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5.2控制规模
控制规模代表PLC控制能力，看其能对多少输入、输出点及对多少路模拟进行控制。
控制规模与速度有关。因为规模大了，用户程序也长，执行指令的速度不快，势必延长PLC循环的时间，也必然会延长PLC对输入信号的响应。为了避免这个情况，PLC的工作速度就要快。大型PLC的工作速度总是比小的要快。
控制规模还与内存区的大小有关。规模大，用户程序长，要求有更大的用户存储区。点数多，系统的存储器输入、输出的信号区（输入输出继电器区或称输入、输出映射区）也大。这个区大，相应地内部器件（解释见后）也要增多，这些都要求有更大的系统存储区。
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控制规模还与输入、输出电路数有关。如控制规模为1024点，那就得有1024条I/O电路。这些电路集成于I/O模块中，而每个模块有多少路的I/O点总是有数的。规模大，所使用的模块也多。
控制规模还与PLC指令系统有关。规模大的PLC指令条数多，指令的功能也强，才能应付对点数多的系统进行控制的需要。
控制规模是对PLC其它性能指标起着制约作用的指标；也是PLC划分为微、小、中、大和特大型
5.3组成模块
PLC的结构虽有箱体及模块式之分，但从质上看，箱体也是模块，只是它集成了更多的功能。在此，不妨把PLC的模块组成当作所有PLC的结构性能。
这个性能含义是指某型号PLC具有多少种模块，各种模块都有什么规格，并各具什么特点。
一般讲，规模大的PLC，档次高的PLC模块的种类也多，规格也多，反映它的特点的性能指标也高。但模块的功能则单一些。小型PLC、档次低的PLC模块种类也少，规格也少，指标也低。但功能则多样些，以至于集成为箱体。
组成PLC的模块是PLC的硬件基础，只有弄清所选用的PLC都具有那些模块及其特点，才能正确选用模块，去组成一台完整的PLC，以满足控制系统对PLC的要求。
常见的PLC模块有：
CPU模块，它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能，如速度、规模都由它的性能来体现。
电源模块，它为PLC运行提供内部工作电源，有的还可为输入信号提供电源。
I/O模块，它集成了I/O电路，并依点数及电路类型划分为不同规格的模块。
内存模块，它主要存储用户程序，有的还为系统提供辅加的工作内存。在结构上内存模块都是附加于CPU模块之中。
底板、机架模块，它为PLC各模块的安装提供基板，并为模块间的提供总线。若干底板间的有的用接口模块，有的用总线接口。不同厂家或同一厂家但不同类型的PLC都不大相同。
箱体式的小型PLC的主箱体就是把上述几种模块集成在一个箱体内的，并依可能提供I/O点数的多少，划分为不同的规格。
箱体式的PLC还有I/O扩展箱体，它不含CPU，仅有电源及I/O单元的功能。扩展箱体也依I/O点数的多少划分有不同的规格。
除上述模块，PLC还有特殊的或称智能或称功能模块。如A/D（模入）模块、D/A（模出）模块、高速计数模块、位控模块、温度模块等等。这些模块有自己的CPU，可对信号作预处理或后处理，以简化PLC的CPU对复杂的程控制量的控制。智能模块的种类、特性也大不相同，性能好的PLC，这些模块种类多，性能也好。
通讯模块，它接人PLC后，可使PLC与计算机，或PLC与PLC进行通讯，有的还可实现与其它控制部件，如变频器、温控器通讯，或组成局部网络。通讯模块代表PLC的组网能力，代表着当今PLC性能的重要方面。
掌握PLC性能，一定要了解它的模块，并通过了解模块的性能，去弄清楚PLC的性能。
除了模块，PLC还有外部设备。
用PLC实现对系统的控制可不用外部设备，配置好合适的模块就行了。要对PLC编程，要监控PL南京西门子SITOP电源代理商
定时器，可进行定时控制。定时值可任意设定。定时器有多少，设定范围有多大，设定值的分辨率又是多少，这些都代表定时器件的性能。
计数器，可进行计数，到达某设定计数值可发送相应信号。可进行什么样的计数，计数范围多大，怎么设定，有多少计数器，则是PLC计数器性能的代表指标。
数据存储区，用以存储工作数据。多以字、两字或多字为单位予以使用，是PLC进行模拟量控制，或记录数据所*的。这个存储区的大小代表PLC的性能也是越大越好。趋势也是越来越大。小型机也如此。如日本OMRON公司的CQM1机，其DM区就有6k字。而过去同是小型机的C60P的DM区才64个字。大型机的DM可达10K以至几十K。
还有其它一些内部器件，了解某PLC性能时，也都必须掌握它。
内部器件也是PLC指令的操作数，不弄清楚是无法编程的。
5.5指令系统
PLC有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么编程，没有程序，PLC又怎么工作？
PLC的指令越来越多，越来越丰富。功能很强的指令，综合多种作用的指令日见增多。
PLC的指令繁多，但主要的有这么几种类型：
基本逻辑指令，用于处理逻辑关系，以实现逻辑控制。这类指令不管什么样的PLC都总是有的。
