西門子6ES7153-4BA00-0XB0

存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，它的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統(tǒng)程序是控制PLC實(shí)現(xiàn)各種功能的程序，由PLC生產(chǎn)廠家編寫，并固化到只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，用戶不能訪問。 [6] 
輸入單元
輸入單元是PLC與被控設(shè)備相連的輸入接口，是信號(hào)進(jìn)入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測元件傳來的信號(hào)。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。 [6] 
輸出單元
輸出單元也是PLC與被控設(shè)備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號(hào)傳送給被控設(shè)備，即將*處理器送出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備的執(zhí)行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門輸出。 [6] 
PLC除上述幾部分外，根據(jù)機(jī)型的不同還有多種外部設(shè)備，其作用是幫助編程、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通信。常用的外部設(shè)備有編程器、打印機(jī)、盒式磁帶錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等。 [6] 
工作原理編輯
當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 [5] 
輸入采樣
在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 [5] 
可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器(2張)
用戶程序執(zhí)行
在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 [5] 
即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 [5] 
在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過程映像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程映像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 [5] 
輸出刷新
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 [5] 
小結(jié)
根據(jù)上述過程的描述，可以對(duì)PLC工作過程的特點(diǎn)小結(jié)如下： 
①PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。 
②PLC的工作過程是循環(huán)掃描的過程，循環(huán)掃描時(shí)間的長短取決于指令執(zhí)行速度、用戶程序的長度等因素。 [5] 
③輸出對(duì)輸入的影響有滯后現(xiàn)象。PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，當(dāng)采樣階段結(jié)束后，輸入狀態(tài)的變化將要等到下一個(gè)采樣周期才能被接收，因此這個(gè)滯后時(shí)間的長短又主要取決于循環(huán)周期的長短。此外，影響滯后時(shí)間的因素還有輸入濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間等

模擬量模塊上通道斷線或是輸入值超量程，除了會(huì)引起模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍，斷線或是超量程的通道的指示燈也以紅色閃爍，以提示用戶存在故障通道。以RTD或TC模塊為例，如果RTD或TC模塊選擇了斷線，啟動(dòng)斷線所示。

運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。
上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等。
控制
控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制中用得較多的調(diào)節(jié)。
大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行的PID子程序。控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等有非常廣泛的應(yīng)用。

SIMATIC ET200S IM153-2HF 束 組成部分： IM153-2 HF（6ES7153-2BA10-0XB0） 針對(duì)多 12 個(gè)S7-300 模塊和 PROFIBUS-DP 總線連接器 90° 電纜出線， （6ES7972-0BB52-0XA0）， 終端電阻， 9針 Sub-D，F(xiàn)astConnect， 帶 PG 編程設(shè)備插座

設(shè)計(jì)

• IM 153-1/153-2 接口模塊被用作為 ET 200M 的首部模塊（IM；接口模塊）。 S7-300自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊產(chǎn)品系列中，多 8個(gè)或12個(gè) I/O 模塊可以與該接口模塊相連。
• 接口模塊和必需的 I/ 模塊安裝在 S7?300 的 異型導(dǎo)軌上；在安裝期間，用總線連接器把 I/O模塊相互連接起來并與 IM 153 接口模塊連接。
• 在冗余模式中，兩個(gè) IM 153-2 安裝在 BM IM/IM總線模塊上。 特種異型導(dǎo)軌可用來安放總線模塊。
• 在為 IM153 配備 S7-300 模塊時(shí)，不必考慮插槽規(guī)則。

功能

1) I&M 數(shù)據(jù)：設(shè)置和數(shù)據(jù)訪問符合 PROFIBUS 準(zhǔn)則（訂購號(hào) 3.502，版本 1.1，2003 年 5 月）中的條款。

2) 數(shù)字輸入的改變實(shí)際上是局部加蓋一個(gè)時(shí)間戳（在 ET 200M 的 IM 153 中）然后通過一個(gè)過程中斷傳送到 CPU。如果用戶希望在 IM153-2BAx2 獲得 1ms 的高精度時(shí)間戳，則每個(gè) IM 需要插入多 8 個(gè)模塊。請(qǐng)遵守 ET 200M 和 PCS7 手冊(cè)中的安裝和組態(tài)指南。

3) 符合 PNO 的標(biāo)準(zhǔn)冗余：符合 PROFIBUS 從站冗余技術(shù)規(guī)范 V1.2（2004 年 11 月）的“Flying Redundancy”；訂貨號(hào)：2.212

4）運(yùn)行中的組態(tài)改變是指硬件組態(tài)的改變，如重新參數(shù)化或者增加模塊，可以在操作時(shí)進(jìn)行而不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

運(yùn)行模式

IM 153 接口模塊*接管模塊化的 ET 200M I/O 站和連接到 PROFIBUS DP 的更高一級(jí)的主站之間的通訊。

在組態(tài)期間輸入輸出被分配到各自的主站。

IM 153-2 接口模塊能夠裝配冗余的 PROFIBUS DP 系統(tǒng)。如果主動(dòng)分支發(fā)生故障，被動(dòng) IM 153-2 采取相關(guān)功能的無沖突控制。

