西門子6ES7317-2AJ10-0AB0

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 1 所示。

PLC的性能倚賴于的硬件，PLC的應(yīng)用程序是依靠的硬件芯片來實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于PLC的功能的改進(jìn)，如增加運(yùn)動(dòng)控制、過程控制或通訊功能，都需要使用不同的硬件。即使對(duì)于同一PLC廠家，這種的硬件很難移植到不同性能的PLC中。而且傳統(tǒng)的PLC廠家的硬件結(jié)構(gòu)體系都是專有的設(shè)計(jì)，甚至于處理器芯片都是的，這樣就導(dǎo)致了隨著PLC功能需求的不斷提高，PLC的硬件體系變得越來越復(fù)雜。而且，由于硬件的非通用性會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的功能前景和開放性受到很大的限制。另外，PLC 的操作系統(tǒng)通常都是各PLC廠家的操作系統(tǒng)，與目前流行的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)不兼容。由于是的操作系統(tǒng)，其實(shí)時(shí)可靠性與功能都無法與通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相比，這就導(dǎo)致了PLC的整體性能的性和封閉性。

PAC的輕便控制引擎是非常杰出的。PAC設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的、軟件形式的控制引擎用于應(yīng)用程序的執(zhí)行，控制引擎在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間，這個(gè)控制引擎與硬件平臺(tái)無關(guān)，可以在不同平臺(tái)的PAC系統(tǒng)間移植。因此對(duì)于用戶來說，同樣的應(yīng)用程序不需根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和投資預(yù)算選擇不同性能的PAC平臺(tái)。這樣，根據(jù)用戶需要的迅速擴(kuò)展和變化，用戶的系統(tǒng)和程序無需變化，即可無縫移植。PAC的操作系統(tǒng)采用通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如GE Fanuc的PACSystems系列產(chǎn)品即采用通用的、成熟的WindRiver公司的VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其可靠性已經(jīng)得到大量的應(yīng)用的證實(shí)。PAC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)的，通用的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣其處理器可以使的高性能CPU，如GE Fanuc的PACSystems 系列產(chǎn)品的CPU 即采用了Pentium300/700MHz 處理器，而且即將推出PentiumM 處理器的CPU。

例如，研華公司全新一代的PAC控制器APAX-5000 系列，集合了控制、信息處理、網(wǎng)絡(luò)通訊、影像及語音功風(fēng)力控制、鋼鐵、IC檢測(cè)機(jī)臺(tái)控制及食品飲料業(yè)。

• CPU 具有中等規(guī)模的程序存儲(chǔ)器和程序框架
• 對(duì)二進(jìn)制和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算具有較高的處理能力
• 在具有集中式和分布式I/O的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
• 在PROFINET上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化
• PROFINET 代理，用于基于部件的自動(dòng)化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能設(shè)備
• PROFINET I/O 控制器，用于在PROFINET上運(yùn)行分布式I/O
• 用于 2 端交換機(jī)的 PROFINET 接口
• 組合 MPI/PROFIBUS DP-主/從接口
• 在PROFIBUS上實(shí)現(xiàn)等時(shí)模式

CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)

應(yīng)用

CPU 315-2 PN/DP 具有中等規(guī)模程序量.除了分布式I/O結(jié)構(gòu)，它還可用于分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。可在SIMATIC S7-300中用作PROFINET IO控制器以及標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS DP主站。CPU 315-2 PN/DP還可用作分布式智能從站(DP從站)。

CPU 315-2 PN/DP為采用軟件來實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的工藝任務(wù)提供了一個(gè)理想的平臺(tái)，例如：

• Easy Motion Control 運(yùn)動(dòng)控制
• 使用 STEP 7 塊或運(yùn)行軟件“標(biāo)準(zhǔn)/模塊化PID控制” 來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制任務(wù)的解決方案

使用 SIMATIC S7-PDIAG 進(jìn)行擴(kuò)展過程診斷。

無需其他組件，通過CPU的集成組合就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化解決方案。

設(shè)計(jì)

