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可編程控制器梯形圖設計規(guī)則

1．觸點的安排 

梯形圖的觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。 

2．串、并聯(lián)的處理 

在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應將觸點多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應將觸點多的并聯(lián)回路放在梯形圖的左面。 

3．線圈的安排 

不能將觸點畫在線圈右邊，只能在觸點的右邊接線圈。 

4．不準雙線圈輸出 

    如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效，只有后一次才有效，所以不應出現(xiàn)雙線圈輸出。

5．重新編排電路

 如果電路結(jié)構(gòu)比較復雜，可重復使用一些觸點畫出它的等效電路，然后再進行編程就比較容易。

 6．編程順序

     對復雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段，每一段從左邊觸點開始，由上之下向右進行編程，再把程序逐段連接起來。

• SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊是一個 SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊。通過此模塊，可將 SIMOTION D4x5-2 控制單元的驅(qū)動端計算性能加以擴展。

通過集成驅(qū)動器計算性能，SIMOTION D4x5-2 控制單元可以操作多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊，通過多 6 個附加伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸將驅(qū)動器計算性能進行擴展。這樣就可以根據(jù)應用要求來增加多軸系統(tǒng)的軸數(shù)。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 CX32-2 控制器擴展模塊。

• CX32-2 控制器擴展模塊的寬度為 25 mm，只需要很小的空間，因此非常適合在結(jié)構(gòu)緊湊的機器上使用。
• CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2，所以無需附加模塊，便可實現(xiàn)驅(qū)動器的高性能、等時同步閉環(huán)控制。SIMOTION D4x5-2 模塊上的通訊接口可用于其它連接。
• 控制器擴展模塊的尋址與 PROFIBUS/PROFINET 上的尋址無關。這對于模塊化機器概念十分有利。
• 簡便的布線與組態(tài)
• 來自與 SIMOTION D4x5-2 相連的饋入部分的“控制運行”信號可極為方便地與 CX32-2 控制器擴展模塊的驅(qū)動器互連。
• CX32-2 控制器擴展模塊不需要有自己的 CF 卡。數(shù)據(jù)是在 SIMOTION D4x5-2 控制單元的 CF 卡上集中管理的。這樣做有以下優(yōu)勢：
  • 模塊更換簡便（無需在 CX32-2 上進行操作，例如，更換存儲卡）
  • 在固件升級期間，CX32-2 控制器擴展模塊會自動通過 SIMOTION D4x5-2 控制單元的集成驅(qū)動器進行升級。
  • 通過 SIMOTION D4x5-2 進行集中許可證處理

Design

實例:12 軸系統(tǒng)，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接到 SIMOTION D4x5-2。

這樣就可實現(xiàn)非常緊湊的多軸系統(tǒng)，例如，帶有 12 個伺服軸。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊。

• 一個 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 個 CX32-2
• 一個 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 個 CX32-2

原則上，也可連接第 4 個或第 6 個 CX32-2 控制器擴展模塊。在此情況下，不能再將變頻器/變頻器組件連接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驅(qū)動控制。所有變頻器隨后必須通過所連接的 控制器擴展模塊來運行。例如，這在實現(xiàn)分布式、模塊化機器概念時十分有用。

通過 SINAMICS S110/S120 控制單元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可執(zhí)行附加驅(qū)動控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器擴展模塊只能與 SIMOTION D4x5-2 控制單元配套使用。不能與 SIMOTION D4x5 控制單元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器擴展模塊應用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制單元（訂貨號 6SL3040-0NA00-0AA0）。

模擬量輸入模塊將來自過程的的模擬量信號轉(zhuǎn)換為可在控制器中進行內(nèi)部處理的數(shù)字量信號。

該模塊具有如下特點：

• 分辨率為 9-15 位 + 符號位（具有不同的轉(zhuǎn)換時間），可以設置。
• 各種量程；
  電流/電壓的默認設置是使用量程模塊以機械方式設置的，可通過編程器和 STEP 7 的“Hardware configuration”進行細調(diào)。
• 中斷能力；
  該模塊將診斷和限值中斷發(fā)送到控制器的 CPU。
• 診斷；
  該模塊將綜合診斷信息發(fā)送到 CPU。

在生產(chǎn)工程中，針對分布式故障安全應用而特別開發(fā)了SIMATIC S7故障安全型CPU和故障安全信號模塊SIMATIC ET200S、ET200pro、ET200eco和ET200M。 故障安全I/O具有模塊化結(jié)構(gòu)，只有在實際需要時才能使用安全技術。 新系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的機電部件，例如：

