6ES7214-1BD23-0XB8详细资料
1 引言
自1969年世界上台可编程逻辑控制器（plc）诞生以来，随着计算机技术、微电子技术的不断发展，plc技术得到了迅猛地发展，plc在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。的plc不仅能够进行逻辑控制，在位置控制、过程控制、数据处理、通信联网等方面发挥重要的作用。plc已成为现代工业生产自动化的三大技术支柱（plc、机器人、cad/cam）之一。
自上世纪七十年代以来，我国就开始了plc的研究与应用，1974我国仿制了美国生产的第二代plc。1977年我国又采用了美国motorola公司的一位机mc14500集成芯片，研制成功了我国台具有实用价值的plc，不仅有了批量产品，开始应用于工业生产控制。在以后的几年里，我国积极引进国外的plc生产线，建立一些合资企业，并开发自己的产品，如天津自动化仪表厂、辽宁无线电二厂等。引进初期的plc主要用于冶金、电力、自动化生产线等较大的设备和系统，后来随着plc价格的不断降低，plc技术开始应用到越来越多的中小设备上。上世纪八十年代以来，世界范围内的plc年增长率保持为20%～30%，近年来，plc在中国等发展中国家的增长十分迅速,在自动化领域发挥越来越重要的作用。
表1 国际市场上plc、dcs与ipc的销售情况对比
2 国际plc市场
目前，世界上有plc厂商200多家，各种型号产品几千种。plc产品按地域上分成三个流派，分别是美国产品、欧洲产品、日本产品。美国：a-b（allen-bradly）、ge（generalelectric）；欧洲：德国的西门子（siemens）、法国的te（bbbemecanique）；日本：三菱电机（mitsubishielectric）、 欧姆龙（omron）。上还有韩国、台湾地区等plc产品。
从plc问世至今，一直表现出强大的生命力和高速增长态势，在工业控制领域，plc始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，plc与dcs（分布式控制系统）和ipc（工业pc）形成了三足鼎立之势（见表1）。现代的plc在功能、网络化、标准化、化及开放性上得到了大大的增强。ipc加软件能实现plc的主要功能，在一些场合能代替plc进行控制，即实现软plc的功能。
2003年全球plc市场销售额超过了60亿美元。今后5年年平均增长率有望达到4.6％，2008年市场规模将超过75亿美元。美国调查公司arc对中国的plc市场进行调查并发表上述预测，2004年plc的销售市场规模见表2。
表2 2004年plc市场增长情况
3 中国plc市场
我国工业企业的自动化程度普遍较低，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器控制。加入wto后，中国正日益成为世界新的制造业基地，制造业的控制主要以逻辑控制为主，大量传统产业的自动化改造也为plc的应用提供广阔的发展空间。arc咨询集团近期发布的《中国可编程序控制器（plc）展望》报告指出：中国制造业增长迅速，某些行业的增长率甚至达到20%。在未来五年内，中国plc市场的综合年增长率预计将达到14.1%。2003年这一市场为3.7亿美元，预计2008年这一市场还将翻一翻。
由于种种原因，国产品牌的plc在国内plc市场份额所占比例很小，一直没有形成产业化规模，中国目前市场上95%以上的plc产品来自国外公司。目前中国plc市场主要厂商为siemens、mitsubishi、omron、rockwell、schneider、ge-fanuc等国际大公司，欧美公司在大、中型plc领域占有优势，日本公司在小型plc领域占据十分重要的位置，韩国和中国台湾的公司在小型plc领域也有一定市场份额。
2003年10月，国内媒体开始关于中国plc市场的研究，依据得到的样本分析，初步得出正在使用的众多plc的品牌中，西门子、三菱及omron占据的优势，60％左右的用户使用了这些品牌的plc产品，而rockwell/ab、ge－fanuc和富士等品牌也占有相当的市场份额。造成这种分布情况的原因大致可以分为以下几个方面：
3.1 产品覆盖范围
排在前的三个品牌有非常丰富的产品系列，用户很容易得到恰当的产品；其他品牌如富士，lg等则以小型和微型产品为主，ge和schneider以中大型产品为主。产品价格范围也是一个重要的原因，a－b拥有出色的技术和全面的产品系列，高价格的形象却使部分用户却步。
3.2 在中国市场上的历史
西门子、三菱及omron都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占地了先机，相对应的是ge、schneider和lg这些后来者市场快速增长，距离先行者仍有一定的差距。
3.3 行业分布