CPU 315-2 PN/DP 裝配有：

• 微處理器;
  處理器處理每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約為 50 ns，每條浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)行指令約為 450ns。
• 384 KB 主存儲(chǔ)器（相當(dāng)于大約 128 K 條指令）；
  與程序組件執(zhí)行相關(guān)的大容量工作存儲(chǔ)器為用戶程序提供了充分的空間。作為程序裝載存儲(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（最大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活的擴(kuò)展；
  多達(dá) 32 個(gè)模塊，（４ 層結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口；
  *個(gè)集成的 MPI/DP 接口最多能同時(shí)建立 16 個(gè)與 S7-300/400的連接或與編程器、PC 和 OP 的連接。 在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個(gè)連接。
  MPI 可以通過“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”與最多32個(gè)CPU組建簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。
  該接口可從MPI接口重新設(shè)置為DP接口。
  PROFIBUS DP 接口:
  DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運(yùn)行。在該接口上，PROFIBUS DP從站可在等時(shí)模式下運(yùn)行．全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
• 以太網(wǎng)接口；
  CPU 315-2 PN/DP 的第 2 個(gè)內(nèi)置接口是一個(gè)基于以太網(wǎng) TCP/IP 的 PROFINET 接口，帶有雙端交換機(jī)。
  它支持下列協(xié)議：
  • S7通訊用于在SIMATIC控制器間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊;
  • 通過 STEP 7 進(jìn)行編程、啟動(dòng)和診斷的 PG/OP 通訊;
  • 與HMI和SCADA連接的PG/OP通訊;
  • 在PROFINET上實(shí)現(xiàn)開放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通訊；
  • SIMATIC NET OPC-Server用于與其它控制器以及CPU自帶的I/O設(shè)備進(jìn)行通訊

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功能

• 口令保護(hù);
  用戶程序使用密碼保護(hù)，可防止非法訪問。
• 診斷緩沖;
  最后500個(gè)故障和中斷事件保存在該緩沖區(qū)中，供診斷使用。
• 免維護(hù)的數(shù)據(jù)后備;
  在電源恢復(fù)后，CPU 自動(dòng)保存所有數(shù)據(jù)（最大128KB），當(dāng)重新上電后，可繼續(xù)保留這些數(shù)據(jù)。

可參數(shù)化的特性

可以使用 STEP 7 對(duì) S7 的組態(tài)、屬性以及CPU的響應(yīng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

• MPI多點(diǎn)接口;
  定義站地址
• 啟動(dòng)；
  定義 CPU 的啟動(dòng)特性
• 同步循環(huán)中斷；
  設(shè)置 DP 主站系統(tǒng)、過程映像分區(qū)編號(hào)和延時(shí)時(shí)間
• 循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器；
  最大循環(huán)時(shí)間和負(fù)載。設(shè)置時(shí)鐘存儲(chǔ)器地址
• 保持性；
  設(shè)置保持區(qū)
• 時(shí)鐘中斷;
  設(shè)定起始日期、起始時(shí)間和間隔周期
• 看門狗中斷；
  周期設(shè)定
• 系統(tǒng)診斷；
  定義診斷報(bào)警的處理和范圍
• 時(shí)鐘；
  設(shè)定AS內(nèi)或MPI上的同步類型
• 防護(hù)等級(jí)；
  定義程序和數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限
• 通訊；
  保留連接源
• Web；
  CPU 的 Web 服務(wù)器設(shè)置
• PROFIBUS DP 主站/從站接口;
  為分布式 I/O 分配用戶地址。
• PROFINET 接口；
  使用 NTP 處理時(shí)間同步參數(shù)

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示；
  發(fā)光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時(shí)器、I/O、總線故障以及運(yùn)行狀態(tài)，如RUN、STOP、Startup。
• 測(cè)試功能；
  可使用編程器顯示程序執(zhí)行過程中的信號(hào)狀態(tài)，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內(nèi)容。
• 信息功能；
  通過編程器以文本形式為用戶提供存儲(chǔ)能力信息、CPU的運(yùn)行模式，以及工作存儲(chǔ)器和裝載存儲(chǔ)器當(dāng)前的使用情況、當(dāng)前的循環(huán)時(shí)間和診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容。

集成的通訊功能

• 編程器/OP 通訊
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊
• S7 基本通訊
• S7 通訊
• S5可兼容通訊
• 路由
• 數(shù)據(jù)記錄路由
• PROFIBUS DP 主站/從站
• 通過 TCP/IP、ISO-on-TCP 和 UDP 進(jìn)行開放式通訊
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET CBA（基于組件的自動(dòng)化）
• Web 服務(wù)器

