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西门子PLC模块6ES7512-1SK01-0AB0详细说明

各种型号的CPU模块有不同的性能，如有的CPU模块集成了数字量和模拟量的I/O通道，有的CPU集成了PROFIBUS-DP的通信接口。CPU模块面板上有状态指示灯、模式转换开关、24 V电源端子、电池盒和存储卡插槽。

(2)电源模块

电源模块(PS)用于将220 V交流电转换为24 V直流电，供给CPU和其他模块使用。电源模块的额定输出电流有2A、SA和10A三种，电源模块的面板上有工作开关和状态指示灯，当电源过载时指示灯会闪烁。

(3)信号模块

信号模块(SM)包括数字量和模拟量的I/O模块，它们作为PLC的过程输入和输出通道。信号模块主要有数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322、模拟量输入模块SM331和模拟量输出模块SM332。模拟量输入模块可以输入热电量、热电阻、直流4~20 mA和直流0～10 V等多种不同类型和不同量程的模拟量信号。信号模块通过背板总线将现场的过程信号传递给CPU。

(4)功能模块

功能模块(FM)主要用于对实时性和存储容量要求较高的特殊控制任务，如计数器模块、*／慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块、定位和连续路径控制模块、闭环控制模块、工业标识系统的接口模块、称重模块、位置输入模块和超声波位置解码器等。

(5)通信处理器

通信处理器(CP)用于PLC与PLC之间、PLC与计算机之间、PLC与其他智能设备之间的通信，它可以将PLC连人PROFIBUS现场总线、AS-1现场总线和工业以太网，或用于实现点对点通信等。通信处理器可以减轻CPU处理通信的负担，并减少用户对通信的编程工作。

(6)接口模块

接口模块(IM)用于组成多机架系统时连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。S7 -300通过主机架和3个扩展机架，zui多可以配置32个信号模块．功能模块和通信处理器（需要相应的CPU支持）

 S7-300采用了模块式结构，主要由机架(RACK)、电源模块(PS)、*处理单元模块( CPU)、接口模块(IM)、信号模块(SM)、功能模块(FM)和通信处理器(CP)等部分组成，如图2-1所示。S7-300的模块都**称，同样名称的模块根据接口名称和功能的不同，又有不同的规格，在PLC的硬件组态中，以定货号为准。

图2-1  S7-300的硬件组成

(1)*处理器单元模块

  各种型号的CPU模块有不同的性能，如有的CPU模块集成了数字量和模拟量的I/O通道，有的CPU集成了PROFIBUS-DP的通信接口。CPU模块面板上有状态指示灯、模式转换开关、24 V电源端子、电池盒和存储卡插槽。

自由口通信

与上位机的通信通过PC Access，操作人员可以通过上位机读取S7-200 SMART 的数据，从而实现设备监控或者进行数据存档管理。（PC Access 是专门为S7-200 系列PLC 开发的OPC 服务器协议，专门用于小型PLC 与上位机交互的OPC 软件）

运动控制

三轴 100 kHz 高速脉冲输出，*实现**定位.

运动控制基本功能

标准型晶体管输出CPU 模块，ST40/ST60 提供3 轴100 kHz 高速脉冲输出，支持PWM（脉宽调制）和PTO 脉冲输出

在PWM 方式中，输出脉冲的周期是固定的，脉冲的宽度或占空比由程序来调节，可以调节电机速度、阀门开度等

在PTO 方式（运动控制）中，输出脉冲可以组态为多种工作模式，包括自动寻找原点，可实现对步进电机或伺服电机的控制，达到调速和定位的目的

CPU 本体上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可组态为PWM 输出或高速脉冲输出，均可通过向导设置完成上述功能

PWM 和运动控制向导设置为了简化您应用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、PTO 的组态。该向导可以生成位控指令，您可以用这些指令在您的应用程序中对速度和位置进行动态控制。PWM 向导设置根据用户选择的PWM 脉冲个数， 生成相应的PWMx_RUN 子程序框架用于编辑。运动控制向导***多提供3 轴脉冲输出的设置，脉冲输出速度从20 Hz 到100 kHz 可调。

