西门子6ES7515-5FN03-0AB0

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对PLC的基本原理和指令系统有了了解以后，就可以结合实际问题进行PLC控制系统的设计，并将PLC应用于实际。PLC的应用就是以PLC为程控中心，组成电控系统，实现对生产过程的控制。PLC的程序设计是PLC应用关键的问题，也县整个电挖系统设计的**。本章将介绍PLC应用的设计步骤、PLC的选型和硬件配置、一些典型环节的编程和应用实例。

PLC系统的设计

PLC的工作方式和通用微机不完全一样，因此用PLC设计自动控制系统与微机控制系统开发过程也不完全相同，需要根据PLC的特点进行系统设计。PLC与继电器控制系统也有本质区别，硬件和软件可分开进行设计是PLC的一大特点。PLC应用设计，一般应按图8-1的几个步骤进行。

图8-1PLC系统设计流程

1.确定控制对象及确定控制范围

首先要全面详细地了解被控制对象的特点和生产工艺过程，归纳出工作循环图或状态流程图，与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。如果控制对象的工业环境较差，而安全性、可靠性要求又特别高，系统工艺又复杂，I/O点数多，则用常规继电器系统难以实现，工艺流程又要经常变动的机械和现场，用PLC进行控制是合适的。

确定了控制对象后，还要明确控制任务和设计要求。要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控系统的控制要求。例如，机械运动部件的传动和驱动，液压、气动的控制，仪表及传感器的连接与驱动等。后归纳出电气执行元件的动作节拍表。PLC的根本任务就是正确实现这个节拍表。

图8-1完整地反映了被控对象的功能和对PLC的基本要求,也是PLC控制系统的设计依据，必须仔细研究。

2.制定控制方案，进行PLC选型

根据工艺过程和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式，是手动、半自动还是全白动，是单机运行还是多机联动运行等。此外，还要确定电控系统的其他功能，例如紧急处理功能、故障显示与报警功能、通信联网功能等。通过研究工艺过程和机械运动的各个步骤和状态，来确定各种控制信号和检测反馈信号的相互转换和联系，并且确定哪些信号需要输入PLC.哪些信号要由PLC输出或者电此负就要由PLC驱动，分门别类统计出各I/O量的性质及参数，根据所得结果，选择合适的PLC型号并确定各种便件配置。

3.硬件、软件设计

PLC先型和I/O配置品亚件设计的重要内容。没计出个即的PC外就按线图也很重有对PLC的I/O进行合理的地址编号，会给PLC系统的硬件设计、软件设计和系统调试带来多方便。I/O地址编号确定后，硬件设计和软件设计工作可平行进行。

用户程序的编写即为软件设计，就是画出梯形图，写出吾句表。

4.在线模拟测试

将设计好的程序键入PLC后应存细检查与验证，改正程序设计的语法错误。之后在计党机上进行用户程序的模拟运行和程序调试，观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，发现问题及时修改，直到满足工艺流程和状态流程图的要求。

在程序设计和模拟调试时，可平行地进行电控系统的其他部分的设计，例如PLC外部电路和电气控制柜、控制台的设计、装配、安装和接线等工作。

5.现场运行调试

模报调试好的程序传送到现场使用的PLC存储器中，接入PLC的实际输入接线和负载。进行现场调试的前提是PLC的外部接线连接一定要准崎无误。反复进行现场调试，发现问题现场解决。如果系统调试达不到指标要求。则可对硬件和软件作词试，通常只需修改用户星序即可达到调试目的。现场调试后，一般将程序固化在有长久记忆功能的EPROM卡盒中长期保持。

具体地讲，PLC有五个方面的方便：

（1）配置方便：可接控制系统的需要确定要使用哪家的PLC，那种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上定货购买即可。

（2）安装方便：PLC硬件安装简单，组装容易。外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，换模块时，把接线器安装到新模块上即可，都不必再接线。内部什么线都不要接，只要作些必要的DIP开关设定或软件设定，以及编制好用户程序就可工作。

（3）编程方便：PLC内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器，但它通过程序（软件）与系统内存，这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC，内部继电器数都可以千计，时间继电器、计数也以百计。而且，这些继电器的接点可无限次地使用。PLC内部逻辑器件之多，用户用起来已不感到有什么限制。一考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多，也无关紧要。大型PLC的控制点数可达万点以上，哪有那么大的现实系统？若实在不够，还可联网进行控制，不受什么限制。PLC的指令系统也非常丰富，可毫不困难地实现种种开关量，以及模拟量的控制。PLC还有存储数据的内存区，可存储控制过程的所有要保存的信息。……总之，由于PLC功能之强，发挥其在控制系统的作用，所受的限制已不是PLC本身，而是人们的想象力，或与其配套的其它硬件设施了。

PLC的外设很丰富，编程器种类很多，用起来都较方便，还有数据监控器，可监控PLC的工作。使用PLC的软件也很多，不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言，有的还可用BASIC语言、C语言，以至于自然语言。这些也为PLC编程提供了方便。

PLC的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的PLC的程序完善之后，凡这种产品都可使用。生产一台，拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试，要省事及简单得多。

（4）维修方便：这是因为：

①PLC工作可靠，出现故障的情况不多，这大大减轻了维修的工作量。这在讲述PLC的三个特点时，还将进一步介绍。

②即使PLC出现故障，维修也很方便。这是因为PLC都设有很多故障提示信号，如PLC支持内存保持数据的电池电压不足，相应的就有电压低信号指示。而且，PLC本身还可作故障情况记录。所以，PLC出了故障，很易诊断。同时，诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故，而模块的备件市场可以买到，进行简单的换就可以。至于软件，调试好后不会出故障，再多只要依据使用经验进行调整，使之完善就是了。

（5）改用方便：PLC用于某设备，若这个设备不再使用了，其所用的PLC还可给别的设备使用，只要改编一下程序，就可办到。如果原设备与新设备差别较大，它的一些模块还可重用。

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