某些品牌会侧重于一些行业，如schneider更加注重电力行业，rockwell在冶金行业表现出众。
2004年度plc市场研究报告表明：作为目前国内控制市场上的主流控制器，plc市场的国内参与者在高达31亿的plc市场总需求中，国产plc占有量不到整个市场份额1％，中国大陆plc厂商的市场份额几乎可以忽略。在按照i/o数量划分的市场总量中，小型plc（256点以下）的市场巨大，国产plc的市场贡献就在小型plc的市场中。巨大的市场需求为发展plc业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展plc业务。目前，国内plc生产厂家有30余家，但目前上市的众多plc产品中，还没有形成规模化的生产和产品。
从技术角度来看，国内外的小型plc差距正在缩小。如无锡信捷、兰州全志等公司生产的微型plc已经比较成熟，有些国产plc（如和利时公司、凯迪恩公司）已经拥有符合iec标准的编程软件、支持了现场总线技术等。面对国际厂商数十年的规模化生产和市场管理经验，国内厂商多数只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段，离真正批量生产、市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。国产plc的低价优势也正在受到新的挑战。但可喜的是，和利时、凯迪恩、德维森等一批国产品牌渐渐找准了自己的位置。克服资金、研发压力，顶住用户对产品不信任的压力，凭借对国内厂商的了解和对市场的把握，国产品牌在近几年内获得了一定的成长。
4问题与对策
4.1 国产plc发展中所面临的问题
国产plc在中国plc市场所占份额很小，但只要国内有实力的plc厂商下定决心，仔细分析自身的优势和劣势，充分利用各种有利资源，踏踏实实、有针对性地做好各项工作，就一定能够在plc领域有所作为。但我们还应该清醒地看到：国内企业和国外品牌的重大差距还是不可忽略。目前我国国产plc的发展主要面临着三大问题。
是技术，在国际上plc迅速发展的形势下，我国多数plc厂家还没有拥有自主知识产权，能够参与国际竞争的plc产品，其中之一就是研发实力不够。资金投入、生产和质量管理等因素也占有非常大的比重，但对产品的质量起着决定性作用的是研发投入、研发成果产品化以及生产工艺等。而技术则是贯穿着其中每一个环节，plc核心技术的开发、产品的后续开发、生产工艺的技术水平是决定产品质量的前提，如何在技术上增强自己的实力，将是国产品牌取得市场竞争优势的关键。
是竞争，由于国内plc市场大部分由外国的产品所占领，大、中型plc产品中，几乎全部由国外几大公司垄断，随着我国使用plc市场的不断扩大，国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品，一旦用户使用了新的产品后，他们就会逐渐的提高产品市场价格，如果我国没有自己的自主知识产权的产品，在经济竞争中就只能处于被动的地位。国内plc厂家一定要有自己自主研发的产品，只有这样才能在市场竞争中立于不败之地。令人感到高兴的是：2006年11月1日，在亚洲国际工厂自动化和过程自动化技术与设备展览会上，北京和利时系统工程有限公司推出了国内具有独立知识产权的lk大型plc。
后是市场销售，国内plc的产品宣传、市场开拓，以及建立完善的售后服务体系方面应继续加大力度。国内plc厂家如和利时，凯迪恩等厂商工作做了大量的工作，也取得了很好的效果。
4.2 振兴国产plc发展对策
针对上述所面临问题，笔者认为我国plc的发展应该采取如下对策：
(1)对如此巨大的市场，我国应该集中资金和技术力量，尽快研制生产出具有自主知识产权的plc系列产品，plc技术正在由封闭走向开放，大量采用it技术，硬件通用化、软件标准化，使得plc的设计和生产不再存在技术壁垒。加之近年来芯片技术的迅速发展，推出具有国际竞争力的plc产品已成为可能。国内plc厂家应联合起来组成集团公司，成立专门的研发机构，共同开发各种机电产品，如：变频器、伺服系统、人机界面等，大力提高产品可靠性、兼容性，建立完善的销售网络和服务体系，敢于在国际舞台上与跨国企业进行竞争，只有这样国产plc产品才能在中国的自动化产业市场立足。
(2)继续发挥国内plc应用技术的优势，扩大应用领域。将plc应用在国民经济的各个领域还要凭借技术和劳动力优势，逐渐融入国际plc的应用市场，积极参与国际竞争，使我国应用技术优势形成真正的增值服务，带动相关成套设备和软件产业的发展。iec61131-3已经为plc产品建立了世界公认的软件模型，直接采用iec61131-3标准是国内企业保持与国际先进水平同步的捷径。iec标准充分考虑了plc在应用于各种不同行业时对内部资源的要求，软件模型预留了充足的资源，我们的plc产品开发要符合iec61131-3。