系統(tǒng)功能

CPU 具有廣泛的系統(tǒng)功能特性，諸如：診斷、參數(shù)賦值、報(bào)警、定時(shí)和測(cè)量等。

1 ．系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（ 1 ）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；

（ 2 ）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

（ 3 ）選定 PLC 的型號(hào)；

（ 4 ）編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖；

（ 5 ）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

（ 6 ）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系；

（ 7 ）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件；

（ 8 ）編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書；

根據(jù)具體任務(wù)，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。

2 ． 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 1 所示。

    所以，F(xiàn)B和FC結(jié)合起來用是的。

    建議大家試試FB，當(dāng)你理解了FB后，你會(huì)感到驚喜的

    Zane：關(guān)于FB，F(xiàn)C的使用，我也是在具體的應(yīng)用中一步一步地體會(huì)過來的，不過這僅是我個(gè)人

    的看法與體會(huì)，并沒有說一定要這樣用，各位可以做不同的嘗試。但有一點(diǎn)是肯定的，就是在

    動(dòng)手寫程序之前，事先對(duì)整個(gè)項(xiàng)目要有一個(gè)很好的規(guī)劃。

    看老外的程序通常都是在FC里直接編程，而國(guó)內(nèi)的多是在FB里編程然后再在FC里調(diào)用。這兩種

    方法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢？

    用FC能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，就沒必要用FB。

    FCFB本質(zhì)上一樣

    調(diào)用FB相當(dāng)于在FC里opndi，并使用ar2來索引變量

    FB的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)塊里的變量可按名字使用，僅僅是顯示而已，執(zhí)行效率和fc一樣

    補(bǔ)充：

    實(shí)際上FC更加靈活,在fc里可以多次調(diào)用opndi訪問多個(gè)背景塊，ar2也可以做多種用途

    而fb里的ar2原則上是不能使用了，調(diào)用fb還要數(shù)據(jù)塊，麻煩

    補(bǔ)充2：

    FB實(shí)際上是編程環(huán)境玩的一個(gè)魔法而已

    PLC的程序指令上實(shí)際是沒有FB和FC的區(qū)別的

    調(diào)用FB或者FC終都是轉(zhuǎn)化為UC或CC的調(diào)用指令

    要觀察編程環(huán)境的這個(gè)魔法，只需寫一個(gè)帶參子程序（FB或FC）,并在另一個(gè)塊里調(diào)用，全部

    下載后，再更改子程序的參數(shù)接口，下載該子程序

    （此時(shí)調(diào)用塊的調(diào)用指令已無效），然后上載調(diào)用塊

    1，一般用FB編寫一些常用的控制程序，例如閥泵的控制等等，在接口得stat變量里面可以定義一些閥門得開度預(yù)設(shè)值（不通過輸入，直接在HMI上面可以控制的），并且可以把現(xiàn)場(chǎng)的故障信號(hào)寫入stat變量中，直接送到HMI上面。

    2，而FC一般就是調(diào)用這些FB，給一些輸入輸出即可。

    3，F(xiàn)C的所有輸入輸出必須賦值，而FB只要給出背景數(shù)據(jù)塊即可。

    4，當(dāng)然如果說我不需要什么過程的數(shù)值，那就FC好了，簡(jiǎn)單。

    如果大家對(duì)計(jì)算機(jī)編程有點(diǎn)了解的話，我覺得可以這樣理解：

    1、FC象程序里的“函數(shù)”，直接調(diào)用，針對(duì)過程編程；

    2、FB則象是“類”，具有接口、屬性以及方法，用于對(duì)“控制對(duì)象”編程，而FB的DB就象是一個(gè)具體的“控制對(duì)象”的實(shí)例。

西門子S7-200PLC具有脈沖輸出功能，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是很重要的精確定位裝置，而控制伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)需要使用脈沖輸出。S7-200系列PLC可以輸出20--100KHz的脈沖。使用PTO和PWM指令可以輸出普通脈沖和脈寬調(diào)制輸出。通過smb66-75，smb166-175來控制Q0.0的輸出，通過smb76-85，smb176-185來控制Q0.1的脈沖輸出。