数据处理指令，用于处理数据，如译码，编码，传送、移位等等。
数据运算指令，用于进数据的运算，如十、一、X、/等，可进行整形数计算，有的还可浮点数运算；也可进行逻辑量运算，等等。
流程控制指令，用以控制程序运行流程。PLC的用户程序一般是从零地址的指令开始执行，按顺序推进。但遇到流程控制指令也可作相应改变。流程控制指令也较多，运用得好，可使程序简练，并便于调试与阅读。
状态监控指令，用以及记录PLC及其控制系统的工作状态，对提高PLC控制系统的工作可靠性大有帮助。
当然，并不是所有的PLC都有上述那么多类的指令，也不是有的PLC仅有上述几类指令。以上只是指出几个例子，说明要从哪几个方面了解PLC指令，从中也可大致看出指令的多少及功能将怎样影响PLC的性能。
除了指令，为进行通讯，PLC还有相应的协议与通讯指令或命令，这些也反映了PLC的性能。
5.6支持软件
为了便于编制PLC程序，多数PLC厂家都开发有关计算机支持软件。
从本质上讲，PLC所能识别的只是机器语言。它之能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，以至语言，全靠为使用这些语言而开发的种种软件。
助记符语言是zui基本也是zui简单的PLC语言。它类似计算机的汇编语言，PLC的指令系统就是用这种语言表达的。这种语言仅使用文字符号，所使用的编程工具简单，用简易编程器即可。多数PLC都配备有这种语言。
梯形图语言是图形语言，它用类似于继电器电路图的符号表达PLC实现控制的逻辑关系。这种语言与符号语言有对应关系，很容易互相转换，并便于电气工程师了解与熟悉，故用得很普遍，几乎所有的PLC都开发有这种语言。由于它是用图形表达，小的编程器不好使用它，得有较大的液晶画面的编程器，才能使用它。多数是在计算机对PLC编程时，才使用这种语言。
流程图语言，它也是图形语言，所用的符号不与电气元件符号相似，而与计算机用的流程图符号相似，便干计算机工作人员了解与熟悉。流程图语言与符号语言也有一一对应关系，只是它对应的符号语言与梯形图的对应不一样。熟悉计算机而又未从事过一般电气工作的人员，乐于用这种语言对PLC编程。日本OMRON公司开发的F系列机就是使用这种语言。
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通常情况下，要实现HMI设备与V20变频器的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与触摸屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与V20的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，V20为从站。
图1 触摸屏通过PLC与V20变频器通讯
如果只需要对V2O变频器做简单的运行控制和变量监视，那么上述配置中PLC的作用仅为数据中转。这种情况下，触摸屏直接和V20变频器通讯，不仅能够实现监控功能，可以少用一个PLC，节省成本。采用西门子的SMARTLINE系列触摸屏能够实现与V20变频器直接通讯的功能。通讯电缆连接如图2所示。SMARTLINE触摸屏作为MODBUS主站，V20为从站。
图2 触摸屏直接与V20变频器通讯
2. 硬件设备及其安装
下面用一个实例来介绍SmartLine触摸屏与一台V20变频器通过MODBUS通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为WinCCFlexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件设备
名称订货号数量说明触摸屏6AV6648-0BE11-3AX01Smart 1000IE24V电源6EP1332-1SH511DC24V/4A变频器6SL3210-5BE17-5UV01V20 变频器0.75kW电机1LA9060-4KA10-Z11LA9 电机 0.12kW
硬件安装步骤如下：
1）将变频器、电机、触摸屏固定在安装工位上。
2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。
3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。
4）连接变频器和触摸屏的RS485通讯电缆。触摸屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。
5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到触摸屏的直流供电电缆。
3. V20变频器参数设置
V20变频器要采用MODBUS通讯，可以做如下设置：
1）变频器恢复出厂参数：
P0010=30
P0970=21
2）变频器快速调试，选择Cn011-MODBUS通讯连接宏：
a)设置电网频率和功率单位
b)输入电机铭牌参数
c)选择连接宏Cn011-MODBUS通讯
d)选择应用宏AP000
