【正文】 200 W AC 60 W 阻性負(fù)載，最大 10 A 2 A A 隔離 電隔離，數(shù)字量輸出 √；繼電器 √；繼電器 √，光電耦合 通道間每組點(diǎn)數(shù) 1； 4 組 4 1； 8 組 尺寸和重量 寬 45 mm 45 mm mm 高 80 mm 80 mm 80 mm 深 62 mm 62 mm 62 mm 重量，約 150 g 170 g 170 g 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 37 基于 PLC 電子鐘控制系統(tǒng)的 I/O 分配與硬件接線圖 電子鐘控制系統(tǒng)的 I/O 分配 基于 PLC 電子鐘控制系統(tǒng)。 100/1000 W (DC/AC) 200 W。 C時(shí)，最大 40 A 8 A A 每根導(dǎo)線 /組的最大電流 10 A 8 A A 電纜長度 (屏蔽 )，最長 500 m 500 m 500 m 非屏蔽電纜長度，最長 150 m 150 m 150 m 繼電器輸出 運(yùn)行周期數(shù) 30,000,000；機(jī)械3000 萬次，額定負(fù)載電壓下為 30,000 次 10,000,000；機(jī)械 1000 萬次，額定負(fù)載電壓下為 100,000 次 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 36 觸點(diǎn)的開關(guān)能力 感性負(fù)載，最大 3 A。 AC “ 1”信號最小負(fù)載電流 50 mA “ 0”信號殘余電流，最大 0 mA 0 mA 264 VAC 時(shí) 輸出總電流 (每組 ) 水平安裝 最高 55 176。 C時(shí)，最大 20 A 3 A 每根導(dǎo)線 /組的最大電流 5 A 3 A 電纜長度 電纜長度 (屏蔽 )，最長 500 m 500 m 非屏蔽電纜長度，最長 150 m 150 m 繼電器輸出 觸點(diǎn)的開關(guān)能力 感性負(fù)載，最大 5 A A 燈負(fù)載，最大 50 W 5 W 阻性負(fù)載，最大 5 A A 隔離 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 33 表 2 6ES72221HD220XA0 6ES72221HF220XA0 6ES72221EF220XA0 電源電壓 負(fù)載電壓 L+ 額定值 (DC) 24 V 24 V 24 V 允許范圍，下限 (DC) 12 V 5 V 5 V 允許范圍，上限 (DC) 30 V 30 V 30 V 負(fù)載電壓 L1 額定值 (AC) 24 V； 24 230 VAC 24 V； 24 230 VAC 230 V ； 220/230 VAC 允許范圍，下限 (AC) 12 V 5 V 65 V 隔離，數(shù)字量輸出 電隔離，數(shù)字量輸出 √ √，光電耦合 通道間每組點(diǎn)數(shù) 1 4 尺寸和重量 寬 45 mm 45 mm 高 80 mm 80 mm 深 62 mm 62 mm 重量，約 120 g 150 g 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 34 允許范圍，上限(AC) 250 V 250 V 264 V 允許頻率范圍，下限 47 Hz 47 Hz 47 Hz 允許頻率范圍，上限 63 Hz 63 Hz 63 Hz 電流消耗 從背板總線 DC 5 V ，最大 30 mA 40 mA 110 mA 數(shù)字量輸出 從負(fù)載電壓 L+，最大 80 mA；每個(gè)切換的輸出 20 mA 72 mA；每個(gè)切換的輸出 9 mA 電流消耗 /功耗 功耗，典型值 4 W 2 W 4 W 連接點(diǎn) 插入式 I/O 端子 √ √ √ 數(shù)字量輸出 數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù) 4；繼電器 8；繼電器 8；繼電器 短路保護(hù) 無 ； 通過外部提供 無 ； 通過外部提供 無 ； 通過外部提供 導(dǎo)致電路中斷的電壓 極 限 通過外部提供 通過外部提供 通過外部提供 輸出電壓 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 35 “ 1”信號，最小 L1 ( V) 輸出電流 055176。 C 時(shí)“ 1”信號允許范圍，最大 5 A 750 mA “ 0”信號殘余電流，最大 30 μ A 10 μ A 2 輸出并聯(lián)切換 用于提高功率 √ 輸出總電流 (每組 ) 水平安裝 最高 55 176。所以下面開始介紹西門子 EM222不同型號的一些技術(shù)參數(shù)（見表 1和表 2)[8]。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色 、 功耗 、 亮度 、 波長等。顏色有紅 、綠 、 藍(lán) 、 黃等幾種。 LED 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。 LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3 位“ +1”型。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮 [7]。 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 其他公共端和輸入端與上面 介紹 的一樣 ， 包括擴(kuò)展模塊上的數(shù)字輸入端也 是 一樣。 也就是說 ， 如果在 1M上接 24V+， 那么在 為 0V時(shí)則 。1M和 2M與剛才說的 M和 L+是沒有關(guān)系的。 M字母代表的是母線的意思 ， 就是英文 Mother的縮寫（意思就是公共線的意思） ， L+是 CPU本身輸出的電源標(biāo)號 ， M 是 24V的正 極， L+是 24V的負(fù)極 ， 而輸入端上有兩個(gè)公共端 ， 他們分別是 1M 和 2M 。 負(fù)載的另一端分別接到 CPU224 各個(gè)繼電器輸出端子 。各組的公共端為 1L、 2L和 3L。 第 2組的接線與第 1組相似。第１組 24V DC的負(fù)極接 1M端，正極接 1L+端。 DC輸出端由 1M、 1Ｌ +、 ? 組， 2M、 2Ｌ +、 ? 2組組成。 24V DC 的負(fù)極接公共端 1M 或 2M。 (5)為傳感器提供 5VDC電流： 5v/660ma。 (3)系統(tǒng) I/O： 本機(jī) I/O是 14點(diǎn)輸 入 點(diǎn) ／ 10點(diǎn)輸 出 點(diǎn)，可以鏈接 擴(kuò)展模塊 7個(gè) ， 模塊數(shù)字量 I/O映像區(qū) 256（ 128個(gè)輸 入 點(diǎn) ／ 128個(gè)輸 出 點(diǎn) ） 點(diǎn)， 數(shù)字量 I/O物理區(qū) 168（ 94個(gè)輸入點(diǎn) ／ 74 個(gè)輸出點(diǎn) ） 點(diǎn) ， 模擬量 I/O 映像區(qū) 32 個(gè)輸 入 點(diǎn) ／ 32 個(gè)輸 出 點(diǎn)， 模擬量 I/O物理區(qū) 35（ 28個(gè)輸入點(diǎn) ／ 7或 14個(gè)輸出點(diǎn) ） 或 42點(diǎn)。 CPU224 配有 1 個(gè) RS485 通訊／編程口，具有 PPI 通訊、 MPI通訊和自由方式通訊能力 ， 是具有較強(qiáng)控制能力的小型控制器。 它可 以 連接７個(gè)擴(kuò)展模塊 ， 可 以 連接最大擴(kuò)展至 168點(diǎn)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35路模擬量 I/O點(diǎn)。中斷程序用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件，因?yàn)椴荒茴A(yù)知何時(shí)會出現(xiàn)中斷事件，所以不允許中斷程序改寫可能在其他程序中使用的存儲器 。同一子程序可以在不同的地方被多次調(diào)用，使用子程序可以簡化程序代碼和減少掃描時(shí)間。 主程序通過指令控制 整個(gè)應(yīng)用程序的執(zhí)行，每次 CPU掃描都要執(zhí)行一次主程序。 （ 4） 主程序 主程序（ OB1）是程序的主體，每一個(gè)項(xiàng)目都必須并且只能有一個(gè)主程序。在數(shù)據(jù)塊中允許存放的數(shù)據(jù)類型為：布爾型、十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制、字母、數(shù)字和字符型。另一種方法是只進(jìn)入主程序窗口，將主程序、子程 序和中斷程序按順序依次安排在主程序窗口。 如果用工業(yè)編程軟件 STEP7Micro/WIN32在計(jì)算機(jī)上編程，可以用兩種方法組織程序結(jié)構(gòu)，一種方法是利用編程軟件的程序結(jié)構(gòu)窗口，分別雙擊主程序、子程序和中斷程序的圖標(biāo)，即可進(jìn)入各個(gè)程序塊的編程窗口。 （ 1） 用戶程序 一個(gè)完整的用戶程序一般是由一個(gè)主程序、若干子程序和若干個(gè)中斷處理子程序組成的。與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。 語句表比較適合熟悉 PLC和邏輯程序設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用。 圖 216 功能塊圖 （ 4） 語句表（ STL） S7系列 PLC將指令表稱為語句表。圖 216中的控制邏輯與圖 215中相同。 （ 3） 功能塊圖（ FBD） 這是一種類似于數(shù)字邏輯門電路的編程語言，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。 ○ 2 梯形圖的優(yōu)缺點(diǎn) a. 梯形圖編程語言形象直觀，類似電氣控制系統(tǒng)中繼電器控制電路圖。各網(wǎng)絡(luò)按從上到下的順序執(zhí)行，執(zhí)行完所有的網(wǎng)絡(luò)后，返回最上面的網(wǎng)絡(luò)重新執(zhí)行。 觸點(diǎn)和線圈等組成的獨(dú)立電路稱為網(wǎng)絡(luò)，用編程軟件生成的梯形圖和語句表程序中有網(wǎng)絡(luò)編號，允許以網(wǎng)絡(luò)為單位，給梯形圖加注釋。如圖 215所示，當(dāng)圖中的 ，或 的觸點(diǎn)接通時(shí)，有一個(gè)假想的“能流” 流過 的線圈。功能塊用來表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或者數(shù)學(xué)運(yùn)算等附加指令。