西門子S7-300模塊6ES7317-2AJ10-0AB0
SIMATIC S7- 300通用控制器可以節(jié)省安裝空間并且具有模塊化設計的特點。
大量的模塊可根據(jù)手頭的任務被用于擴展集中系統(tǒng)或創(chuàng)建分散結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，并促進備件成本效益的經(jīng)濟性。憑借其令人印象深刻的創(chuàng)新系列，SIMATIC S7 -300通用控制器成為了一個可以有效節(jié)省用戶額外投資和維護成本的綜合系統(tǒng)。
大量的模塊可根據(jù)手頭的任務被用于擴展集中系統(tǒng)或創(chuàng)建分散結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，并促進備件成本效益的經(jīng)濟性。憑借其令人印象深刻的創(chuàng)新系列，SIMATIC S7 -300通用控制器成為了一個可以有效節(jié)省用戶額外投資和維護成本的綜合系統(tǒng)。
如果自動化任務需要超過 8 個模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝。
在單層結(jié)構(gòu)中，這可以實現(xiàn) 256 個 I/O 的組態(tài)，在多層結(jié)構(gòu)中多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個 I/O 連接（多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規(guī)則。
S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。 與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。
描述
信號模塊是 SIMATIC S7-300 進行過程操作的接口。S7-300 模塊范圍的多面性允許模塊化自定義，以多變的任務。
S7-300 支持多面性技術(shù)任務，并提供詳盡的通訊選項。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 設計中還有各種針對技術(shù)和通訊的特殊模塊。 優(yōu)勢
更換模塊后，只需將連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前端連接器的編碼可避免發(fā)生錯誤。
連接 SIMATIC TOP 更加簡單、快速（不是緊湊 CPU 的板載 I/O）?？墒褂妙A先裝配的帶有單個電纜芯的前端連接器，和帶有前端連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。
模塊中為數(shù)眾多的通道使 S7-300 實現(xiàn)了節(jié)省空間的設計?？墒褂妹總€模塊中有 8 至 64 個通道（數(shù)字量）或 2 至 8 個通道（模擬量）的模塊。
使用 STEP 7 對這些模塊進行組態(tài)和參數(shù)化，并且不需要進行不便的轉(zhuǎn)換設置。數(shù)據(jù)進行集中存儲，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會自動傳輸?shù)叫碌哪K，避免發(fā)生任何設置錯誤。使用新模塊時，無需進行軟件升級。可根據(jù)需要復制組態(tài)信息，例如用于標準機器。返回頁首，大型機:大型機的控制點一般大于2048點
PLC順序控制系統(tǒng)的幾種簡易設計方法
引言
在生產(chǎn)機械的自動控制領(lǐng)域，PLC順序控制系統(tǒng)的應用量大面廣。然而，工藝不同的生產(chǎn)機械要求設計不同的控制系統(tǒng)梯形圖。目前，不少電氣設計人員仍然采用經(jīng)驗設計法來設計PLC順序控制系統(tǒng)，不僅設計效率低，容易出差錯，而且設計階段難以發(fā)現(xiàn)錯誤，需要多次調(diào)試、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法，能快速地一次設計成功PLC順序控制系統(tǒng)。
順序控制系統(tǒng)的特點及設計思路
1．特點順序控制系統(tǒng)是指按照預定的受控執(zhí)行機構(gòu)動作順序及相應的轉(zhuǎn)步條件，一步一步進行的自動控制系統(tǒng)。其受控設備通常是動作順序不變或相對固定的生產(chǎn)機械。這種控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)步主令信號大多數(shù)是行程開關(guān)（包括有觸點或無觸點行程開關(guān)、光電開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾元件開關(guān)等位置檢測開關(guān)），有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉(zhuǎn)換元件作為某些步的轉(zhuǎn)步主令信號。
為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結(jié)構(gòu)。所謂步進式順序控制，是指控制系統(tǒng)的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉(zhuǎn)步主令信號已發(fā)出為條件。對生產(chǎn)機械而言，受控設備任一步的機械動作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴密，即便轉(zhuǎn)步主令信號元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會導致動作順序錯亂。