Cn011连接宏对应参数如表2所示。
表2 Cn011对应参数设置
参数描述工厂缺省值Cn011默认值备注P0700[0]选择命令源15RS485为命令源P1000[0]选择速度给定15RS485为速度设定值P2023[0]RS485协议选择12MODBUSRTU协议P2010[0]USS/MODBUS波特率86波特率为9600bpsP2021[0]MODBUS地址11变频器MODBUS地址为1P2022[0]MODBUS应答超时时间10001000向主站发回应答的zui大时间P2014[0]USS/MODBUS报文间断时间2000100监控报文间断时间
3）修改MODBUS通讯参数，其它参数为Cn011连接宏默认参数：
P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障
可编程序控制器Programmable LogicController在工厂自动化FA中占有举足轻重的地位。技术的不断发展极大地促进了基于PLC为核心的控制系统在控制功能、控制水平等方面的提高。对其控制方式、运行水平的要求也越来越高，交互式操作界面、报警记录和打印等要求也成为整个控制系统中重要的内容。对于那些工艺过程较复杂，控制参数较多的工控系统来说，尤其显得重要。新一代工业人机界面的出现，对于在构建PLC工控系统时实现上述功能，提供了一种简便可行的途径。
2、工业人机界面的特点和功能
工业人机界面Human MachineInterface，简称HMI，又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。工业人机界面由特殊设计的计算机系统32位RISCCPR芯片 为核心，在STN、TFT液晶显示屏或EL电发光显示器上罩盖有透明的电阻网络式触摸屏。触动屏幕时，电阻网络上的电阻和电压发生变化并由软件计算出触摸位置。
HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在HMI上设置触摸控件可把HMI作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印；新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。
3、HMI在PLC工控系统上的应用
下面以国内某大型浮法玻璃生产线冷端切割区主控系统为例，介绍HMI在PLC工控系统上的应用。
3.1 系统概述
切割区为浮法玻璃生产线中一个重要工段，其中包括测量发讯、纵切、横切、掰断加速、掰边、纵掰纵分、输送辊道等众多生产控制设备。系统硬件上主要由主控制器PLC，现场设备控制装置包括伺服控制器、变频器、模拟量信号及脉冲信号处理器等 和HMI构成。作为整个控制系统的核心，切割区主控系统在正常生产时根据生产工艺要求协调各个单机控制子系统的工作，制定切割计划，实现整个生产过程全自动化。整个系统的核心控制部分由美国GEFanuc 90-30PLC完成，此部分内容本文略，而系统的监控和交互式操作界面等任务将由HMI承担。主要有以下内容：参数的设定；动态画面的显示；故障报警与诊断以及报表打印。其中HMI选用日本Digital公司的GP-577。
3.2 HMI与PLC之间的通讯
当HMI用于PLC控制系统时，HMI与PLC之间通过串口以DirectLink直接连接方式进行通讯。在该方式下，HMI根据要求直接读入PLC的数据或把数据写入PLC相应的地址中。由于内装通讯协议，无须编制通讯程序，只要所用PLC类型即通讯协议，运行时便可实现通讯。大大减少了PLC用户程序的负担。在系统设计时，直接控制部件与其对应PLC的输入输出％I/O、寄存器％R、中间寄存器％M的地址，运行时HMI就能自动和PLC进行数据交换。直接读取或改写PLC相应地址的内容，并据此改变画面上显示内容。通过对HMI的触摸操作，可向PLC相应的地址输入数据。
3.3 HMI监控主面
整个HMI监控系统采用树型结构，由监控主画面及相应功能子画面组成。在监控主画面下端设有控制功能键，按动功能键可以依次进入相应子画面，执行所需的功能。在每一个子画面中可通过上一页 、 下一页 功能键在同一功能组中进行画面切换，在任一子画面都可以通过 主画面功能键退回到监控主画面。系统自动采集相关数据，将切割计划、测量脉冲、辊道速度等一些重要生产工艺参数显示在主画面上，便于操作人员的观察。监控主画面上还有生产过程的动态画面显示，在动态画面上以各种形式模拟出主要控制设备的运行情况，例如光电开关的动作、电磁阀的吸合、电机的运行停止等，直观、生动的反映出现场的过程，方便操作人员对生产情况、设备工况的了解。DIGITAL公司的HMI编程软件ProPB3Win提供了丰富的控制部件，例如按钮部件、画面切换部件、指示灯部件、数据文本显示部件等等，实现上述功能只要根据需要选择相应的控制部件，定义好其属性即可。ProPB3Win采用监控软件通用模式，所有控制部件的属性通过组态形式完成，以实现相应控制功能。使用ProPB3Win内附的图库及作图工具来构造生产现场的模拟画面，简便易行。内容丰富的作图工具库，使得画面生动、丰富多彩。