• 可自由編程，可安全地將傳感器連接到執(zhí)行器
• 可選擇地安全關斷執(zhí)行器
• 在一個站中可采用故障安全模塊和標準模塊混合安裝結(jié)構(gòu)
• 單總線理念；
  通過一個總線(PROFIBUS DP、PROFINET)可以傳送故障安全信號和標準信號

全集成自動化(TIA)

安全技術(安全集成)是全集成自動化的一個組件，它提供全集成的安全自動化和標準自動化(SIMATIC S7)。

當今，標準自動化(傳統(tǒng)的PLC)和安全自動化(機電結(jié)構(gòu))是彼此分開的，這兩種自動化正成長為一個統(tǒng)一的、集成的整體系統(tǒng)。

西門子作為一個自動化技術完整提供商，可以提供全面的自動化系統(tǒng)。

• 用于故障安全SIMATIC S7系統(tǒng)的數(shù)字量輸入
• 對于連接：
  • 開關和 2 線制接近開關
  • NAMUR傳感器和機械觸點以及危險區(qū)域信號
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全操作
  • 集中式：帶有 S7-31xF-2 DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH
• 在標準操作中，可以像 S7-300 模塊一樣使用

S7-200系列 PLC的存儲器空間

S7-200 PLC的存儲器空間大致分為三個空間，即程序空間、數(shù)據(jù)空間和參數(shù)空間。

1．程序空間

該空間主要用于存放用戶應用程序，程序空間容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM區(qū)與內(nèi)置EEPROM上都有程序存儲器，但它們互為映像，且空間大小一樣。

2．數(shù)據(jù)空間

該空間的主要部分用于存放工作數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)存儲器，另外有一部分作寄存器使用稱為數(shù)據(jù)對象。

（1）數(shù)據(jù)存儲器 它包括變量存儲器（V），輸入信號緩存區(qū)（輸入映象存儲器I），輸出信號緩沖區(qū)（輸出映象存儲區(qū)Q），內(nèi)部標志位存儲器（M）又稱內(nèi)部輔助繼電器，特殊標志位存儲器（SM）。除特殊標志位外，其他部分都能以位、字節(jié)、和雙字的格式自由讀取或?qū)懭搿?/span>

變量存儲器（V）是保存程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，所有的V存儲器都可以存儲在存儲器區(qū)內(nèi)，其內(nèi)容可在與EEPROM或編程設備雙向傳送。

輸入映象存儲器（I）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數(shù)字量輸入結(jié)點。在每個掃描周期開始，PLC依次對各個輸入結(jié)點采樣，并把采樣結(jié)果送入輸入映象存儲器。PLC在執(zhí)行用戶程序過程中，不再理會輸入結(jié)點的狀態(tài)，它所處理的數(shù)據(jù)為輸入映象存儲器中的值。

輸出映象存儲器（Q）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對應于一個數(shù)字輸出量結(jié)點。PLC在執(zhí)行用戶程序的過程中，并不把輸出信號隨時送到輸出結(jié)點，而是送到輸出映象存儲器，只有到了每個掃描周期的末尾，才將輸出映象寄存器的輸出信號幾乎同時送到各輸出結(jié)點。使用映象寄存器優(yōu)點：①同步地在掃描周期開始采樣所有輸入點，并在掃描的執(zhí)行階段凍結(jié)所有輸入值；②在程序執(zhí)行完后再從映象寄存器刷新所有輸出點，使被控系統(tǒng)能獲得更好穩(wěn)定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序執(zhí)行的更快；④I/O點只能以位為單位存取，但映象寄存器則能以位、字節(jié)、雙字進行存取。因此，映象寄存器提供了更高的靈活性。另外對控制系統(tǒng)中個別I/O點要求實時性較高的情況下，可用直接I/O指令直接存取輸入/輸出點。

內(nèi)部標志位（M）又稱內(nèi)部線圈（內(nèi)部繼電器等），它一般以位為單位使用，但也能以字、雙字為單位使用。內(nèi)部標志位容量根據(jù)CPU型號不同而不同。

特殊標志位（SM）用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量和有關控制信息，特殊標志位分為只讀區(qū)和可寫區(qū)，具體劃分隨CPU不同而不同。