(3)在扩大plc应用范围的在软件集成上下功夫。针对不同的工业生产过程，形成具有自身特色的系统集成软件、人机界面软件和应用软件。
(4)在发展小型plc产品方面，必须在集成性、功能性、适用性、经济性等方面选择一个合适的平衡点，设计出满足用户不同要求的产品。小型plc产品仍将是市场主流，小型plc是有可能实现国产化的，根据当前中国经济发展的特点，小型plc国产化是大势所趋。立足于，国内plc厂商可以根据用户的特殊需求快速地为用户专门定制个性化产品。而跨国公司的中国用户很难将这种特殊需求迅速反馈到国外的plc生产厂家促成产品的迅速改进。
(5)加大宣传力度，取得国民信任。国产plc的发展离不开用户的支持，国内plc厂商应该利用各种媒体宣传plc产品，开展相关的plc技术研讨会，产品展示会等，加强与用户的沟通，消除用户的偏见，并且根据用户的反馈意见，对产品的性能进行不断地完善。国内plc厂商应注意加强与高校的合作办学，免费提供相关的技术培训，进行国产plc技术普及。
(6)政府应该加大扶持力度，对国产plc的发展给予引导，从政策、资金、技术、税收等方面予以支持，政府要对我国现有的几十家国产plc厂商进行整合，组建中国自动化集团公司，选出几个有代表性的国产plc品牌进行大力发展，充分利用现有资源进行技术开发，积极参与国际化竞争，只有这样，才能摆脱目前国产plc市场尴尬局面。
5 结束语
采取上述策略后，我国一定能够在plc的应用上率先实现突破，融入全球一体化经济之中，形成具有自主知识产权的软件产业，进而研制、开发、生产出具有自主知识产权，能够参与国际竞争的plc产品。国内plc厂商也要正视与国际大公司的差距，虚心向国际大公司学习先进技术和营销理念，努力缩小差距，迎头赶上国际先进水平。我们坚信，通过我们不断努力，国产plc一定会有
一、海为PLC实现配方功能：
在生产过程控制中会经常遇到需要进行配方控制的功能，所谓的配方控制通俗地讲就是根据生产不同型号或批次的产品需要以不同的控制参数来控制。如生产产品A——参数1/2/3分别为XA/YA/ZA；生产产品B——参数1/2/3分别为XB/YB/ZB；生产产品C——参数1/2/3分别为XC/YC/ZC。我们可以将这个产品的生产描述为3个配方，每个配方有3个参数。
一般地配方功能可以通过上位机来实现，但如果在没有配置上位机的情况下则只能通过PLC程序来实现，在这里简单介绍二种实现配方控制管理的方法。方法一：块移动法；方法二：变址指针法。
假如我们需要有5个配方，每个配方有4个参数，先建立5个“初始寄存器值表”，每个表存放一种配方的参数。如下图：
二、实现配方功能——块移动法的程序：
三、实现配方功能——变址指针法的程序：
S7-226的编程口物理层为RS-485结构，SIEMENS提供MicroWin软件，采用的是PPI(Point to Point)协议，可以用来传输、调试PLC程序。在现场应用中，当需要PLC与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者定义自己的自由通讯格式，在PLC中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。采用这种方式，PLC编程调试较为烦琐，占用PLC的软件中断和代码资源，当PLC的通讯口定义为自由通讯口时，PLC的编程软件无法对PLC进行监控，给PLC程序调试带来不便。
SIEMENSS7-200PLC的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为PPI协议，如果上位机遵循PPI协议来读写PLC，就可以省略编写PLC的通讯代码。如何获得PPI协议？可以在PLC的编程软件读写PLC数据时，利用第三个串口侦听PLC的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，归纳解析出PPI协议的数据读写报文。这样，上位机遵循PPI协议，就可以便利的读写PLC内部的数据，实现上位机的人机操作功能。
软件设计
系统中测控任务由SIEMENS S7-226PLC完成，PLC采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或PID控制任务，完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用VB编制，利用MSComm控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为PPI协议。1 W; N" y/ B* L* W2 _* N
PPI协议5
西门子的PPI（Point toPoint）通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：上位机发出读写命令，PLC作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，PLC则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写。6 b, B/ i7 \( j/ J) c% y
