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西門(mén)子6GK7243-1GX00-0XE0

S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。

            SIEMENS    上海贊國(guó)自動(dòng)化科技有限公司              

我公司經(jīng)營(yíng)西門(mén)子 PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：原裝進(jìn)口電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國(guó)產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西門(mén)子保內(nèi)全新原裝產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。一年內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題免費(fèi)更換新產(chǎn)品；不收取任何費(fèi)。歡迎致電咨詢(xún)。

  二、逐步得電逐步失電型步進(jìn)順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法

    1．步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)

    按圖1所示的控制流程，采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的步進(jìn)階梯如圖4a所示，其電路結(jié)構(gòu)與圖3的不同點(diǎn)之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點(diǎn)控制；之二是步1回路必須串聯(lián)步2至最后工作步4的輔助繼電器常閉觸點(diǎn)。以防電路工作時(shí)，因誤操作再次起動(dòng)而導(dǎo)致控制順序錯(cuò)亂。其余的電路結(jié)與圖3相同。

    2．輸出階梯設(shè)計(jì)輸出階梯如圖4b所示，輸出繼電器的控制回路根據(jù)控制流程直觀確定。例如，輸出繼電器Y1要求在步1、3得電，則將步1、3的輔助繼電器M1、M3的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)，再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構(gòu)成方法與此相同。

圖4 逐步得電逐步失電型順控系統(tǒng)梯形圖

PLC技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè)PC面前，PLC將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場(chǎng)份額。本文從11方面介紹了PLC在其上的應(yīng)用趨勢(shì)。

    前 言

    長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來(lái)面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來(lái)的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。PLC需要解決的問(wèn)題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開(kāi)放性和價(jià)格。

    PLC技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè)PC面前，PLC將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場(chǎng)份額。

    在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開(kāi)放與再開(kāi)放過(guò)程控制系統(tǒng)、開(kāi)放式過(guò)程控制軟件、開(kāi)放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這些事實(shí)使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí)，在傳統(tǒng)PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開(kāi)放的高姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來(lái)講，這是PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶(hù)提供開(kāi)放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對(duì)于工業(yè)用戶(hù)表現(xiàn)得非常積極。此外，開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開(kāi)放的工業(yè)控制行業(yè)。

    一、開(kāi)放和基于工業(yè)PC控制

    PLC制造商已經(jīng)開(kāi)始注視基于工業(yè)PC控制技術(shù)所帶來(lái)的強(qiáng)大沖擊。有專(zhuān)家甚至認(rèn)為，新商務(wù)活動(dòng)所帶來(lái)的新技術(shù)和開(kāi)放技術(shù)規(guī)范將會(huì)埋葬傳統(tǒng)PLC。PLC制造商認(rèn)為，雖然在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝有大量的PLC控制設(shè)備，但他們?nèi)匀恍枰?lián)合工控軟件公司，以便開(kāi)發(fā)他們自己的基于工業(yè)PC的過(guò)程控制軟件。

    誠(chéng)然，幾年前在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)明顯存在著新舊PLC混合使用的情況，工業(yè)用戶(hù)不得不同時(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)的新舊知識(shí)，甚至彼此借鑒學(xué)習(xí)。大多數(shù)PLC制造商為工業(yè)用戶(hù)僅僅提供了軟邏輯和一種操作平臺(tái)。

    在高端應(yīng)用方面，很難進(jìn)一步區(qū)分PLC控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng)之間的差異，因?yàn)檫@兩者均采用了同樣類(lèi)型的微處理器和內(nèi)存芯片。形象地打個(gè)比喻，如果你忘掉工業(yè)PC和PLC這些詞語(yǔ)字面上的含義，那么在箱子里所能夠觀察到的恰恰是一些基本計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，我們更多觀察到的卻是那些基本技術(shù)的復(fù)雜化和混合體，這些技術(shù)被有效地組合到控制系統(tǒng)中去。

    另外，采用開(kāi)放控制的原因一方面是系統(tǒng)功能集成的需要，另一方面也是由于一些工業(yè)用 戶(hù)對(duì)功能過(guò)分苛求所致。如果能夠給予高度的重視，就能夠獲得更多的基本技術(shù)知識(shí)。PLC制造商專(zhuān)注于系統(tǒng)功能化，而工業(yè)用戶(hù)則專(zhuān)注于系統(tǒng)應(yīng)用。人們可以看到，將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是將更多的功能進(jìn)一步集成到一個(gè)控制箱內(nèi)。因而像順序控制和過(guò)程控制這樣的事件將會(huì)采用功能化方式進(jìn)行處理，其他像運(yùn)動(dòng)控制等也能夠共享到相同的控制結(jié)構(gòu)體系中。