2．設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯，在步進階梯實現(xiàn)由轉(zhuǎn)步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據(jù)步進階梯設計輸出階梯，在輸出階梯實現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設計法所設計的梯形圖電路結(jié)構(gòu)及相應的指令應適用于大多數(shù)PLC機型，具有通用性。
由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內(nèi)部繼電器）的代號分別為：X、Y、M。設計中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號，用十進制數(shù)表示。用這些方法設計實際的控制系統(tǒng)時，應將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機型對應的代號和編號。
圖1 順序控制流程
下面分別介紹各種設計方法。其中，前3種方法的設計依據(jù)都是圖1所示的順序控制流程。圖中，步1的轉(zhuǎn)步主令信號X0為連接啟動按鈕的輸入繼電器（為簡明起見，后述的轉(zhuǎn)步主令信號均省去“輸入繼電器”幾個字，只提輸入信號），X1為原位開關(guān)信號，X2、X3、X4分別為步2、3、4的轉(zhuǎn)步主令開關(guān)信號。M1～M5分別為各步的受控輔助繼電器。Y1～Y4分別為各步受控的輸出繼電器。
一、逐步得電同步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法
如圖2所示，這種設計方法是根據(jù)“與”、“或”、“非”的基本邏輯關(guān)系，設計成串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)復合的電路結(jié)構(gòu)。
圖2 逐步得電同步失電步進順控梯形圖
1．步進階梯的設計步進階梯的結(jié)構(gòu)
如圖2a所示。步1的M1得電條件是受控機械原位開關(guān)X1處于壓合狀態(tài)（若受控機械有多個執(zhí)行機構(gòu)，則要求每個執(zhí)行機構(gòu)的原位開關(guān)均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動按鈕X0才能得電。M1得電后自鎖，并為步2提供步進條件信號（M1的常開觸點）。步1的執(zhí)行動作完成時觸發(fā)的行程開關(guān)信號X2作為步2的轉(zhuǎn)步條件信號。步2的M2的輸入滿足其步進條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖，并為步3提供步進條件信號。按此規(guī)律即可實現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖。停止步M5的步進條件信號和轉(zhuǎn)步條件信號分別為：后一個工作步M4發(fā)出的步進條件信號（M4的常開觸點）和該步動作完成時所觸發(fā)的轉(zhuǎn)步信號X1。由于M5的得電信號令控制系統(tǒng)失電，所以M5的回路不自鎖，而且要將其常閉觸點串聯(lián)在步1回路的左端。從步2起后續(xù)各個步的回路構(gòu)成分支回路。一旦M5得電便使整個系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示的回路。即把M5常閉觸點分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應該注意的是：無論工作步還是停止步，如果某步的轉(zhuǎn)步主令信號有多個，則應將多個轉(zhuǎn)步主令信號互相串聯(lián)。
圖3 逐步得電同步失電梯形圖
2．輸出階梯的設計輸出階梯
如圖2b所示。其設計方法是：（1）在控制流程圖中，找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電，以此確定其得電信號（步進階梯中使M開始得電的輔助繼電器常開觸點）和失電信號（步進階梯中使M開始失電的輔助繼電器常閉觸點）；（2）將得電信號、失電信號和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)。如果某個輸出繼電器在一個工作循環(huán)中多次得電失電，則將每次得失電的串聯(lián)信號互相并聯(lián)即可。例如，圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電，在其余步失電。在圖2b畫其控制回路時，將圖1所示的一次得電信號M1和一次失電信號M2串聯(lián)，第二次得電信號M4和第二次失電信號串聯(lián)，然后將二者并聯(lián)起來，再與Y1的線圈串聯(lián)便構(gòu)成Y1的控制回路。其余依此類推。
二、逐步得電逐步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法
1．步進階梯設計
按圖1所示的控制流程，采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設計法設計的步進階梯如圖4a所示，其電路結(jié)構(gòu)與圖3的不同點之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點控制；之二是步1回路必須串聯(lián)步2至后工作步4的輔助繼電器常閉觸點。以防電路工作時，因誤操作再次起動而導致控制順序錯亂。其余的電路結(jié)與圖3相同。
2．輸出階梯設計輸出階梯如圖4b所示，輸出繼電器的控制回路根據(jù)控制流程直觀確定。例如，輸出繼電器Y1要求在步1、3得電，則將步1、3的輔助繼電器M1、M3的常開觸點并聯(lián)，再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構(gòu)成方法與此相同。
圖4 逐步得電逐步失電型順控系統(tǒng)梯形圖
6ES7 317-2EJ10-0AB0 CPU317-2PN/DP,512K內(nèi)存
6ES7 317-6FF00-0AB0 CPU317F-2DP,512K內(nèi)存
