【正文】 行采樣。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。 2．輸入刷新過程。 當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。 3．一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 5．掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。 （ 1） CPU 執(zhí)行指令的速度 。 （ 2）指令本身占有的時(shí)間 。 （ 3）指令條數(shù) 。 6．由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入 /輸出響應(yīng)延遲。 模塊式 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ： S7300 屬于模塊式 PLC，主要由機(jī)架、 CPU模塊、信號(hào)模塊、 功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝在機(jī)架上。 1． CPU 模塊 ： CPU 模塊主要由微處理器 (CPU 芯片 )和存儲(chǔ)器組成。 2．信號(hào)模塊 ： 輸入 (Input)模塊和輸出 (Output)模塊簡(jiǎn)稱為 I/O模塊， 開 關(guān)量輸入、輸出模塊簡(jiǎn)稱為 DI模塊和 DO 模塊，模擬量輸入、輸出模塊簡(jiǎn)稱為 AI模塊和 AO模塊，他們統(tǒng)稱為信號(hào)模塊。 3．功能模塊 ： 為了增強(qiáng) PLC 的功能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，減輕 CPU 的負(fù)擔(dān)， PLC廠家為了開發(fā)各種各樣的功能模塊。它們主要用于完成某些對(duì)實(shí)時(shí)性和存儲(chǔ)器量要求很高的控制任務(wù)。 4．接口模塊 ： CPU 模塊所在的機(jī)架成為中央機(jī)架，如果一個(gè)機(jī)架不能容納全部模塊，可以增設(shè)一個(gè)或者多個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 5．通信處理器 ： 通信處理器用于 PLC 之間、 PLC 與遠(yuǎn)程 I/O之間、 PLC與計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信，或者用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等。 6．電源模塊 ： PLC 一般使用 AC220V 電源或 DC24V 電源，電源模塊用于將輸入電壓轉(zhuǎn)為 DC24V 電壓和背板總線 上 的 DC5V 電壓，供其他模塊使用。 7．編程設(shè)備 ： S7300 使用安裝了編程軟件 STEP7的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為編程設(shè)備，在計(jì)算機(jī)屏幕上直接生成和編輯各種文本程序 或圖形程序，可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之問的相互轉(zhuǎn)換。 PLC 的選型及其模塊配置 ： 本項(xiàng)目選擇了 Siemens的模塊化中小型 PLC系統(tǒng) S7300，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。其模塊化和易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得 S7300成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的方案。 S7300系列所具有的多種性能遞增的 CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的 I/0擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時(shí)，可隨時(shí)使用附加的模塊對(duì) PLC進(jìn)行擴(kuò)展。 SIMATIC S7300所具備的高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，抗沖擊性，更使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。它具有很強(qiáng)的計(jì)算能力和完善的指令集，以及通過 MPI接口和 SINEC LANS聯(lián)網(wǎng)的能力，適用于高速的過程處理需要。本系統(tǒng)所用的主機(jī)模塊是 CPU 3152DP，可以通過 MPI轉(zhuǎn)接電纜或通訊模塊與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，再加上其全面的診斷功能和完善的自我保護(hù)技術(shù)，使其具有極高的可靠性，極其適合本系統(tǒng)的需求。 CPU3152DP是 S7300的大腦，其裝載存儲(chǔ)器的基本容量為 48K字節(jié)或 80K字節(jié)，可用存儲(chǔ)卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器，最大容 量可達(dá)到 512KB。每執(zhí)行 1000條二進(jìn)制指令約需，最大可擴(kuò)充 1024點(diǎn)數(shù)字量或 128路模擬量通道。 