    可以相信，PLC技術(shù)將繼續(xù)向開(kāi)放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。后者除了在靈活性方面比傳統(tǒng)PLC具有截然不同的優(yōu)勢(shì)外，還具有其他優(yōu)點(diǎn)，如能夠縮短系統(tǒng)投放到市場(chǎng)的周期，降低系統(tǒng)投資費(fèi)用，提高從工廠底層到企業(yè)辦公自動(dòng)化的數(shù)據(jù)信息流動(dòng)效率等。

    關(guān)于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)問(wèn)題已經(jīng)得到很好的解決，也許其主要的東西仍然隱藏在技術(shù)背后，但缺乏相應(yīng)的跟蹤記錄。對(duì)于PLC來(lái)講，堅(jiān)固性是其主要特點(diǎn)之一，這已經(jīng)有相當(dāng)多的跟蹤記錄來(lái)驗(yàn)證。工業(yè)用戶(hù)仍然非常小心地對(duì)待PLC，他們正在對(duì)PLC作不同的技術(shù)測(cè)試工作。在利用一種新技術(shù)時(shí)，工業(yè)用戶(hù)需要考慮的問(wèn)題是要冒多大的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)需要考慮對(duì)其商務(wù)活動(dòng)能夠帶來(lái)多少機(jī)會(huì)和收益。

    但工業(yè)用戶(hù)不完全相信開(kāi)放式控制系統(tǒng)所帶來(lái)的好處。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，他們開(kāi)始逐漸淡化這些思想觀念。工業(yè)用戶(hù)正在平衡采用新技術(shù)所存在的風(fēng)險(xiǎn)和給他們的商務(wù)活動(dòng)所帶來(lái)的收益，以便為今后的決策提供有效的保障。

    工業(yè)PC技術(shù)提供了許多功能，能夠增強(qiáng)PLC的功能特性，包括內(nèi)藏視頻和高速浮點(diǎn)數(shù)字協(xié)處理器。盡管Microsoft公司沒(méi)有進(jìn)一步提升該項(xiàng)功能特性的計(jì)劃，但新的Windows CE 3.0完全能夠更好地滿足過(guò)程控制的需要。

    不久前，Siemens公司公布了一套新的基于開(kāi)放式控制系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品，即3.0版本的SIMATIC WinAC(Windows自動(dòng)化中心)。WinAC是基于Windows NT，與SIMATIC S7 PLC兼容的適合于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)解決方案。WinAC 3.0提供了具有較高集成度的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線局域網(wǎng)的連接性能，以及遠(yuǎn)程程序設(shè)計(jì)。此外，它還為現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備本地化集成提供了一種新的DeviceNet I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，用于連接所安裝的DeviceNet I/O設(shè)備。

    Steeplechase軟件公司也已推出了一套支持硬實(shí)時(shí)過(guò)程控制的嵌入式Windows NT操作系統(tǒng)接口部件。該部件進(jìn)一步結(jié)合了Steeplechase公司采用SBS技術(shù)并運(yùn)行于Windows NT環(huán)境的工業(yè)Compact PCI的硬實(shí)時(shí)控制軟件?，F(xiàn)在，Steeplechase公司的可視化邏輯控制器已經(jīng)升級(jí)到5.0版。該控制器適合于Windows NT 4.0和Windows 2000兩種操作系統(tǒng)，它的實(shí)時(shí)引擎能夠直接與普通的Ethernet和TCP/IP集成在一起。5.0版本的控制器利用了一種增強(qiáng)型OPC服務(wù)器驅(qū)動(dòng)程序，因而比以前的版本具有更快的運(yùn)行速度。其他一些特點(diǎn)還包括新OI網(wǎng)絡(luò)特性，以及能夠讓工業(yè)用戶(hù)自己設(shè)計(jì)出豐富多彩的動(dòng)態(tài)圖形畫(huà)面等。

    Transysoft公司最近推出了新版本的ISaGRAF系列工業(yè)控制組態(tài)軟件包，即ISaGRAF PRO，它是基于IEC 61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并獨(dú)立于任何硬件平臺(tái)的軟邏輯自動(dòng)化控制軟件包。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化過(guò)程控制系統(tǒng)環(huán)境中，該軟件包能夠應(yīng)用于多種組態(tài)和分布式控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，它包含了一套開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用程序工作平臺(tái)，以及相應(yīng)的“虛擬機(jī)器”運(yùn)行時(shí)目標(biāo)。該運(yùn)行時(shí)目標(biāo)能夠運(yùn)行于各種各樣的硬件平臺(tái)。