參數(shù)設(shè)置

TIA 博途

PROFINET 模塊集成在 TIA Portal 中（可在 V10.0 或更高版本中進(jìn)行組態(tài)；V13.0.1 或更高版本包括 IM153-2BA10）。

STEP 7

組態(tài)是使用 HW Config 進(jìn)行的，需在相應(yīng)硬件表中選擇相關(guān)首站。也可以從對(duì)應(yīng)的 HW 目錄進(jìn)行模塊組態(tài)。

第三方工具

使用 GSD 文件來連接第三方主站和使用第三方工具組態(tài)。

 西門子6ES7153-4BA00-0XB0

 1 *處理單元
*處理器單元即CPU，一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。CPU 通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲(chǔ)存單元、輸入輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口相連。CPU 是 PLC 的核心，輸入單元將采集的輸入信號(hào)傳送到CPU，CPU執(zhí)行用戶程序并將運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出單元，用以驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備。選擇CPU通常需要考慮一下幾個(gè)方面：
·運(yùn)算速度：不同的控制系統(tǒng)對(duì)控制的響應(yīng)速度需求不同，對(duì)于要求響應(yīng)時(shí)間較快的系統(tǒng)，則要求CPU的運(yùn)算速度快，并盡快地將運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出單元。
運(yùn)算速度性能指標(biāo)可參考CPU指令執(zhí)行時(shí)間。
·工作存儲(chǔ)器：根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估需要的工作存儲(chǔ)器大小，考慮適當(dāng)?shù)挠嗔俊?/span>
·I/O帶載能力： CPU通常使用I/O地址空間來描述其允許訪問輸入輸出的能力，8個(gè)數(shù)字量通道占用1個(gè)字節(jié)地址空間，1個(gè)模擬量通道占用2字節(jié)地址空間。在具體選型時(shí)還需要根據(jù)實(shí)際情況考慮I/O余量占用的地址空間。此外有些CPU還有允許連接模塊大數(shù)量限制。
·集成的通信接口：CPU通過通信接口進(jìn)行編程組態(tài)，還可與人機(jī)界面、其他PLC系統(tǒng)、分布式I/O等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根據(jù)通信對(duì)象（通信對(duì)象可以為編程設(shè)備、儀表、HMI、其他PLC系統(tǒng)等等）支持的電氣接口標(biāo)準(zhǔn)以及所使用的通信協(xié)議選擇集成通信接口。
2 儲(chǔ)存器
PLC 的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器，裝載存儲(chǔ)器和工作存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于存放 PLC 的系統(tǒng)程序和內(nèi)部寄存器， 裝載存儲(chǔ)器則用于存放 PLC 的用戶程序，用戶程序編譯后被存放在工作存儲(chǔ)器中執(zhí)行。裝載存儲(chǔ)器通常為MC卡，支持外部擴(kuò)展，而工作存儲(chǔ)器是集成在CPU中并且無法擴(kuò)展的，在選擇CPU時(shí)需根據(jù)控制方案的復(fù)雜程度預(yù)估可能使用的工作存儲(chǔ)器大小并留有適當(dāng)余量。選擇裝載存儲(chǔ)器通常只需選擇不小于工作存儲(chǔ)器大小的存儲(chǔ)卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監(jiān)視器、 打印機(jī)、 其他的 PLC 或是計(jì)算機(jī)相連， 從而實(shí)現(xiàn)“PLC與上位機(jī)”或“PLC與PLC”之間的通信。通信接口可以集成在CPU模塊上使用內(nèi)部總線與CPU通信，也可以使用單獨(dú)的通信接口模塊通過外部總線與CPU通信。通信接口的選擇首先確定通信對(duì)象接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)例如RS232、RS485、RJ45等，還需要確定使用的協(xié)議，常見的例如PROFINET，PROFIBUS總線協(xié)議，通過PROFINET和PROFIBUS總線，CPU可與分散在遠(yuǎn)端現(xiàn)場的輸入輸出單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，使PLC系統(tǒng)規(guī)模更易于擴(kuò)充。
4 輸入輸出單元（I/O）
輸入單元的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)輸入 CPU，根據(jù)信號(hào)類型，輸出單元的作用則是將 CPU 向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行元件的信號(hào)，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。
輸入輸出單元主要分為模擬量輸入模塊，模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊。模擬量輸入模塊測量電流、電壓、電阻、熱電偶等連續(xù)信號(hào)，模擬量輸出模塊輸出電流、電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場執(zhí)行器，模擬量輸入輸出模塊需考慮處理信號(hào)的分辨率，響應(yīng)時(shí)間以及信號(hào)測量范圍。數(shù)字量輸入模塊應(yīng)考慮信號(hào)電平、傳輸距離、隔離、供電方式，響應(yīng)時(shí)間等應(yīng)用要求。數(shù)字量輸出模塊應(yīng)考慮不同的負(fù)載對(duì)PLC的輸出方式的要求。
繼電器輸出模塊具有使用電壓范圍廣、導(dǎo)通壓降小、有隔離作用等許多優(yōu)點(diǎn)，但響應(yīng)時(shí)間較長，所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出