西門子CPU控制單元6ES7216-2BD23-0XB8

西門子plc有哪幾種模塊組成？
CPU模塊，輸入模塊，輸出模塊，電源模塊，溫度檢測(cè)模塊，位置檢測(cè)模塊，PID控制模塊，通訊模塊等
西門子plc:
1.簡介：
西門子PLC，是德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器，產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等，具備體積小、速度快、化的特點(diǎn)，PLC可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。PLC采用梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言，其不需要大量的活動(dòng)元件和連線電子元件，編程簡單，有較高的易操作性，能自動(dòng)診斷，容易。
2.詳細(xì)介紹：
1．SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。
2．SIMATICS7-300PLCS7-300是模塊化小型PLC，能中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)
的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的。與S7-200PLC比較，S7-300PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶用戶接口的工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大。
3. SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷連續(xù)監(jiān)控的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的和修改；S7-300PLC設(shè)有操作選擇開關(guān)，操作選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以，當(dāng)鑰匙時(shí)，就不能改變操作，這樣就可防止或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300PLC可通過編程Step7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。
4. S7-300PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面及其他SIMATICS7/M7/C7等自動(dòng)化控制。
5．SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。S7-400PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的。當(dāng)控制規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)匾恍┠０?，便能使升?jí)和充分需要。

西門子CPU控制單元6ES7216-2BD23-0XB8

西門子S7-200 PLC的安裝、安裝和安裝注意事項(xiàng)
1）安裝
S7-200的安裝有兩種：底板安裝和DIN導(dǎo)軌安裝。底板安裝是利用PLC機(jī)體外殼四個(gè)角上的安裝孔，用螺釘將其固定在底版上。DIN導(dǎo)軌安裝是利用模塊上的DIN夾子，把模塊固定在一個(gè)的DIN導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌安裝既可以水平安裝，也可以垂直安裝。
（2）安裝
PLC適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，為了保證其工作的可靠性，PLC的使用壽命，安裝時(shí)要注意周圍條件：溫度在0～55℃范圍內(nèi)；相對(duì)濕度在35%～85%范圍內(nèi)（無結(jié)霜），周圍無易燃或腐蝕性氣體、過量的灰塵和金屬顆粒；避免的震動(dòng)和沖擊；避免太陽光的直射和水的濺射。
（3）安裝注意事項(xiàng)
除了因素，安裝時(shí)還應(yīng)注意：PLC的所有單元都應(yīng)在斷電時(shí)安裝、拆卸；切勿將導(dǎo)線頭、金屬屑等雜物落入機(jī)；模塊周圍應(yīng)留出一定的空間，以便于機(jī)體周圍的通風(fēng)和散熱。此外，為了防止高電子噪聲對(duì)模塊的，應(yīng)盡可能將S7-200模塊與產(chǎn)生高電子噪聲的設(shè)備（如變頻器）分隔開。

S7-200的工作和CPU的工作
1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個(gè)掃描周期。S7-200的工作如圖4所示。在一個(gè)掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個(gè)部分的操作：
（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。
（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入控制相應(yīng)邏輯，當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。
（Ⅲ）處理通訊請(qǐng)求：S7-200執(zhí)行通訊處理。
（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲(chǔ)
器和擴(kuò)展模塊是否工作正常
（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時(shí)，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，后到物理輸出點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。
（2）、S7-200 CPU的工作
   S7-200有兩種操作：停止和運(yùn)行。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作。
   在停止下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運(yùn)行下，S7-200將運(yùn)行程序。
   S7-200提供一個(gè)開關(guān)來改變操作。您可以用開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動(dòng)選擇操作：當(dāng)開關(guān)撥在停止，停止程序執(zhí)行；當(dāng)開關(guān)撥在運(yùn)行，啟動(dòng)程序的執(zhí)行；也可以將開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)），允許通過編程來切換CPU的工作，即停止或運(yùn)行。
    如果開關(guān)打在STOP或者TERM，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，CPU會(huì)自動(dòng)進(jìn)入STOP。如果開關(guān)打在RUN，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，CPU會(huì)進(jìn)入RUN。

西門子可編程控制器應(yīng)用設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟
（ 1 ）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求
a ．被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)。
b ．控制要求主要指控制的基本、應(yīng)完成的、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。
（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備
根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制的功能要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、器、指示燈、電磁閥等。
（ 3 ）選擇的 PLC 類型
根據(jù)已確定的用戶 /O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)，選擇的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。
（ 4 ）分配 I/O 點(diǎn)
分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。
（ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用梯形圖程序
根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐。
（ 6 ）將程序輸入 PLC
當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。
（ 7 ）進(jìn)行
程序輸入 PLC 后，應(yīng)*行工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。
（ 8 ）應(yīng)用整體調(diào)試
在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調(diào)試，然后再連接起來總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。
（ 9 ）編制技術(shù)文件
技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。

西門子PLC的組成
程序由PLC制造廠商設(shè)計(jì)編寫的，并存入PLC的存儲(chǔ)器中，用戶不能直接讀寫與更改。程序一般包括診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。
 PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語言，根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中，重要的是用PLC的編程語言來編寫用戶程序，以實(shí)現(xiàn)控制目的。由于PLC是專門為工業(yè)控制而的裝置，其主要使用者是廣大電氣技術(shù)人員，為了他們的習(xí)慣和能力，PLC的主要編程語言采用比計(jì)算機(jī)語言相對(duì)簡單、易懂、形象的語言。
 PLC編程語言是多種多樣的，對(duì)于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達(dá)也不相同，但基本上可歸納兩種類型：一是采用字符表達(dá)的編程語言，如語句表等；二是采用圖形符號(hào)表達(dá)編程語言，如梯形圖等。
    以下簡要介紹幾種常見的PLC編程語言。
   1.梯形圖語言
  梯形圖語言是在電器控制中常用的器、繼電器等圖形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來的。它與電器控制線路圖相似，繼承了電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。因此，這種編程語言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用廣泛的PLC的編程語言，是PLC的編程語言。

西門子PLC的選型：
在PLC設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、的，按照易于與工業(yè)控制形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的，PLC的硬件、配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制。

    一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算
    I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再10%～20%的可擴(kuò)展
    余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。
    二、存儲(chǔ)器容量的估算
    存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。
    存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
    三、控制功能的選擇
    該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
    (一)運(yùn)算功
    簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
    (二)控制功能
    控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
    (三)通信功能
    大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
    PLC的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合，通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求
    PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式C網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
    為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。

    (四)編程功能
    離線編程：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程可成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種成本較高，但調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。
    五種化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以特殊控制的控制要求。
    (五)診斷功能
    PLC的診斷功能包括硬件和的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