    CTC自動(dòng)化工程公司已經(jīng)發(fā)布了一套新的控制軟件包MachineLogic PCLC（工業(yè)PC邏輯控制器），該軟件可以讓工業(yè)PC扮演PLC的角色，且仍然保持著工業(yè)PC的功能特性。該軟件能夠完成一臺(tái)PLC所確定的控制任務(wù)，并且與程序執(zhí)行時(shí)間一樣快，均在1 ms以?xún)?nèi)；還能夠同時(shí)處理多任務(wù)工作，但不能同時(shí)超過(guò)16個(gè)控制任務(wù)。一種具有優(yōu)先級(jí)和多任務(wù)處理內(nèi)核的機(jī)制保持著對(duì)每一件控制任務(wù)的跟蹤，確?？刂迫蝿?wù)能夠取得最高的優(yōu)先權(quán)。該軟件能夠運(yùn)行全部5種IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和PID控制程序，支持兩種類(lèi)型的I/O控制設(shè)備。一種是像Profibus和DeviceNet等這樣的現(xiàn)場(chǎng)總線I/O設(shè)備；另一種是像ISA和PC/104這樣的工業(yè)PC I/O模板。另外，該軟件還提供了對(duì)控制系統(tǒng)的在線編輯組態(tài)功能。程序可以在Windows 95/98和Windows NT下開(kāi)發(fā)并運(yùn)行，但也能夠在RTXDOS下執(zhí)行。

    SoftPLC公司也提供了一種工控軟件產(chǎn)品Tealware，有人非常形象地把這種軟件產(chǎn)品稱(chēng)作穿著工業(yè)PC衣服的PLC。那些安裝在支架上的控制系統(tǒng)已經(jīng)有了小型PLC的形狀系數(shù)，但SoftPLC公司的控制軟件已經(jīng)被嵌入到CPU中。Tealware軟件能夠滿足各種類(lèi)型工業(yè)用戶(hù)的需要，從小型、單機(jī)系統(tǒng)到大型、分散多控制工作站應(yīng)用。其特點(diǎn)包括全系列I/O模件、內(nèi)藏Ethernet和工業(yè)串行通信接口。

    最近，Tealware軟件已經(jīng)升級(jí)到2.3版本。其中，控制軟件提供了事實(shí)上無(wú)限的梯形圖邏輯控制步序，同時(shí)允許有超過(guò)百萬(wàn)字的數(shù)據(jù)表；許多OI/SCADA應(yīng)用接口；內(nèi)藏Java引擎和FTP服務(wù)器用于遠(yuǎn)程維護(hù)與管理；支持用戶(hù)自己編寫(xiě)的C、C++、Java程序和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；適合于嵌入式Web服務(wù)器用；程序設(shè)計(jì)的在線運(yùn)行模式；堅(jiān)固的I/O模件支持能力和許多其他標(biāo)準(zhǔn)PLC功能；可以運(yùn)行所輸入的，或者是經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的A-B公司的PLC-5、PLC-2/PLC、PLC-3和SLC-500程序。

    二、Ethernet的擴(kuò)展與進(jìn)一步容納Web技術(shù)

    當(dāng)前，在所有過(guò)程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢(shì)之一就是Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展。PLC也例外，現(xiàn)在，越來(lái)越多的PLC供應(yīng)商開(kāi)始提供Ethernet接口部件。在最近的幾年間，我們已經(jīng)看到，發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈PLC更加強(qiáng)大的PLC是種趨勢(shì)。Ethernet將會(huì)成為PLC的通信標(biāo)準(zhǔn)嗎？也許最終結(jié)果是這樣的，但現(xiàn)在還為時(shí)尚早。對(duì)于在PLC上提供Ethernet接口將能夠解決所有通信問(wèn)題，人們普遍存在著誤解。Ethernet僅僅定義了OSI參考模型底部的幾層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進(jìn)行相互之間的通信處理。打個(gè)比方，這如同一個(gè)不懂英語(yǔ)的中國(guó)人與一個(gè)不懂漢語(yǔ)的美國(guó)人之間是不能夠通過(guò)電話進(jìn)行對(duì)話一樣。因此，協(xié)議就是設(shè)備之間相互通信的語(yǔ)言。

    另一方面，前進(jìn)的步伐已經(jīng)邁出，我們只有迎著困難而上，為了將Ethernet技術(shù)應(yīng)用到工廠底層的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制設(shè)備中去，ODVA協(xié)會(huì)為此建立了一套全球性標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，即Ethernet/IP標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠解決在實(shí)際工作中所遇到的困難。