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，例如外部圖 215 梯形圖與語句表 圖 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 25 的開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等。有時(shí)把梯形圖稱為電路或程序。 （ 2） 梯形圖（ LD） ○ 1 梯形圖的相關(guān)定義 梯形圖是使用得最多的 PLC圖形編程語言。如果用沒有斷電保持功能的編程元件代表各步，進(jìn)入 RUN工作方式時(shí)，它們均處于 OFF狀態(tài)，必須用初始化脈沖 M8002的動合觸點(diǎn)作為轉(zhuǎn)換條件，將初始步預(yù)置位活動步，否則，因順序功能圖中沒有活動步，系統(tǒng)將無法工作。 d. 自動控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復(fù)執(zhí)行同一工藝過程，因此在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)，在連續(xù)循環(huán)工作方式時(shí)，將從最后一步返回下一個(gè)工作周期開始運(yùn)行的第一步。 b. 兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開。 ○ 2 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè) 計(jì)說明書 24 根據(jù)步與步之間的轉(zhuǎn)換的不同情況，順序功能圖有 3種不同的基本結(jié)構(gòu)形勢：單序列結(jié)構(gòu)、選擇序列結(jié)構(gòu)和并行序列結(jié)構(gòu)。 轉(zhuǎn)換條件：與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏 輯命題。步處于活動狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動作被執(zhí)行；步處于不活動狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲型命令被停止執(zhí)行。初始步用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。 初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步?？梢杂庙樞蚬δ軋D來描述系統(tǒng)的功能，根據(jù)它可以很容易地畫出梯形圖程序。 （ 1） 順序功能圖（ SFC） 這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序，順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。 標(biāo)準(zhǔn)有兩種圖形語言 —— 梯形圖 （ Ladder Diagram， LD） 和功能塊圖（ Function Block Diagram， FBD），還有兩種文字語言 —— 指令表（ Instruction List， IL）和結(jié)構(gòu)文本圖 214 PLC 編程語言 圖 （ Structured Text， ST）。 IEC611313標(biāo)準(zhǔn)使用戶在使用新的 PLC時(shí)，可以減少重新培訓(xùn)的時(shí)間；對于廠家，使用該標(biāo)準(zhǔn)將減少產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間，可以投入更多的精力去滿足用戶的特殊需求。它由以下五個(gè)部分組成：通用信息、設(shè)備與測試要求、編程語言、用戶指南和通信。各廠家的 PLC編程語言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)方式也不一致，有的甚至有相當(dāng)大的差異，因此各廠家的 PLC互不兼容。 （ 5）寫輸出階段（輸出刷新階段） 在輸出刷新階段， CPU用輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)對 輸出點(diǎn)進(jìn)行刷新。 （ 3）處理通信請求階段 在處理通信請求階段， CPU自動檢測來自各個(gè)通信端口的通信信息，并對這些信息進(jìn)行自動處理。中斷程序的執(zhí)行，增加了 CPU的掃描周期，并且使掃描周期變得不固定。而對于立即 I/O指令、模擬量 I/O指令和中斷指令，則與圖 213所描述的掃描過程有所不同。如果輸入量是模擬量，對于輸入信號變換較慢的模擬量，則采用數(shù)字濾波， CPU從模擬量輸入模塊讀取濾波值；對 于高速信號，一般不用數(shù)字濾波， CPU直接讀取模擬值 對于需要利用模擬量控制字傳遞報(bào)警信息的模塊，則不能使用模擬量的數(shù)字濾波功能，對于 RTD、熱電偶及 ASi主站模塊，禁止進(jìn)行數(shù)字濾波。 圖 213 S7200PLC 的掃描周期 圖 a、 讀輸入階段（輸入采樣階段） 在輸入采樣階段，根據(jù)輸入量的不同，所做的工作也不同。 ○ 1 RUN方式：在 RUN方式下， CPU執(zhí)行用戶程序； ○ 2 STOP方式：在 STOP方式下，不能運(yùn)行用戶程序，