运动控制功能特点

提供可组态的测量系统，输入数据时既可以使用工程单位（如英寸或厘米），也可以使用脉冲数

提供可组态的反冲补偿

支持、相对和手动位控模式

支持连续操作

提供多达32 组运动动包络，每组包络***多可设置16 种速度

提供4 种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和***终的接近方向进行选择

运动控制的监控为了帮助用户开发运动控制方案，STEP 7- Micro/WIN SMART 提供运动控制面板。其中的操作、组态和包络组态的设置使用户在开发过程的启动和测试阶段就能轻松监控运动控制功能的操作。

使用运动控制面板可以验证运动控制功能接线是否正确，可以调整组态数据并测试每个移动包络

显示位控操作的当前速度、当前位置和当前方向，以及输入和输出LED（脉冲LED 除外）的状态

查看修改在CPU 模块中存储的位控操作的组态设置

由于通信是在PC机以及PLC之间协调进行的，所以PC机以及PLC中的通信程序也必须相互协调，即当一方发送数据时另一方必须处于接收数据的状态。如图7-18、图7-19所示分别是PC、PLC的通信程序流程

通信程序的工作过程：PC每发送一个字节前首先发送握手信号，PLC收到握手信号后将其传送回PC，PC只有收到PLC传送回来的握手信号后才开始发送一个字节数据。PLC收到这个字节数据以后也将其回传给PC，PC将原数据与PLC传送回来的数据进行比较，若两者不同，则说明通信中发生了误码，PC机重新发送该字节数据；若两者相同，则说明PLC收到的数据是正确的，PC机发送下一个握手信号，PLC收到这个握手信号后将*次收到的数据存入的存储区。这个工作过程重复一直持续到所有的数据传送完成。

    采用软件握手以后，不管PC与PLC的速度相差多远，发送方永远也不会超前于接收方。软件握手的缺点是大大降低了通信速度，因为传送每一个字节，在传送线上都要来回传送两次，并且还要传送握手信号。但是考虑到控制的可靠性以及控制的时间要求，牺牲一点速度是值得的，也是可行的。

PLC方的通信程序只是PLC整个控制程序中的一小部分，可将通信程序编制成PLC的中断程序，当PLC接收到PC发送的数据以后，在中断程序中对接收的数据进行处理。PC方的通信程序可以采用VB、VC等语言，也可直接采用西门子组态软件，如STEP7、WinCC。

. 程序设计前的准备工作

程序设计前的准备工作就是要了解控制系统的全部功能、规模、控制方式、输入/输出信号的种类和数量、是否有特殊功能的接口、与其它设备的关系、通信的内容与方式等，从而对整个控制系统建立一个整体的概念。接着进一步熟悉被控对象，可把控制对象和控制功能按照响应要求、信号用途或控制区域分类，确定检测设备和控制设备的物理位置，了解每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模及之间的关系。

2. 设计程序框图

根据软件设计规格书的总体要求和控制系统的具体情况，确定应用程序的基本结构、按程序设计标准绘制出程序结构框图，然后再根据工艺要求，绘出各功能单元的功能流程图。

3. 编写程序

根据设计出的框图逐条地编写控制程序。编写过程中要及时给程序加注释。

4. 程序调试

调试时先从各功能单元入手，设定输入信号，观察输出信号的变化情况。各功能单元调试完成后，再调试全部程序，调试各部分的接口情况，直到满意为止。程序调试可以在实验室进行，也可以在现场进行。如果在现场进行测试，需将可编程控制器系统与现场信号隔离，可以切断输入/输出模板的外部电源，以免引起机械设备动作。程序调试过程中先发现错误，后进行纠错。基本原则是“集中发现错误，集中纠正错误"。

5. 编写程序说明书

在说明书中通常对程序的控制要求、程序的结构、流程图等给以必要的说明，并且给出程序的安装操作使用步骤等.

