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对于使用标准版软件的用户来说,S7-PLCSIM是STEP7的选件,用户需要得到相应的使用授权。
S7-PLCSIM的安装过程非常简单,只需要按照安装向导的提示逐一进行即可。
软件安装完成后,S7-PLCSIM将自动嵌入STEP7编程中,同时,在SIMATIC管理器(SIMATICManager)的窗口工具栏显示上,“仿真打开/关闭(Simulate ON/OFF)”按钮(图14-3.1中鼠标所指的按钮)也将成为有效状态。
可以通过图14-3.1中的SIMATIC管理器主菜单“Options”一“Simulate Modes”操作,或直接点击“仿真打开/关闭( Simulate ON/OFF)”按钮,打开S7-PLCSIM软件。
西门子plc是一种专业应用于企业的计算机,全名为可编程控制器。 在西门子PLC投入运行时,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,西门子PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
中央处理器是西门子PLC正常工作的神经中枢,当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
其次是存储器。存储器是存放系统软件的称之为系统程序存储器;存放应用程序的存储器则被我们成为是用户成粗存储器。
其三是电源。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。
FX2N系列PLC硬件组成与其他类型PLC基本相同,主体由三部分组成,主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC的基本结构如图1-1所示。系统电源有些在CPU模块内,也有单独作为一个单元的,编程器一般看作PLC的外设。PLC内部采用总线结构,进行数据和指令的传输。
外部的开关信号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量,它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器,收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据;经PLC内部运算与处理后,按被控对象实际动作要求产生输出;输出送到输出端子作为输出变量,驱动执行机构。PLC的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。
(1)中央处理器CPU
CPU的主要作用是解释并执行用户及系统程序,通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其它功能,控制整个系统协调一致地工作。常用的CPU主要有通用微处理器、单片机和双型位片机。
(2)存储器模块
随机存取存储器RAM用于存储PLC内部的输入、输出信息,并存储内部继电器(软继电器)、移位寄存器、数据寄存器、定时器/计数器以及累加器等的工作状态,还可存储用户正在调试和修改的程序以及各种暂存的数据、中间变量等。
只读存储器ROM用于存储系统程序。可擦除可编程序的只读存储器EPROM主要用来存放PLC的操作系统和监控程序,如果用户程序已完全调试好,也可将程序固化在EPROM中。
(3)输入输出模块
可编程序控制器是一种工业控制计算机系统,它的控制对象是工业生产过程,与DCS相似,它与工业生产过程的联系也是通过输入输出接口模块(I/O)实现的。I/O模块是可编程序控制器与生产过程相联系的桥梁。
PLC连接的过程变量按信号类型划分可分为开关量(即数字量)、模拟量和脉冲量等,相应输入输出模块可分为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。
(4)编程器
编程器是PLC的重要外部设备。编程器将用户所希望的功能通过编程语言送到PLC的用户程序存储器中。编程器不仅能对程序进行写入、读出、修改,还能对PLC的工作状态进行监控,同时也是用户与PLC之间进行人机对话的界面。随着PLC的功能不断增强,编程语言多样化,编程已经可以在计算机上完成。具体介绍将在项目二、三中详细说明。
在输出电路中往往需要注意对驱动电路和负载器件的保护:
1)对于继电器这类电感性负载,必须安装火花抑制器。
2)对于容性负载,应在信号输出负载线路中串联限流电阻。电阻阻值应确保负载承受的瞬时电流和电压被限制在额定值内。
3)在用晶体管输出直接驱动指示灯时,冲击电流可能损坏晶体管。为此应设置保护电阻以防晶体管被击穿。
4)当被驱动负载是电磁开关、电磁离合器、电磁阀线圈等交流负载,或虽是直流负载,但工作电压或工作电流过输出信号的工作范围时,应先用输出信号驱动小型中间继电器(一般工作电压+24V),然后用它们的触点接通强电线路的功率继电器或直接去激励这些负载(见图1)。当然,如果所用PLC装置本身具有交流输入、输出信号接口,或有用于直流大负载驱动的专用接口时,输出信号就不必经中间继电器过渡,即可以直接驱动负载器件。
| 6ES72111BE400XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
| 6ES72111AE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI |
| 6ES72111HE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
| 6ES72121BE400XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
| 6ES72121AE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI |
| 6ES72121HE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
| 6ES72141BG400XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
| 6ES72141AG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI |
| 6ES72141HG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
| 6ES72151BG400XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
| 6ES72151AG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
| 6ES72151HG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
| 6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
结合PLC的组成和结构分析PLC的工作原理容易理解。PLC是采用周期循环扫描的工作方式,CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描,并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为:
(1)读输入阶段。 每次扫描周期的开始,先读取输入点的当前值,然后写到输入映像寄存器区域。在之后的用户程序执行的过程中,CPU访问输入映像寄存器区域,而并非读取输入端口的状态,输入信号的变化并不会影响到输入映像寄存器的状态,通常要求输入信号有足够的脉冲宽度,才能被响应。
(2)执行程序阶段。 用户程序执行阶段,PLC按照梯形图的顺序,自左而右,自上而下的逐行扫描,在这一阶段CPU从用户程序的条指令开始执行直到后一条指令结束,程序运行放入输出映像寄存器区域。在此阶段,允许对数字量I/O指令和不设置数字滤波的模拟量I/O指令进行处理,在扫描周期的各个部分,均可对中断事件进行响应。
(3)处理通信请求阶段。 是扫描周期的信息处理阶段,CPU处理从通信端口接收到的信息。
(4)执行CPU自诊断测试阶段。在此阶段CPU检查其硬件,用户程序存储器和所有I/O模块的状态。
(5)写输出阶段。每个扫描周期的结尾,CPU把存在输出映像寄存器中的数据输出给数字量输出端点(写入输出锁存器中),新输出状态。然后PLC进入下一个循环周期,重新执行输入采样阶段,周而复始。
如果程序中使用了中断,中断事件出现,立即执行中断程序,中断程序可以在扫描周期的任意点被执行。
如果程序中使用了立即I/O指令,可以直接存取I/O点。用立即I/O指令读输入点值时,相应的输入映像寄存器的值未被修改,用立即I/O指令写输出点值时,相应的输出映像寄存器的值被修改。