西门子模块6ES7334-0KE00-0AB0型号规格

西门子模块6ES7334-0KE00-0AB0型号规格

 1引言
    目前，使用中的北京地铁人防控制设备如：车站人防集中控制台、电动液压人防区间隔断门原地控制台、车站及区间通风道电动人防门控制柜等所采用的元件都是传统的常规开关、中间继电器、时间继电器、闪烁继电器、报警器、直流稳压电源等。其突出的缺点是：技术落后、元件体积大、易损坏、接线复杂、工作不稳定、故障、检修不便，而且，由其组成的设备体积较大，需为其准备空间较大的地下控制室，从而使得土建成本较高。
    而目前北京地铁车站的新建速度非常快，已有地铁四号线、五号线等几十个地铁站的土建工程开始动工。而且，随着我国新一轮城市基础设施大规凝设高潮的到来，全国城市地下铁道建设呈高速增长之势。其地下铁道中的新人防设备的安装与已有人防设备的改造量都比较大。因此，本文探讨PLC在地铁人防领域中的应用，拟以技术先进的PLC代替原地铁人防控制设备中使用的传统的继电接触器控制系统，克服其存在的缺点，提高我国地铁人防控制设备的技术含量。
    2 PLC简介
    1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程序控制器，简称PLC，并成功地应用于汽车生产线上，实现了生产的自动控制。之后，PLC作为控制领域的新技术发展迅速，产品体积越来越小，功能越来越完善，产品更新换代频繁，新产品不断出现。并成为控制领域中最常见、最重要的核心装置之一，砌叻地应用到了工业控制的各个领域。
    PLC的主要特点：PLC的软件简单易学。它采用易学易懂的以继电器梯形图为基础的编程语言，而梯形图控制符号的定义与常规继电器的展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，不存在计算机技术与传统电气控制技术之间的专业鸿沟。PLC使用简便。在PLC构成的控制系统中，PLC的输入接口可与触点式开关直接相接，输出接口与执行元件相接，即只需在PLC的端子上接人相应的输入、输出信号线即可，使用非常方便；当控制要求改变，需要变更控制系统的功能时，可以通过编制修改程序实现；PLC的输入、输出可直接与交流220v、直流24v等强电相接，并有较强的带负载能力(负载电流一般可达2A)。PLC抗干扰能力强、运行稳定可*。PLC是专为工业控制设计的，在设计和制造过程中，采取了多层次的屏蔽、隔离、滤波、电源调整与保护等抗干扰措施，可在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作，运行的稳定性和可*性较高。继电接触器控制虽然有较好的抗干扰能力，但继电器触点在开闭时会受到电弧的损坏，寿命短。而且，在较恶劣的环境下，灰尘等落人继电器内，将影响继电器铁芯的闭合，严重时．将烧毁继电器；而PLC是以集成电路为基本元件的电子设备，其内部继电g-lg无触点型。元件的寿命几乎不用考虑，目前，PLC整机平均无故障工作时间一般可达2—5万h。PLC体积小，接线少，维护方便。
    3 用PLC替代传统的地铁人防控制系统设备分析
    PLC内部有足够多的电子式继电器、定时器、计数器．通过程序控制．完全可以取代原控制系统中的中间继电器、时间继电器、闪烁继电器等元件；而其24V直流电源输出端子可代替原直流稳压电源向系统提供直流电压。PLC的输出端子可直接控制系统中的交直接触器线圈、电磁阀、报警器、停车信号灯等，进而控制系统的工作。由于PLC体积小、重量轻、接线少．用其取代原继电接触器控制系统中的元件后，可节省较大的元器件安装空间，使控制台体积大大缩小．从而减小地下控制室的空间，节省昂贵的土建开支。使用PLC后，还可减少大量的接线工作．并使系统调试工作简单化。还可以较大地提高系统工作的稳定性及设备的使用寿命。地铁人防控制系统中的各种指令控制信号和反馈信号都是开关型信号，而且数量不多。可选用开关量的小型PLC产品：目前．开关量的小型PLC产品价格非常便宜，使用PLC产品还可以降低设备的制造成本。
    4 结束语
    综上所述．可编程序控制器无论在技术性能方面、经济效益方面，还是设备的工作可*性、稳定性及使用寿命等多方面均优越于继电器逻辑控制。采用PLC取代原地铁人防控制系统中的继电接触器控制．必将大大改善地铁人防控制设备的质量和自动化的程度，使我国地铁人防控制设备的技术含量大大提高；并能节省建设投资．创造可观的经济效益。

    可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、/CAM将成为工业生产的三大支柱。
    可编程控制器简称——PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、/CAM将成为工业生产的三大支柱。
    PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C技术(Computer,Control,Communication)相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。
    PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大下面就其在公路交通领域的应用做一简单介绍：
    PLC型交通灯控制器
    将PLC用于对交通信号灯的控制，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟，通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能，将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。
    公路收费系统中的应用—PLC型车道控制机
    每个公路收费站，其车道机电设备配置、型号各有不同，因此用于控制这些设备的主机—车道控制器的结构也不尽相同，通用性、可维护性较差，不利于使用及维修，以PLC作为主机开发出的新型车道控制机，不仅可使其通用性、维护性得到最大程度上的改善，还可以在使用寿命、稳定性机控制功能方面获得极大提高，具体叙述如下：
    1. 对棚灯及雾灯的控制
    如前所述，由于PLC本身具有时钟功能，通过软件编程，可对棚灯、雾灯进行无人化、智能控制。
    2. 对费额显示器的控制
    PLC本身具有上位机接口，可接收上位收费计算机下传的数据，而PLC具有各种译码指令，可将接受的数据转换成七段显示码，输出给LED数码管进行数据显示。
    3. 对挡车器的控制将
    PLC用于对挡车器进行控制具有以下几方面的优势。
    (1)使用寿命长：从目前反馈情况看，目前挡车器控制电路的使用寿命大部分均不足五年这与其电路设计、元器件选型、工作环境及控制方式等因素有关，是其本身无法克服的固有缺点。PLC作为工业控制单元，应用于各种控制环境，内部电路、机械结构设计极为精良，所用器件均选用标准工业级产品，其使用寿命一般可保证在十年以上。
    (2)性能稳定可靠，抗干扰性好：PLC应用于各种工业控制现场，其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境，其电压适用范围很宽，具有极强的抗电磁干扰、抗震动、抗高温、高湿等特性，性能极为稳定、可靠。
    (3)功能强大，实现灵活，可扩展性好：PLC型挡车器作为老型号挡车器的升级产品，其功能得到极大增强，目前可实现的功能有：自动抬杆、自动落杆、防砸车、防砸人、各种情况的自动报警、设备保护及故障识别等。以上功能可实现各种组合，并可根据实际需要改变上述功能的控制过程及方式，并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能。
    (4)良好的性价比：虽然PLC型挡车器的性能及功能较现有挡车器有极大提高，但其成本的增加与其性能的提高并非成线性关系，所以无论将其作为整机用于新品开发，还是作为老设备改进均有其良好的性价比。
    PLC作为一门控制技术在我国已有近二十年的应用，并已从工业控制逐渐向其他行业扩展，相信随着其本身性能的不断提高，其应用领域将不断拓宽，了解及掌握这一控制技术，将使我国的自动化控制技术得到更广泛的应用与发展。

1、引言
随着微电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅猛发展，PLC(Programmable Logic
Controller)作为新一代工业控制器，以其高性能价格比在工业测控系统中获得了广泛的应用。
在由PLC构成的小型集散控制系统中，PLC具有使用简单方便,故障率低,对现场环境要求不
高等优点；但它也有一些缺点，即数据的计算处理与管理能力较弱，特别是不能提供良好的
人机界面。将计算机与PLC结合起来，可使两者优势互补，既可以充分利用PLC的高可靠性、
开发、编程容易等特点；又可充分利用计算机友好的人机界面，实现人机对话和监控
功能，并可进行一定的辅助决策，组成高性能价格比的控制系统。实现计算机与PLC结合的
控制系统的关键之一是二者之间的通信。本文以热电厂循环水过程控制的监控系统为基础，
详细介绍了基于Delphi7.0的软件开发环境中上位机与S7-200系列PLC之间通信的实现。
2、S7-200系列PLC与PC的通信及通信协议
2.1、S7-200系列PLC的通信协议
S7-200系列PLC的通信协议有以下四种。
