持常开，这样我们就分断了相关信号，可以屏蔽掉急停点之后的信号流。也就是说当我们在逻辑行当中需要使用急停按钮或其他分断类按钮的时候逻辑上需要常开点接入PLC（这也只是大多数情况，具体问题具体分析）。
这就是急停按钮的两种接法（包括其他分断类或复位类按钮），有的朋友会问急停按钮物理上的常开点为什么不用？这就涉及到保护类器件的使用方法了。保护类器件例如急停按钮，停止按钮，限位传感器等都是对系统起保护作用的。这类器件一旦发生问题就会对系统造成不利影响。大家试思考一下，以急停按钮为例，他一旦发生故障，那么他的常闭点断开更容易些还是常开点闭合更容易些呢？当然是前者，此类器件一旦故障就会使系统停止，这样就可以提醒工程师进行相关检查。对于限位传感器等器件一旦发生故障也会使常闭点断开，同样可以提醒PLC工程师检修。  plc的工作过程其实也就是跟照明灯差不多一样的工作原理，只是PLC通过内部的一系列的系统程序开带动外负载而已，PLC输入信号必须通过采样才能接收、再到执行程序、后才输出！它是这么一个工作原理，PLC吸收信号通过诊断键入的命令是否有误、才能进入采样、进入采样再到程序执行、后就是输出处理，扫描阶段：将输入现场信号扫描到输入映像寄存器，将输出映像寄存器去驱动外负载！以上就是整个工作过程、呢学习plc编程也不难，只要去了解所运用的指令与各指令的作用、加上熟悉梯形图就能学会，就是说学习PLC编程就必须知道以上的那些基础，书本上一大堆的文字与一些PLC的构成加上一些内部系统程序介绍与讲解，其实那些都不是重点、它紧紧只是为了让我们去全面的熟悉PLC，至于学习编程的那一部分就有点难度了，基本的学习工具不说要拥有PLC，那起码也要有一台电脑，没有电脑基本完成不了这个学习，熟悉指令的运用与作用是必须懂的，好的就是有人指点，要是有人指点学会PLC编程不成问题，要先自己去学习过，遇到不懂的才去问，要是自己没有认真去学习就问别人，那肯定学不会！什么样的心态就有什么样的过程、结果是从过程中取决出来的，我们不一定要上了大学拥有高学历高文化也能学会，心态会给你一切的！千万不要对我说你学历多高、有多聪明什么的，其实我压根就没把你放在眼里！也不要说自己小学都没毕业学不会这东西、自己笨什么之类的！其实只要有理解能力和看懂文字就能做到了，世界上没有笨的人、只有不愿动脑、不肯努力的人！铁柱都能磨成针、这点小事情算什么？
          PLC的工作原理以及相关的一些基本内容在这个学习过程中很重要、以我个人的学习经验得出的一个结论，下一个程序的学习就是解图与了解熟悉它的指令作用与运用，据书本的介绍与讲解、其实PLC内部电路的工作原理跟硬件的工作原理差不多，PLC内部有计数器CNT和许多软继电器或继电器软触点软接线，驱动一个负载是由一些感应器或一些开关给信号PLC、PLC通过接收了外部硬电路给入的信号经过每个阶段的程序一步一步的接受、后再到输出！固定化的程序就不说了，那些都是制造厂家采用ROM存储不变程序的！关于后备电池一般采用锂电池作为后备电池，寿命5年至十年，若经常带负载一般2至5年！关于PLC的I/O点数容量分为三种：小型机256点以下，中型机256至1024点之间，大型机1024点以上，提供给用户的可用资源通常用K字KW、K字节BK、或K位来表示，其中1K=1024，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示，在一些PLC中存放的程序的地址单位为步，每一步占用两个字节，一条指令一般为一步，功能复杂的基本指令及功能指令往往有若干步、I/O点数是指外部I/O端子的数量，它决定了PLC可控制的输入开关信号和输出开关信号的总体数量！现场的输入信号通过光偶合器到输入数据寄存器，再通过数据总线送给CPU，PLC的输入单元通常有三种类型：直流12至24V输入，交流100至120V或200至240V输入，交直流12至24V输入，外部输入开关通过输入端子与PLC相连接！输出电路的负载电源由外部提供，电源电压大小应根据输出器件类型与负载要求来确定，允许输出电流在0点5至2安，额定值与负载性质有关，电源部件将交流电源转换成提供PLC的中央处理器、存储器等电子电路工作所需要的直流电源，使PLC能正常工作，它的好坏直接影响PLC的功能和可靠性！PLC一般使用220伏交流电源或24伏直流电原，内部的开关电源为各模块提供DC5V、正负12V、24V等直流电源！驱动PLC负载的电源一般由用户提供！