充分利用HMI的优势将原先布置在控制柜上的开关、指示灯尽可能地用HMI中的控制部件替代，这样做减少硬件设备，简化了现场设备间的接线，更重要的是给设计和调试带来诸多方便。
3.4 HMI参数设置功能
主控系统中有多达近百个参数需要设置，根据控制功能将其分为联锁、横切、横掰、速度、掰边、纵掰及设备参数组，使整个系统的结构更加合理。利用HMI触摸操作的特性使参数设置变得极为直观和简便。在参数设定时，利用其内带的数字键盘，将此数字键盘设计为弹出式，在操作人员要设定参数时，按动设定键，弹出数字键盘进行操作。每个参数在部件属性中定义并分配了相应的PLC地址，当确认后输入的数据将存入PLC的地址中。操作完成后，按动一键，可消去数字键盘。此种设计模式可地利用画面的有效面积。每个参数都设有上下限限制，当输入数值超*，系统拒绝接受并向操作者发出超限音响报警。对重要的系统设备参数组，为安全起见，通过工具库中D-Script脚本语句编写简单程序设置画面进入操作密码，赋予操作人员不同的操作权限，增加系统的安全性。
3.5 HMI报警及打印功能
在系统报警设计时，将故障信息在报警编辑器中编辑好，并在报警记录子画面中设置报警记录显示部件用于故障信息显示。系统运行发生故障时，HMI根据PLC传送的故障信号，将报警编辑器中对应的故障信息在报警记录子画面显示出来。监控主画面上?quot;故障"信号灯将闪烁，音响报警。此时操作人员可进入报警记录子画面，根据故障信息查找原因，及时处理。
• 在使用 HMI 设备的所有条件下，均具有可靠性能 –经过认证，适用于所有领域。
• 通过明亮且亮度可调宽屏、大可视角度显示屏，提供持续的过程概览
安全性与信息安全 – 容易满足要求并为系统提供保护，不会带来有害影响：
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集成诊断功能 – 不会在维护方面浪费时间，并且可显著缩短停机时间：
• 进行可靠故障检测，并通过面向操作员的综合报警系统获取信息
• 借助于集成的系统诊断功能，快速分析和定位错误（本地或远程）
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TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 软件
TIA 博途中的 SIMATIC WinCC是集成工程组态平台的一部分，该平台提供了一个用于对控制、可视化和驱动解决方案进行编程与组态的统一组态环境。 SIMATICWinCC（TIA 博途）是继 SIMATIC WinCC flexible 之后适用于所有 HMI应用的软件。
使用该软件，可以组态几乎全面 SIMATIC HMI 设备系列。功能涵盖机器层的可视化任务以及基于 PC 的多用户系统上的SCADA 应用。
SIMATIC SCADA 系统 – 树立效率新标竿
西门子 SCADA 系统树立了工厂自动化以及基础设施应用中的效率新标竿
用于运行管理的 SIMATIC WinCC V7 以及用于高度定制应用的 SIMATIC WinCC OpenArchitecture 均支持标准与平台。 这样就能方便地集成现有硬件，并无缝集成到 IT 环境中。
移动式解决方案和创新的操作方式，确保方便、快速获取工厂信息，符合广泛的安全标准，可防止操作错误。西门子 SCADA系统可在整个生命周期内扩展，可以随时扩展现有工厂。这样就确保了投资安全。无论您采用的是单用户系统、多用户系统，还是广泛分布的系统：西门子SCADA系统都可让您实现机器设备、生产线和整个工厂的可视化，从而确保更高的透明度。从而挖掘优化潜力，更大限度缩短停产时间，加快产品上市。
• 效率：
通过 SIMATIC SCADA系统，可实现高效工程组态，以及高性能归档和更高数据安全性，从而显著提高生产率。这些功能特性是高效运行管理和智能生产分析的基础。
• 可扩展性：
西门子提供了可满足日益增长的需求并能保证数据安全的固定式和移动式解决方案。融入了西门子 15 年的工业领域 SCADA专门知识。无论用户的需求大小，我们都可提供正确的解决方案。
• 创新性：
通过移动式 SCADA 解决方案，可随时随地掌握新信息–包括采用现今的平板电脑和智能手机硬件。工业环境下的多点触控手势操作开辟了全新的*操作方式。开放性：支持各种标准和系统内部脚本和编程接口，可方便地满足各种特殊要求
组态一个到S7-300的服务器连接：
S7-200和S7-300的S7连接通过TSAP来定义。
注意：分别组态S7-200和S7-300时，本地和远程的TSAP号是必须*对应的。通常本地TSAP是默认的，在组态此步骤时，需要两边确认一下。
本地TSAP为12.00无法更改，远程TSAP设置为10.04（这是在STEP7网络组态得到的参数）。激活“接受所有连接请求”复选框，点击“下一步”按钮继续组态。
选择CRC校验,使用缺省的时间间隔30秒，点击下一步按钮。
填写模块所占用的V存储区的起始地址。你也可以通过建议地址按钮来获得系统建议的V存储区的起始地址, 点击下一步按钮。