⑴、PPI（点到点接口）协议：该通信协议是一个主/从协议，是西门子公司专为S7－200
系列PLC开发的一个通信协议，用于PLC与其编程器或其它西门子公司的人机接口产品之间
的通信，一般不对外公开。
⑵、MPI（多点接口）协议：MPI协议是集成在西门子公司的PLC、操作面板和编程器
上的集成通信接口协议，用于建立小型的通信网络。在MPI网络中，S7-200系列PLC可以与
S7-300/S7-400 PLC进行通信，但S7-200 PLC之间不能通信。
⑶、PROFIBUS协议：PROFIBUS协议用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信。PLC
可通过Profibus的DP通信接口接入Profibus现场总线网络，从而扩大PLC的使用范围。
⑷、自由口通信协议（用户定义协议）：对用户完全开放，用户通过编程定义通信协议。
采用自由通信口协议，不需要增加投资，PLC可以与任何有串行接口的外设进行通信，特别
适合中、小规模的集散控制系统。
在热电厂循环水过程控制的监控系统中采用了西门子S7－200紧凑型PLC、CPU模块为
SM226，利用PLC自由口通信协议实现上位机与PLC的通信。
2.2、S7-200系列PLC与PC的物理连接及通信
S7－200 系列PLC 的通信口是RS485 串行接口，而计算机是RS232 串行接口，由于PLC
与计算机在串行接口上的不同，计算机与PLC 的通信电缆中必须有RS485/RS232 转换器，
一般采用西门子公司的PC/PPI 电缆，就可以实现S7-200 系列PLC 与PC 的物理连接。S7-200
系列PLC 与PC 的物理连接如图1 所示。
在自由口通信方式中，用户在程序中就可控制通信口的操作。在进行自由口通信之前，
需要对通信口初始化。S7-200 系列PLC 处于RUN 模式时才能进行自由口通信；当处于STOP
模式时，自由口通信停止，通信口转换成PPI 通信。自由口通信采用主/从方式，以计算机
作为主机发起通信，从站PLC 始终处于被动状态，随时准备响应计算机的通信请求。PLC
的通信以“接受命令→发送命令”为一个通信循环，每次循环将中断服务程序连接到串口中
断事件。当PLC 接收到信息后；PLC 程序应能识别其信息内容，这就需要根据通信要求编
制PLC 接收的信息帧的格式和定义，即定义通信协议。在自由口模式下，通信协议完全由
用户程序控制。下面将介绍上位机与S7-200 系列PLC 通信编程。
图1 S7-200系列PLC与PC的物理连接
3、S7-200系列PLC的通信编程
在自由口通信模式下，PLC的通信编程首先是对串口初始化。对S7—200系列PLC的初
始化是通过对特殊标志位SMB30写入通信控制字，设置通信的波特率、奇偶校验位、停止
位和字符长度。本系统设定值为9600bps，无校验位，8位数据位，1位停止位。这些设定必
须与PC机设定值相一致。S7-200系列PLC在通信程序中通过使用接收中断、发送中断、发送
指令（XMT）和接收指令（RCV）控制串口通信操作。发送指令格式为：XMT TABLE PORT。
PORT为通信端口，本系统设为端口0，TABLE为发送数据的数据缓冲区，其第一个字节为
发送字符的个数，最大为255。接收指令格式为：RCV TABLE PORT。其中TABLE 和PORT
的含义与XMT一致。在自由口模式下，通信协议完全有程序控制。PLC与上位机的数据通信
的程序如下：
NETWORK 1 //NETWORK TITLE (single line) 串口初始化
LD SM0.1
MOVB 16#09, SMB30
MOVB 16#B0, SMB87
MOVB 16#0A, SMB89
MOVW +5, SMW90
MOVB 100, SMB94
ATCH INT_0, 23
ATCH INT_2, 9
MOVD +0, VD100
ENI
RCV VB99, 0
MOVW +30, VW510
．．． ．．．
由于篇幅所限，程序其它的部分，不再列出。
4、上位机的通信编程
在Delphi7.0下开发上位机数据通信程序的方法主要有：利用串口通信控件TMSComm；
利用bbbbbbs API函数；自己设计开发串口通信组件等。利用bbbbbbs API 函数开发串行通
信程序是bbbbbbs下数据通信的基本方法，但是在bbbbbbs API函数中与串行通信相关的函
数约有20个，利用bbbbbbs API函数实现串口通信比较繁琐;自己设计开发串口通信组件也是
在bbbbbbs API函数的基础上实现的。MSComm(Microsoft Communication Control)控件是
Microsoft公司提供的简化bbbbbbs下串行通信编程的ActiveX控件，它通过封装API，为应用