PLC是顺序地执行其内部存储的程序来完成某一工作任务的、程序的输入装置称为编程器！智能接口模块是一个独立的计算机系统，从模块组成结构上看、它有自己的CPU、系统程序、存储器以及接口电路等，它与PLC的CPU通过系统总线相连接，进行数据交换，并在CPU模块的协调下独立地进行工作！工作过程：PLC控制任务的完成是在硬件的支持下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现的！PLC确定了工作任务，装入了专用程序成为一种专用机，它采用循环扫描的工作方式，系统工作任务管理及用户程序的执行通过循环扫描的方式来完成！巡回扫描的工作机制：初始化，PLC上电后进行系统初始化，清除内部继电器区、复位定时器等！通信服务与自诊断阶段，在此阶段、PLC中的CPU完成一些与编程器或其他外部设备的通信，完成数据的接收和发送任务、响应编程器键入的命令、更新编程器显示内容、更新时钟和特殊寄存器内容工作，程序语法一旦出错或异常，CPU能跟据错误类型和程序内容产生提示信息，甚至停止扫描或强制为STOP状态！执行用户程序扫描阶段：此阶段包括输入采样、程序执行、输出处理3个阶段！数据I/O扫描阶段：此阶段将输入现场信号扫描输入映像寄存器，将输出映像寄存器的结果去驱动生产现场！PLC的工作过程：在正常情况下，一个用户程序扫描周期由3个阶段组成：输入采样阶段、程序执行阶段、输出处理阶段，PLC的核心模块CPU不能直接与外部接线端子联系，送到PLC端子上的输入信号、经过电平转换、光电隔离、滤波处理等一系列电路进入缓冲器等待采样，没有CPU采样允许，外界信号是不能进入内存的，在PLC的存储器中有一个专门存放I/O信号状态的区域，称为输入映像寄存器和输出映像寄存器！PLC梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们称为元件映像寄存器！在输入处理阶段，PLC现场全部输入设备如按钮、速度继电器等的接通/断开状态读入输入映像寄存器，外接输入设备的触点接通时，对应的输入映像寄存器为1，梯形图中对应的输入继电器的动合触点接通，动断触点断开。外接的输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为0，梯形图中对应的输入继电器的动合触点断开，动断触点接通！只有在采样时刻，输入映像寄存器中的内容才与输入信号一致，而其他时间范围内输入信号的变化是不会影响输入映像寄存器中的内容的，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入！如果输入是脉冲信号、则该脉冲信号的换度必须大于一个扫描周期、才能保证在任何情况下该输入均能被读入！程序执行阶段：PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列，根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右、先上后下的原则逐句扫描执行用户程序，直至用户程序结束之处！但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址！PLC执行指令程序时，要读入输入映像寄存器的状态ON或OFF，既1或0和元件映像寄存器中有关编程元件的状态ON或OFF，既1或0，CPU按程序给定的要求进行逻辑运算和算术运算，运算结果存入相应的元件映像寄存器，把将要向外输出的信号存入输出映像寄存器，并由输出锁存器保存！输出处理阶段：在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的状态ON或OFF，既1或0传送到输出锁存器，梯形图中某一输出继电器的线圈得电时，对应的输出映像寄存器为1状态！信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈得电，其动合触点闭合，使外部负载通电工作！一次动作后等待下一次扫描周期到来才会被刷新、这样才能进行二次动作，称为集中输出方式！输入映像区、输出映像区集中在一起就是一般所称的I/O映像区，映像区的大小随系统I/O信号的多少，既I/O点数而定！I/O映像区的设置，使计算机执行用户程序所需信号状态及执行结果都与I/O映像区发生联系，只有计算机扫描执行到I/O服务过程时，CPU才从实际的输入点读入有关信号状态，存放于输入映像区，并暂时存放在输出映像区内的运行结果传送至实际输出点！