1、在PLC里建立DB1数据块，里面设两个开关量“PLC秒开关"和“人机响应开关"；

2、人机变量中连接这两个变量；

3、在人机“PLC秒开关"变量的属性----事件----数值变更中添加“取反位"，让“人机响应开关"变量随着“PLC秒开关"变化而变化；

4、在PLC程序块中编程，让“PLC秒开关"每0.5秒反转，再用TON延时指令让“人机响应开关"1秒内没有动作就输出 人机通信失败，因为人机通信异常后“人机响应开关"将不再会发生变化。

其实，市场上任何触摸屏与PLC通讯不上不外乎要确认四个问题：

1、plc参数和工程里的是否*

2、通讯线是否按照接线图的引脚接线

3、工程里设置的com口在屏上接的时候是否正确

4、参数和线确认OK，的情况下，看看是不是plc程序或是plc的地址问题。

方法：

先判断参数：

1、用PLC的编程软件接上PLC测试看看PLC的参数是多少，工程里设置的参数是否和测试出来的*。

2、在线模拟：用我们的组态软件，用PLC本身的通讯电缆和电脑相连接，在线模拟看看工程是否通讯的上。可以用个数值输入部件或是开关，对其操作，看看关掉模拟器之后再开在线模拟后之前的操作是否还在，是否直接提示NC。（NC和之前操作没有写下去即为没有通上）

测试线：

用万用表按照接线图的引脚定义测试接线。

一：触摸屏的参数。查看一下触摸屏的参数设置。

这里面有几个参数需要特别注意的：

1：通信口的设置--－一定要确认清楚PLC连接触摸屏的COM1口还是COM2口

2：设备类型--－这个是zui重要的，如果协议没选对的话，其他就不用说了

3：连接方式--－PLC跟触摸屏的连线，确认好事RS485，还是RS232C

4：接口参数跟PLC站号--－一定要跟PLC里面的设置*。

二：如果参数确认设置好了，接下来就排查线路的问题。

确认RS485,RS232C的做线是否正确，触摸屏与各种PLC接线的做法不一样。这个可以参照维控(plc与触摸屏通信线接法帮助文档）查看，这个是正常排查通信问题的基本方法。

接下来教大家如何绕开触摸屏的问题--－在线模拟。在通讯不上的时候，有的客户会猜测可能是触摸屏的问题，或者接口的问题。在线模拟就是绕开触摸屏，直接用PLC跟电脑进行连接。

具体的做法：

1：PLC跟电脑要通过RS232进行连接。有的PLC有RS232的接口，有的没有，没有的可以通过转接头接到电脑上。

2：新建一个简单的工程。放两个元器件，一个数值显示，一个数值输入。地址设置PLC里面的地址。

3：工程参数设置一定要跟PLC里面的设置一样。

4：点击在线模拟功能

这样子做就可以很明显查看PLC能不能跟PC通信上。如果可以通信上就可以排除PLC方面的问题，跟参数设置的问题

通过点到点连接，可进行*、高性能的串行数据交换

2种型号：

CP 441-1 有一个可变接口，用于简单的点对点连接。

CP 441-2 有 2 个可变接口，用于高性能的点对点连接。

插入式接口模板用于不同的物理传输特性：
RS 232C (V.24)，20 mA (TTY) 或 RS 422/RS 485 (X.27)