程序提供了通过串口收发数据的简便方法。在Delphi7.0下使用TMSComm控件编程，就象使
用Delphi7.0常用控件一样可以方便地使用该控件完成对串口的读写工作。由于其它方法比较
繁琐，因此在Delphi7.0下开发与工业PLC通信的软件，采用通信控件TMSComm来完成上位
RS232 串口
RS232/RS485
转换器
RS485 串口
计算机的通信编程。
4、1 TMSComm控件的安装
图2 安装TMSComm控件的Import Activex对话框
在Delphi7.0中使用TMSComm控件需要安装。安装TMSComm控件,首先在Delphi7.0汉化
版的主菜单中选择“组件->导入ActiveX控件”菜单命令，紧接着弹出“Import ActiveX”
对话框（如图2所示）；然后在“Import ActiveX”标签选择框中选择“Microsoft Common
Control 6.0[Version1.1]”选项，最后用鼠标单击“Install”命令按钮，即可开始安装该控件。
安装完成后，TMSComm控件就被添加到组件面板的ActiveX标签下。使用TMSComm控件时，
在组件面板的ActiveX标签下找到该控件，然后把这个控件插入到工程之中，就可使用
TMSComm控件进行上位机的串口通信程序设计了。
4、2 上位机的串口通信编程
PC机通过RS232串行通信口与PLC进行通信，通信控件TMSComm提供了使用RS232串
行通信口开发串行通信软件的细则，使用事件驱动或查询方式来解决开发通信软件中遇到的
问题。事件驱动方式对事件发生的跟踪和处理可利用TMSComm控件的OnComm事件来实
现，它包括和处理通信错误等；查询方式设计者通过读取CommEvent值，并判断发生何
种事件，再进行处理。本文采用事件驱动方式处理TMSComm控件通信。该控件主要属性有：
CommPort：设置并返回通信端口号。每个使用的TMSComm控件对应一个串行端口，
若应用程序要访问多个串行端口，则必须使用多个TMSComm控件。
Settings：以字符串形式设置并返回串行通信协议，由波特率、奇偶校验、数据位、停
止位四个设置值组成。一般情况下的设置为“9600，N，8，1”，它的含义是波特率为9600bps，
无校验位，8个数据位，一个停止位。它的设置必须和PLC的设置完全一致。
PortOpen：设置并返回通信端口的状态。将PortOpen属性设置为True打开端口，将
PortOpen属性设置为False关闭端口。
Output：向发送缓冲区写入数据。
bbbbb：从接收缓冲区获取数据，并将保存在接收缓冲的数据删除。如果将bbbbb属性设
置为零，在使用bbbbb属性时，TMSComm控件将读取接收缓冲区的所有内容。
InBufferSize：设置接收缓冲区大小。
OutBufferSize：设置发送缓冲区大小。
bbbbbLen：设定从接收缓冲区读取的字符数。
bbbbbMode：指定接收数据的类型。
Rthreshold和Sthreshold：设定OnComm事件发生前，接收和发送缓冲区中可以存放的
字节数。
RTSEnable：设置RTS的有效性。
DTREnable：设置DTR的有效性。
其他属性采用默认值即可。
在向PLC发送命令时，按自己定义的命令帧格式，用ASCII码传送，然后等待PLC的应
答，并从应答中摘取相应的字符，以判断通信是否成功。
计算机接收字符时和向PLC发送命令是一样的，不同的是计算机此时根据TMSComm
控件的InBufferCount去判断接收到的字符数，然后从PLC应答中摘取有用信息。
开发上位机的通信软件只需上述几个重要属性设置好通信口,就可在Delphi7.0中编写上
位机通信程序,并按特定的数据格式实现上位机和PLC之间数据通信。
5、结束语
本系统根据PC机和PLC的特点，通过利用PLC的自由口通信协议，上位机利用Delphi7.0
开发工具，开发出PC和PLC通信的应用软件，实现了对热电厂循环水过程控制系统的监控。
实践证明这种方法结构简单，开发，节约投资，对小规模的集散控制系统极其具现实
意义；经现场运行表明，系统具有可靠性高，操作方便等优点。
本文作者创新点：(1)、本文在Delphi7.0开发环境中利用ActiveX组件提供的TMSComm控件
进行了上位机串口通信程序的设计，并应用到热电厂循环水过程控制的监控系统中上位机和
S7-200 PLC之间的串行通信，取得了良好的通信与监控效果。（2）、利用Delphi7.0进行了上
位机串口通信程序的设计，不仅可以清楚上位机串口的通信机制，而且可以节约成本，根据
需要随时升级上位机串口通信程序。

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