（2）數(shù)據(jù)對象  數(shù)據(jù)對象包括定時器、計數(shù)器、高速計數(shù)器、累加器、模擬量輸入/輸出。

定時器類似于繼電器電路中的時間繼電器，但它的精度更高，定時精度分為lms，10ms和100ms三種，根據(jù)精度需要由編程者選用。定時器的數(shù)量根據(jù)CPU型號不同。

計數(shù)器的計數(shù)脈沖由外部輸入，計數(shù)脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿，計數(shù)的方式有累加1和累減1兩種方式。計數(shù)器的個數(shù)同各CPU的定時器個數(shù)。

高速計數(shù)器與一般計數(shù)器不同之處在于，計數(shù)脈沖頻率更高可達2kHz/7kHz，計數(shù)容量大，一般計數(shù)器為16位，而高速計數(shù)器為32位，一般計數(shù)器可讀可寫，而高速計數(shù)器一般只能作讀操作。

在S7-200CPU中有4個32位累加器，即AC0～AC3，用它可把參數(shù)傳給子程序或任何帶參數(shù)的指令和指令塊。此外，PLC在響應外部或內(nèi)部的中斷請求而調(diào)用中斷程序時，累加器中的數(shù)據(jù)是不會丟失的，即PLC會將其中的內(nèi)容壓入堆棧。因此，用戶在中斷程序中仍可使用這些累加器，待中斷程序執(zhí)行完返回時，將自動從堆棧中彈出原先的內(nèi)容，以恢復中斷前累加器的內(nèi)容。但應注意，不能利用累加器作主程序和中斷子程序之間的參數(shù)傳遞。

模擬量輸入/輸出可實現(xiàn)模擬量的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，而PLC所處理的是其中的數(shù)字量。

3．參數(shù)空間

用于存放有關PLC組態(tài)參數(shù)的區(qū)域，如保護口令、PLC站地址、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波、強制操作的設定信息等，存貯器為EEPROM。

• 通過點對點連接(高信息率)進行高性能的信息傳輸
• 物理接口：RS 422/RS 485 (X.27)
• 多 32 節(jié)點
• 執(zhí)行的協(xié)議：ASCII, 3964 (R)
• 利用集成在 STEP7 中的參數(shù)設置工具可以方便地進行參數(shù)設置

CP 440 通訊模塊通過 RS 422/RS 485（X27）進行高性能的短消息幀傳送。該特點可促使實現(xiàn)上述所有點對點連接。

例如，點對點連接可用于：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 可編程邏輯控制器和非西門子控制器
• 編程器和PC機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器
• 測量系統(tǒng)
• 秤

RS 485 接口允許多連接 32 個通訊連接。

通訊處理器有以下機械特性：

• 堅固的塑料外殼
• LED指示燈:
  用于指示 "發(fā)送", "接收" 或 "故障"

CP 440 也可在擴展機架中使用。但是，必須C總線信號的傳輸。在“技術規(guī)范”中列出了使用范圍。

采用了多種標準協(xié)議，因此可與廣泛的節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換：

• ASCII: 
  用于通過簡單通訊協(xié)議連接到第三方系統(tǒng)，如帶有開始和結(jié)束字符的協(xié)議或帶有塊檢查字符的協(xié)議。 接口的握手信號可被掃描，并由用戶程序來控制。
• 3964（R）： 
  用于通過已標準化和公布的西門子 3964 (R) 協(xié)議連接到西門子設備或第三方設備。 另外還采用了一個帶有默認值的 3964(R) 驅(qū)動程序和一個可編程 3964(R) 驅(qū)動程序。

參數(shù)化

CP 440 通訊處理器的參數(shù)化極為簡單而方便：

• 用戶可通過集成在 STEP 7 中的一個參數(shù)分配工具來指定模塊特性，例如：
  • 要使用哪個已實施協(xié)的議驅(qū)動程序，或
  • 要使用哪些驅(qū)動程序相關功能
• 通過 CPU 進行參數(shù)化： 
  只需將編程設備與 CPU 相連。 組態(tài)數(shù)據(jù)歸檔在一個系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中，而數(shù)據(jù)塊存儲在 CPU 中。 在更換一個模塊時，新的模塊可立即投入使用。
• 組態(tài)軟件包（光盤）： 
  含電子手冊以及用于與 CP 通訊的參數(shù)化屏幕和標準功能塊

西門子PLC 6ES7332-5HB01-0AB0