执行的协议：ASCII, 3964 (R), 打印机驱动； 
CP 441-2 还具有 RK 512 和 Modbus RTU（可重新装载）

通过集成在 STEP7 中，简化参数分配

CP 441 通讯处理器通过点对点链接进行高速、高性能的串行数据通讯，减轻了CPU的通讯负担。

例如，点对点连接可用于：

SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 可编程控制器，以及许多其他制造商的系统

编程器和PC机

打印机

机器人控制

扫描仪，条码阅读器等。

通讯处理器有二种型号：

CP 441-1:
有一个可变接口，用于简单和经济的点对点链接。

CP 441-2:
有二个可变接口，用于高性能的点对点链接。

通信模块具有以下机械特性：

结实的塑料护壳

LED指示灯:
用于显示“发送”、“接收”或“故障”。

一个（CP 441-1）或二个（CP 441-2）插槽，用于插入接口模板。用于物理传输介质 RS 232C (V.24), RS 422/485 或 20 mA (TTY) 的接口模块可插入到插槽中

CP 441-1 和 CP 441-2 可以在扩展机架中使用。但是，必须 K 总线信号的传输。

提供了用于 CP 441-2 的具有不同负荷能力的驱动程序：

Modbus：
用于符合 MODBUS 协议的通讯，具有 RTU 格式：

MODBUS 主站；主站/从站连接，SIMATIC S7 作为主站.

Modbus 从站；以 SIMATIC S7 作为从站的主站-从站连接，无法实现从站到从站的报文帧流量。

CP 441-2 的两个串口可以分别使用不同的标准协议或可下载用于 V.24/TTY/X.27 接口模块的驱动程序。

用户友好的功能使这些通信模块应用更灵活、更经济：

不同的传输协议：

3964(R), 用于连接西门子设备上；

RK 512, 用于连接 PC（只能通过 CP 441-2 连接）；

打印机驱动程序，用于控制打印机；

ASCII，用于方便连接第三方设备；

对于 CP 441-2, 也可以使用 Modbus RTU（需重新装载驱动程序)

CP 441-1 和 CP 441-2 通信模块的参数化非常方便：

通过 STEP 7 进行通信组态：
通过利用通信组态，用户可以定义使用哪种通信协议，或者使用哪种特性。

通过 CPU 进行参数分配：
编程器已经连接至 CPU。通过 C 总线进行 CP 通信。

组态数据存储在 CPU 存储卡中的数据块中。更换模块时，新模块可以立即使用。

组态软件包(CD盘)：
带有电子手册和参数化输入屏幕。 从 STEP 7 V11 (TIA Portal) 起，已经集成了必要的参数化输入屏幕。

西门子S7系统PLC的符号编程基础介绍

一、系统存储区

S7的系统存储区集成在CPU中，不能被扩展。系统存储区根据功能分为不同的区域供用户使用。在用户程序中使用相应的指令可以在相应的地址区内直接对数据进行寻址。

1．输入过程暂存区（I）

2．输出过程暂存区（Q）

3．位存储区（M）

4．外部输入输出（PI/PQ）

5．计时器（T）

6．计数器（C）

7．数据块（DB）

8．局部数据（L）

二、地址寻址

什么是地址寻址？

1.位寻址

2.字节寻址

3.字寻址

4.双字寻址

三、符号地址寻址

1.       全局符号

在符号编辑器中定义的符号。

2.       局部符号

局部符号是在程序块中变量申明区中定义，定义的对象也只限于本块的块参数、静态数据和临时数据等，且所定义的符号只在本程序块中有效。

西门子S7-200网络的通讯设置和元件选择

S7-200的端口是不隔离的，如果想使网络隔离，应考虑使用RS-485中继器或者EM277。

注意：

●具有不同电位的互联设备有可能导致不希望的电流流过连接电缆。

●这种不希望的电流可能导致通讯失败或者设备损坏。

●要确保用通讯电缆连接的所有设备有相同的参考电位，或者彼此隔离，来避免产生这种不希望的电流。

为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型

网段的大长度取决于两个因素：隔离（用RS-485中继器）和波特率。但连接具有不同电位的设备是需要隔离。当接地点之间的距离很远时，有可能具有不同的地电位。即使距离较近，大型机械的负载电流也能导致地电位的不同。