除此之外，它自帶的 STEP7編程軟件功能強(qiáng)大，使用方便，也使開發(fā)過程變得簡(jiǎn)單快捷。此外， S7300系列 PLC還具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高， 性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。 硬件具體信息如表 。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 硬件配置 名稱 型號(hào) 定貨號(hào) 中央處理器 CPU3152DP 6ES73152AF01 研華 ADAM8000 CPU82142BM01 82142BM01CPU8214DPM 82211BF00 DI8Xdc24V 82221HD10 DO4xRelay 82341BD50AI2/AO2x12Bit 現(xiàn)場(chǎng)總線模塊 6ES7 1384CA000AA0 PME DC24V 6ES7 1384GB500AB0 2AI I 2DMU 6ES7 1384JB500AB0 2AI RTD 根據(jù)硬件配置表的硬件信息， PLC控制系統(tǒng)的硬件配置如圖 所示 。 圖 硬件構(gòu)成圖 STEP7 軟件簡(jiǎn)介 STEP7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包提供了一系列的應(yīng)用工具： SIMATIC 管理器、符號(hào)編輯器、 NETPRO通訊組態(tài)、硬件組態(tài)、編程語(yǔ)言 (包括 LAD， FBD， STL)和硬件診斷，使用時(shí)無需分別打開各個(gè)工具：當(dāng)選擇相應(yīng)功能或打開 一個(gè)對(duì)象時(shí)它們會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。 ProfibusDP 工程師 站 （ ES） CPU 3152DP S7300 ADAM 82142BM01 CPU ET200S 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 1． SIMATIC 管理器 ： SIMATIC Manager 管理屬于一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目的所有數(shù)據(jù)，無論是為哪 個(gè)可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。 2．符號(hào)編輯器 ： 使用符號(hào)編輯器可以管理所有的共享符號(hào)。具有以下功能；為過程信號(hào) (輸入 /輸出 )、為存儲(chǔ)和塊設(shè)定符號(hào)名和注 釋；分類功能；從其 它 的 Windows程序?qū)?/導(dǎo)出。 3．軟件編程語(yǔ)言 ： 用于 S7300 和 S7400 的編程語(yǔ)言包括梯形邏輯、語(yǔ)句表和功能塊圖，它們是標(biāo)準(zhǔn)軟件包的一個(gè)集成部分。 (1)梯形邏輯 (LAD)是 STEP7 編程語(yǔ)言的圖形表達(dá)方式。 (2)語(yǔ)句表 (STL)是 STEP7 編程語(yǔ)言的文本表達(dá)方式，與機(jī)器碼相似，如果一個(gè)程序是用語(yǔ)句表編寫的， CPU 執(zhí)行程序時(shí)則按每一條指令一步一步地執(zhí)行。 (3)功能塊 (FBD)是 STEP 編程語(yǔ)言的圖形表達(dá)方式，使用與布爾代數(shù)相類似的邏輯框來表達(dá)邏輯。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 連 鎖控制系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計(jì) PLC 程序設(shè)計(jì)流程 具體的系統(tǒng)控制流程圖如 圖 所示。 圖 程序設(shè)計(jì)流程 PLC 程序設(shè)計(jì) SIEMENS S7300系列 PLC編程語(yǔ)言有三種 :語(yǔ)句表編程語(yǔ)言 (STL)、梯形邏輯編程語(yǔ)言 (LAD)和功能塊圖編程語(yǔ)言 (FBD)，其它編程語(yǔ)言作為可選軟件包使用。通過編程器在 Windows NT的環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置、程序編制、調(diào)試和監(jiān)視，用戶界面方便友好。 梯形邏輯 (LAD)是 STEP7編程語(yǔ)言的圖形表達(dá)方 式。它的指令語(yǔ)法與一個(gè)繼電器梯形邏輯圖相似 :當(dāng)電信號(hào)通過各個(gè)觸點(diǎn)、復(fù)合元件以及輸出線圈時(shí)，梯形圖可以讓你追蹤電信號(hào)在電源示意線之間的流動(dòng)。 語(yǔ)句表 (STL)是 STEP7編程語(yǔ)言的文本表達(dá)方式。與機(jī)器碼相似，如果一個(gè)程序是用語(yǔ)句表編寫的， CPU執(zhí)行程序時(shí)則按每一條指令一步一步地執(zhí)行。為使編程更容易，語(yǔ)句表已擴(kuò)展到包括一些高層語(yǔ)言結(jié)構(gòu) (例如，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的訪問和塊參數(shù) )。 功能塊圖 (FBD)是 STEP7編程語(yǔ)言的圖形表達(dá)方式，使用與布爾代數(shù)相類似的邏輯框來表達(dá)邏輯。