6ES7 317-6TJ10-0AB0 CPU317T-2DP技術(shù)型,512K內(nèi)存
脈沖電路的另一個特點是一定有電容器（用電感較少）作關(guān)鍵元件，脈沖的產(chǎn)生、波形的變換都離不開電容器的充放電。
產(chǎn)生脈沖的多諧振蕩器
脈沖有各種各樣的用途，有對電路起開關(guān)作用的控制脈沖，有起統(tǒng)帥全局作用的時鐘脈沖，有做計數(shù)用的計數(shù)脈沖，有起觸發(fā)啟動作用的觸發(fā)脈沖等等。不管是什么 脈沖，都是由脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生的，而且大多是短形脈沖或以矩形脈沖為原型變換成的。因為矩形脈沖含有豐富的諧波，所以脈沖信號發(fā)生器也叫自激多諧振蕩器 或簡稱多諧振蕩器。如果用門來作比喻，多諧振蕩器輸出端時開時閉的狀態(tài)可以把多諧振蕩器比作賓館的自動旋轉(zhuǎn)門，它不需要人去推動，總是不停地開門和關(guān)門。
（ 1 ）集基耦合多諧振蕩器
圖 2 是一個典型的分立元件集基耦合多諧振蕩器。它由兩個晶體管反相器經(jīng) RC 電路交叉耦合接成正反饋電路組成。兩個電容器交替充放電使兩管交替導通和截止，使電路不停地從一個狀態(tài)自動翻轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài)，形成自激振蕩。從 A 點或B 點可得到輸出脈沖。當 R b1 =R b2 =R ， C b1 =C b2 =C 時，輸出是幅度接近 E 的方波，脈沖周期 T=1.4RC 。如果兩邊不對稱，則輸出是矩形脈沖
（ 3 ） RC 環(huán)形振蕩器
圖 4 是常用的 RC 環(huán)形振蕩器。它用奇數(shù)個門、首尾相連組成閉環(huán)形，環(huán)路中有 RC 延時電路。圖中 RS 是保護電阻，R 和 C 是延時電路元件，它們的數(shù)值決定脈沖周期。輸出脈沖周期 T=2.2RC 。如果把 R 換成電位器，就成為脈沖頻率可調(diào)的多諧振蕩器。因為這種電路簡單可靠，使用方便，頻率范圍寬，可以從幾赫變化到幾兆赫，所以被廣泛應用。
脈沖變換和整形電路
脈沖在工作中有時需要變換波形或幅度，如把矩形脈沖變成三角波或尖脈沖等，具有這種功能的電路就叫變換電路。脈沖在傳送中會造成失真，因此常常要對波形不好的脈沖進行修整，使它整舊如新，具有這種功能的電路就叫整形電路。
（ 1 ）微分電路
微分電路是脈沖電路中常用的波形變換電路，它和放大電路中的 RC 耦合電路很相似，見圖 5 。當電路時間常數(shù)τ=RC<<t k 時，輸入矩形脈沖，由于電容器充放電極快，輸出可得到一對尖脈沖。輸入脈沖前沿則輸出正向尖脈沖，輸入脈沖后沿則輸出負向尖脈沖。這種尖脈沖常被用作觸發(fā) 脈沖或計數(shù)脈沖。
（ 2 ）積分電路
把圖 5 中的 R 和 C 互換，并使 τ=RC>>t k ，電路就成為積分電路，見圖 6 。當輸入矩形脈沖時，由于電容器充放電很慢，輸出得到的是一串幅度較低的近似三角形的脈沖波。
（ 3 ）限幅器
能限制脈沖幅值的電路稱為限幅器或削波器。圖 7 是用二極管和電阻組成的上限幅電路。它能把輸入的正向脈沖削掉。如果把二極管反接，就成為削掉負脈沖的下限幅電路。
用二極帶或三極管等非線性器件可組成各種限幅器，或是變換波形（如把輸入脈沖變成方波、梯形波、尖脈沖等），或是對脈沖整形（如把輸入高低不平的脈沖系列削平成為整齊的脈沖系列等）。
（ 4 ）箝位器
能把脈沖電壓維持在某個數(shù)值上而使波形保持不變的電路稱為箝位器。它也是整形電路的一種。例如電視信號在傳輸過程中會造成失真，為了使脈沖波形恢復原樣，接收機里就要用箝位電路把波形頂部箝制在某個固定電平上
SIMATIC HMI 人機界面
SIMATIC 人機界面產(chǎn)品真正滿足不同用戶的個性化需求，使您*監(jiān)控生產(chǎn)進程，保證您的機器和工廠時刻處于優(yōu)化的高效運行狀態(tài)。
技術(shù)趨勢
隨著生產(chǎn)過程的日益復雜，生產(chǎn)機器和系統(tǒng)需要完成的控制任務更加多樣。簡化這種日益增長的復雜性是我們開發(fā)每件HMI 新產(chǎn)品的主要目標。開放的，標準化的硬件和軟件接口使我們的產(chǎn)品遍及世界各個角落。
工業(yè)總線系統(tǒng)
SIMATIC NET 培養(yǎng)集成完整解決方案所需的所有部件，并支持下列總線系統(tǒng)：
工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區(qū)域網(wǎng)絡連接的標準是占有 90% 以上市場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡標準。通過工業(yè)以太網(wǎng)，可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強大的通訊網(wǎng)絡。
標準 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng)，可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊，也可將企業(yè)級集成進來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標準，PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實現(xiàn)同步運動控制應用、高效跨廠商工程組態(tài)和機器與設備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊，可實現(xiàn)故障安全應用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線系統(tǒng)標準。?μ????￡它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應用和過程應用中進行通訊的現(xiàn)場總線。
AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的標準連接技術(shù)，可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。
IO 鏈路 –
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準。
標準 KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是實現(xiàn)樓宇自動化的基礎(chǔ)。
網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)。可以從工廠的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內(nèi)部繼電器）的代號分別為：X、Y、M。設計中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號，用十進制數(shù)表示。用這些方法設計實際的控制系統(tǒng)時，應將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機型對應的代號和編號。
圖1 順序控制流程
下面分別介紹各種設計方法。其中，前3種方法的設計依據(jù)都是圖1所示的順序控制流程。圖中，步1的轉(zhuǎn)步主令信號X0為連接啟動按鈕的輸入繼電器（為簡明起見，后述的轉(zhuǎn)步主令信號均省去“輸入繼電器”幾個字，只提輸入信號），X1為原位開關(guān)信號，X2、X3、X4分別為步2、3、4的轉(zhuǎn)步主令開關(guān)信號。M1～M5分別為各步的受控輔助繼電器。Y1～Y4分別為各步受控的輸出繼電器。
一、逐步得電同步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法
如圖2所示，這種設計方法是根據(jù)“與”、“或”、“非”的基本邏輯關(guān)系，設計成串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)復合的電路結(jié)構(gòu)。
圖2 逐步得電同步失電步進順控梯形圖
1．步進階梯的設計步進階梯的結(jié)構(gòu)
如圖2a所示。步1的M1得電條件是受控機械原位開關(guān)X1處于壓合狀態(tài)（若受控機械有多個執(zhí)行機構(gòu)，則要求每個執(zhí)行機構(gòu)的原位開關(guān)均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動按鈕X0才能得電。M1得電后自鎖，并為步2提供步進條件信號（M1的常開觸點）。步1的執(zhí)行動作完成時觸發(fā)的行程開關(guān)信號X2作為步2的轉(zhuǎn)步條件信號。步2的M2的輸入滿足其步進條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖，并為步3提供步進條件信號。按此規(guī)律即可實現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖。停止步M5的步進條件信號和轉(zhuǎn)步條件信號分別為：后一個工作步M4發(fā)出的步進條件信號（M4的常開觸點）和該步動作完成時所觸發(fā)的轉(zhuǎn)步信號X1。由于M5的得電信號令控制系統(tǒng)失電，所以M5的回路不自鎖，而且要將其常閉觸點串聯(lián)在步1回路的左端。從步2起后續(xù)各個步的回路構(gòu)成分支回路。一旦M5得電便使整個系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示的回路。即把M5常閉觸點分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應該注意的是：無論工作步還是停止步，如果某步的轉(zhuǎn)步主令信號有多個，則應將多個轉(zhuǎn)步主令信號互相串聯(lián)。
圖3 逐步得電同步失電梯形圖
2．輸出階梯的設計輸出階梯
如圖2b所示。其設計方法是：（1）在控制流程圖中，找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電，以此確定其得電信號（步進階梯中使M開始得電的輔助繼電器常開觸點）和失電信號（步進階梯中使M開始失電的輔助繼電器常閉觸點）；（2）將得電信號、失電信號和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)。如果某個輸出繼電器在一個工作循環(huán)中多次得電失電，則將每次得失電的串聯(lián)信號互相并聯(lián)即可。例如，圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電，在其余步失電。在圖2b畫其控制回路時，將圖1所示的一次得電信號M1和一次失電信號M2串聯(lián)，第二次得電信號M4和第二次失電信號串聯(lián)，然后將二者并聯(lián)起來，再與Y1的線圈串聯(lián)便構(gòu)成Y1的控制回路。其余依此類推。
二、逐步得電逐步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法
1．步進階梯設計
按圖1所示的控制流程，采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設計法設計的步進階梯如圖4a所示，其電路結(jié)構(gòu)與圖3的不同點之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點控制；之二是步1回路必須串聯(lián)步2至后工作步4的輔助繼電器常閉觸點。以防電路工作時，因誤操作再次起動而導致控制順序錯亂。其余的電路結(jié)與圖3相同。
2．輸出階梯設計輸出階梯如圖4b所示，輸出繼電器的控制回路根據(jù)控制流程直觀確定。例如，輸出繼電器Y1要求在步1、3得電，則將步1、3的輔助繼電器M1、M3的常開觸點并聯(lián)，再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構(gòu)成方法與此相同。