表1 网络电缆的大长度

适合在机器级使用的坚固而紧凑的结构
SIMATIC HMI 操作员面板正面的防护等级为 IP65/NEMA 4，具有较高的电磁兼容性 (EMC) 和的抗振性，适合在条件恶劣的工业环境中的机器设备级使用。由于其安装深度浅，设计紧凑，固定式操作面板设备可以安装在任何地方，即使在空间有限的地方也可照常安装。对于分布式组态，还可以提供防护等级为 IP65/NEMA 4 的设备。

移动式面板以其坚固、耐冲击的设计和防护等级 IP 65，尤其适用于工业应用。它们重量轻，具有人机工程学设计，因此操作简便、容易。

只需一套工程工具，即可胜任所有应用
SIMATIC WinCC (TIA Portal) 是一种工具，用于统一组态所有 SIMATIC HMI 面板以及基于 PC 的系统。如有要求可提供其它型号。使用 ProTool 进行组态，简便而又。无需**编程知识。

一旦生成了组态，可以简便地将它们用于整个产品系列键盘只需组态，无需编程。

TIA 组件
西门子通过全集成自动化理念，“一站式”提供全面、模块化且相互匹配的自动化解决方案组件，而全集成自动化是为成功的自动化解决方案之一。SIMATIC WinCC (TIA Portal) 是全集成自动化概念不可分隔的一部分。这提供了**性的优势。由于组态/编程、数据管理与通信具有上的统一性，对自动化解决方案进行组态的成本被大大降低。

各种自动化系统的开放性
尽管面板可被统一地集成到 SIMATIC 系统中，但它们也可用于连接到众多不同厂商的 PLC。标准供货范围内包含有综合系列驱动程序。

创新性的操作员控制和监视
SIMATIC HMI 面板方便创新的操作员控制和监视，坚固**、稳定、简便。尤其是在精智面板上，标准硬件和软件接口（例如，MMC/SD 卡、USB、以太网、PROFINET、PROFIBUS DP、Visual Basic 脚本或客户特定的 ActiveX 控件）为办公环境提供了更大的灵活性和开放性。

全球使用
SIMATIC HMI 面板的配备非常适合全球使用。通过在线语言选择功能，在运行过程中通过简便按一个按钮，即可选择较多 32 种语言。提供各种语言，包括亚洲语言（中文简体、繁体中文、朝鲜语和日语）和俄语等WinCC (TIA Portal) 的组态界面（包括在线帮助）和整套文档都是多语言的。在一个项目中较多可有 32 种语言。它们可通过西门子公司的服务支持来提供。

经济地完成简单 HMI 任务
对于数量结构有限的简单应用，建议使用基本型 HMI，这种产品，运行快 ，操作直观。

这些面板提供了明亮的显示质量和高性能可视画面，可显著简化机器设备的操作。您还可以通过完整灵活的解决方案在安装、调试和工程期间节省宝贵的时间。

SIMATIC HMI 按键型面板

按键式面板可方便地作为操作面板使用，由于采取装配式结构，易于安装，节省大量时间与资金。

所有带灯按钮均可自由配置，并配有五个彩色 LED（红色、绿色、蓝色、黄色和白色）。所有按钮也可以防护等级 IP65 进行轻松刻字。背面有用于连接执行器和传感器的集成式 IO 端子。

SIMATIC MP 277单元，基于WINOOWs CE，集操作员面板的坚固**性与PC环境的灵活性于一身。

点阵式图形 7.5" 或 10.4" TFT 显示屏，彩色（64k 色）

MP 277 8" 和 MP 277 10" 触摸屏:
触摸屏（模拟/**）
MP 277 8"按键式：
38 系统功能键，其中有 26 个是自由组态和自由定义说明的功能键（18个带有LED）
MP 277 10" Key:
38 系统功能键，其中有 36 个是自由组态和自由定义说明的功能键（28个带有LED）

MP 277 正面为不锈钢，因而满足食品与饮料等行业的高要求。

所有接口，如 MPI、PROFIBUS DP、USB、PROFINET（以太网 TCP/IP），均为机载式

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