復(fù)合功能 (如數(shù)學(xué)功能 )可用邏輯框相連直接表達(dá)。 Step7有三種編程方法 :A:線性編程 ； B:分部式編程 ； C:模塊化編程。模塊化編程就是把程序分成若干程序塊，各程序塊分別含有一些設(shè)備和任務(wù)的程序指令，每個(gè)功設(shè)計(jì)控制組態(tài)和程序 啟動(dòng) step7 并創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng) 組態(tài)硬件和連接組態(tài)模板 連網(wǎng)各個(gè)站 定義符號(hào) 生成用戶程序在程序中調(diào)用塊定義局域符號(hào) 生成參與數(shù)據(jù) 組態(tài)硬件和連接 下載程序 測(cè)試程序并診斷錯(cuò)誤 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 能區(qū)被分成不同的塊進(jìn)行編程，這有利于程序的多人同時(shí)編程，也利于程序調(diào)試和故障的查找。廣義的程序塊分為系統(tǒng)程序塊和用戶程序塊。系統(tǒng)程序塊是集成在 CPU操作系統(tǒng)中的預(yù)定義的功能和功能塊，不占用用戶存儲(chǔ)空間，并且在整個(gè)系統(tǒng)中都具有相同的接口、相同的名稱和相同的編號(hào)。用戶程序塊是提供給用戶用于管理用戶程序代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)域。 STEP 7將用戶程序指令存放在“塊”中。 本控制系統(tǒng)用戶程序，主要有四類程序塊 :功能 FC (Function)、功能塊 FB (Function block)、組織塊 OB (Organization block)和數(shù)據(jù)塊 DB (Data block)。其中 FB和 PC作為 OB的子程序。全局?jǐn)?shù)據(jù)塊 :全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中定義的監(jiān)控量 (地址 )可被所有邏輯塊使用，因而在全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中定義了包裝傳輸設(shè)備、環(huán)境量、電源等所有監(jiān)控量 (地址 )，根據(jù)此地址，邏輯塊可訪問、調(diào)用所有的監(jiān)控量。 組織塊 (OB)：提供 CPU操作系統(tǒng)與用戶程序接口， OB1為執(zhí)行用戶程序的接口。 功能塊 (FB):有相連存儲(chǔ)器區(qū)的邏輯塊。單個(gè) FB塊可以帶不同的即時(shí)數(shù)據(jù)塊，多次調(diào)用， FB塊定義為“可再調(diào)用”塊，用戶程序?qū)γ看?FB調(diào)用提供新的參數(shù)。 功能 (FC):無相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器區(qū)的邏輯塊， FC塊定義為“可再調(diào)用”塊，用戶程序?qū)γ看?FC調(diào)用提供新參數(shù)，由于 FC塊處理數(shù)據(jù)的不同方法，一個(gè) FC比 FB需要 CPU處理開銷較少。 創(chuàng)建工程 在 SIMATIC Manager 中新建工程，也可以通過 wizard 向?qū)Ы?。選中右邊的工程名， Insert Station SIMATIC 300。 這里的 S7 Program(1)和 SIMATIC 300 Station 等等都可以重新命名。 如圖 。 圖 創(chuàng)建項(xiàng)目 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 硬件組態(tài) 雙擊 Hardware，從而進(jìn)入 HW CONFIG 窗口。 OptionInsert NEW GSE 文件。把ADAM8000, ET200 等 GSD 文件加入。插入 RAC300 機(jī)架。 選中機(jī)架第二欄 ， 雙擊 CPU300CPU3152DP， 6ES73152AF01。 默認(rèn)地址 2。雙擊 DP，選擇 Property 按鈕。選擇 NEW，選擇 ，如果出現(xiàn)警告， 可以選擇 187kpbs。 插入 DP MASTER，選中窗口中的 DP線，雙擊右邊 ADAM(CPU821x)，則插入 ADAM8000，如圖 。 圖 插入 ADAM8000 選中 DP 線上的 ADAM(CPU821x)，然后選擇 SLOT0 MODEL 0 位置，再到右邊雙擊ADAM8000 CPU82142BM01。 依次在 SLOT 1,2,3 位置插入其他模塊。 0 82142BM01 CPU 8214DPM 8DI 82211BF00 DI8Xdc24V 8DO 82221HD10 DO4xRelay 113 82341BD50 AI2/AO2x12Bit 雙擊最后一個(gè)模塊，可以設(shè)置為起始地址 128。模擬輸入地址設(shè)定 PEW128 到PEW131，模擬輸出地址設(shè)定 PAW128 到 PAW131。模塊測(cè)量參數(shù)如 下圖 。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 模塊測(cè)量參數(shù)設(shè)置 注意 Diagnosis alarm 為 off， 420 毫安對(duì)應(yīng) 027648， 毫安 4864。 0毫安 6912。 選中 DP 線，然后雙擊 ET200S，如圖 所示，插入 ET200S。