    向Ethernet靠近的一個(gè)目的在于通過(guò)Internet能夠連接到所希望的任何地方。實(shí)際上，在一些意想不到的地方，Web服務(wù)器正在顯露出其應(yīng)有的威力。幾年前，有一些PLC系統(tǒng)已經(jīng)內(nèi)藏了Web服務(wù)器，這無(wú)疑又為PLC系統(tǒng)增加了更多的特點(diǎn)。其他類(lèi)型的控制設(shè)備也正在準(zhǔn)備進(jìn)一步集成Web服務(wù)器。例如，Square D公司已經(jīng)有一個(gè)具備Ethernet連接接口的發(fā)動(dòng)機(jī)控制中心，并正在準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)一種內(nèi)藏Web服務(wù)器連接接口的變速裝置。

    內(nèi)藏Web服務(wù)器所體一風(fēng)的益處包括開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)工具的影響、客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器關(guān)系。在過(guò)去，工業(yè)用戶(hù)可能會(huì)有代表性地詢(xún)問(wèn)一些有關(guān)PLC方面的信息，但在現(xiàn)在，由于新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，工業(yè)用戶(hù)很容易就可以得到有關(guān)這方面的信息。另一方面，隨著芯片和處理器大規(guī)模的生產(chǎn)，PLC生產(chǎn)制造商能夠生產(chǎn)并提供開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，讓工業(yè)用戶(hù)花較少的費(fèi)用就能夠購(gòu)買(mǎi)到功能非常完善的PLC產(chǎn)品。

    在為將PLC連接到Ethernet和Web上提供技術(shù)支持方面，Schneider公司已經(jīng)成了先驅(qū)者之一。最近，該公司推出了一種運(yùn)行于Premium PLC平臺(tái)的新型快速Ethernet(100 Mb/s)模件。該模件為PLC能夠連接到TCP/IP的Ethernet提供了全雙工自適應(yīng)10/100Mb/s的連接速度，現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制器之間可以共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)掃描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，采用一個(gè)嵌入式Web服務(wù)器提供HTML通信服務(wù)，同時(shí)提供了SNMP用于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)通信管理。在一次展覽會(huì)上，Schneider公司還向工業(yè)用戶(hù)展示了他們有關(guān)透明工廠的觀念。

    另外，Schneider公司最近還推出了基于Modicon公司的Momentum MIE系列處理器的適配器，該適配器提供了標(biāo)準(zhǔn)IEC程序控制性能，進(jìn)一步為e-制造提供了完美的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O系統(tǒng)和其他現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制設(shè)備連接到Internet和Ethernet的能力，現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制設(shè)備包括所有功能化實(shí)時(shí)過(guò)程控制器。

    幾年前，Rockwell自動(dòng)化公司也在其PLC產(chǎn)品中提供了Ethernet接口，而且正在堅(jiān)定不移地穩(wěn)步提高Ethernet的功能特性。該公司最近已經(jīng)公布了一種柔性I/O模件解決方案，這種柔性I/O模件利用非專(zhuān)利版本的Ethernet技術(shù)能夠提供實(shí)時(shí)過(guò)程控制性能。A-B公司提供的1756型ControlLogix I/O也是基于標(biāo)準(zhǔn)Ethernet TCP/IP和UDP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的組件，其應(yīng)用層使用了一種開(kāi)放式、面向?qū)ο?、基于生產(chǎn)者/ 消費(fèi)者的技術(shù)。這種技術(shù)在ControlNet、DeviceNet和FF現(xiàn)場(chǎng)總線H1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也能夠找到。

三、置位/復(fù)位指令型順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法

    1．步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)圖5a為用置位/復(fù)位指令設(shè)計(jì)的順序控制系統(tǒng)步進(jìn)階梯。其設(shè)計(jì)依據(jù)也是圖1所示的控制流程。該步進(jìn)階梯結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是每步的輔助繼電器都有一個(gè)置位線圈和一個(gè)復(fù)位線圈，二者編號(hào)相同。步1利用置位指令S使輔助繼電器M1置位（即M1線圈得電后內(nèi)部自鎖），建立步1程序，并為步2提供步進(jìn)條件信號(hào)。當(dāng)步2的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)發(fā)出（X2閉合），指令S使M2置位，建立步2程序，同時(shí)復(fù)位指令R使M1復(fù)位，撤銷(xiāo)步1程序。同理可畫(huà)出后續(xù)各步繼電器置位/復(fù)位梯形圖。當(dāng)最后一步完成并回到原位（X1閉合）時(shí)，指令R使M4復(fù)位，系統(tǒng)的工作循環(huán)結(jié)束。

    2．輸出階梯設(shè)計(jì)圖5b為輸出階梯結(jié)構(gòu)，與圖4b完全相同，不再贅述。

圖5 置位/復(fù)位指令型順序控制電路