其通讯数据报文格式大致有以下几类：
1、读写申请的数据格式如下：
SD LE LER SD DA SA FCDASP SSAP DU FCS ED
SD Start Delimiter)开始定界符(68H)
LE:（Length）报文数据长度
LER:（Repeated Length）重复数据长度" S& n4 z) Q- ]$ X
SD: (Start Delimiter)开始定界符(68H)
SA:（SourceAddress）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8
DA:（DestinationAddress）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8
FC:（FunctionCode）功能码4 }/ X2 T7 w+v
DSAP:（Destination Service Access Point）目的服务存取点- w" l ]3 I+ Z' F4 T)o
SSAP:（Source Service Access Point）源服务存取点
DU:（Data Unit）数据单元
FCS:（Frame Check Sequence）校验码7 w; r( Y) t3 u. L$ b
ED:（EndDelimiter）结束分界符（16H）
报文数据长度和重复数据长度为自DA至DU的数据长度，校验码为DA至DU数据的和校验，只取其中的末字节值。5N* W, v7 u5 e4 I
在读写PLC的变量数据中，读数据的功能码为 6CH，写数据的功能码为 7CH。
2、PLC接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为 E5H
3、确认读写命令的数据格式为：
SD SA DA FC FCS ED * |& G' B! `0 V% \
其中SD为起始符，为10H3
SA为数据源地址
DA为目的地址,c. Q E% u4 k
FC为功能码，取5CH
FCS为SA+DA+FC的和的末字节
ED为结束符，取16H8 v; d( A% `* h9 |# i; ? }(U
PPI协议的软件编制
WINCC与S7PLC通过MPI协议通讯时，在PLC侧不须进行任何编程和组态；在WINCC上要对S7 CPU的站地址和槽号及网卡组态。
1、PC机上MPI网卡的安装和设置
将MPI网卡CP5611插入PC机上并不固定好，启动计算机，在PC机的控制面板中双击“Setting PG/PCinterface”图表，弹出窗口中就会显示已安装的网卡，例如下图所示的是CP5611网卡安装后的界面：
2、在WINCC上添加SIAMTIC S7通讯协议
网卡安装正确后，打开WINCC，选择“Tag Management”击右键选择“Add Newdriver”，再弹出窗口中选择”SIAMTIC S7 protocol suite”连接驱动，将其添加到”TagManagement”向下，如下图：
S7协议组包括在不同网络上应用的S7协议，如MPI网，PROFIBUS网，以及工业以太网等，在这些网络上，应用层是S7协议，这里我们通过MPI网通讯。
3、在WINCC通讯连接参数设置
选择MPI通讯协议并按右键选择“System bbbbbeter”进入如下图系统参数设置界面：
4、在WINCC上建立通讯连接
选择MPI通讯驱动并按右键选择“New driverconnection”建立一个连接，如果连接多个CPU，每连接一个CPU就需要建立一个连接，所能连接的CPU的数量与上位机所用网卡有关，例如CP5611所能支持的大连接数是8个，网卡的连接数可以在手册中查找。这里需要修改每个连接的属性，如选择CPU的站地址和槽号等，具体如下图：
连接S7-300 CPU时槽号都是2，连接S7-400CPU时，槽号应参照STEP7硬件组态中的槽号，所有这些工作完成之后通讯就可直接以建立起来。
5、通讯诊断
如果此时通讯有问题，应检查网卡是否安装正确，通讯电缆和接头是否接触良好，组态参数是否正确等，如果使用CP5511，CP5611或CP5613通讯卡，诊断起来就比较简单，在PC机的控制面板PG/PC接口中，利用这些CP 自身的诊断功能读就能出MPI网络上站地址，具体可参见下图：
如果CP5611的站地址是0，CPU的MPI的站地址是4，其诊断结果是0，4站被读出来，这样就可以判断连接电缆和插头是否接触良好，若网卡及站地址都没有错误，则WINCC的组态参数肯定有问题，须对此做检查。
如果用户通讯使用的是PC adapter而不是上面提到的专用通讯卡，则问题的诊断就比较麻烦