西门子6ES7340-1BH02-0AE0性能参数

可编程控制器是一种工业控制计算机，它的工作原理是与计算机工作原理基本一致，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。

是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在plc运行时，cpu从条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回条指令开始新的一轮扫描。plc的工作过程包括内部处理、通信处理、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段，如图所示。全过程扫描一次所用的时间称为扫描周期或工作周期。

图plc的工作过程

在内部处理阶段，plc检查cpu模块内部各硬件是否正常。

在通信处理阶段，cpu自动检测各通信接口的状态，处理通信请求。

plc有两种工作状态，即停止(stop)状态和运行(run)状态。当plc处于停止(stop)状态时，只完成内部处理和通信处理工作。当plc处于运行(run)状态时，还要完成其他三个阶段。

cpu在处理程序时，输入信号不是直接从输入点读取的，运算结果也并不直接送到实际输出点。在plc的存储器中，设置了两个映像寄存器：输入映像寄存器和输出映像寄存器，用于存放输入信号和输出信号的状态。输入映像寄存器和输出寄存器统称i/o映像寄存器。

plc的程序执行过程一般分为输入处理、程序执行和输出处理三个阶段。

(1)输入处理阶段

在输入处理阶段，plc以扫描方式依次地读人所有输入状态和数据，并将它们存入输入映像寄存器中。在程序执行阶段和输出刷新阶段中，由于输入映像寄存器与外界隔离，即使输入状态和数据发生变化，输入映像寄存器的状态和数据也不会改变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。因此不会造成运算结果的混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

(2)程序执行阶段

在用户程序执行阶段，根据plc梯形图程序扫描原则，plc按先左后右，先上后下的顺序逐句扫描。然后根据逻辑运算的结果，刷新输出映像寄存器的状态，输出映像寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。在用户程序执行过程中，只有输入点在输入映像寄存器内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在输出映像寄存器的状态和数据都有可能随着程序的执行随时发生变化。因扫描是从上到下顺序进行，所以前面程序执行结果会对后面的程序起作用，影响后面程序的执行结果；而后面扫描的结果却不能影响前面的扫描结果，只能到下一个扫描周期才能对上面的程序起作用。

(3)输出处理阶段

当所有指令执行完毕后，plc就进入输出刷新阶段。输出映像寄存器的状态被送至输出锁存器中，并通过一定的方式（、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。

(4) plc循环扫描工作的特点

在一个扫描周期内，输入状态在输入采样阶段进行．输出状态在输入刷新阶段才被送出，这种方式称为集中采样、集中输出。

①定时集中采样。plc对输入端子的扫描只是在输入处理阶段进行，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态端进行新的扫描。这种定时集中采样的工作方式，保证了cpu执行程序时和输入端子隔离断开，输入端的变化不会影响cpu的工作，**了plc的抗干扰能力。

②集中输出。plc在一个工作周期内，其输出暂存器中的数据跟随输出指令执行的结果而变化，而输出锁存器中的数据一直保持不变，直到输出阶段才对输出锁存器的数据刷新。这种集中输出的工作方式使plc在执行程序时，输出锁存器一直与输出端子处于隔离断开状态，从而也保证了plc的抗干扰能力，**了plc的可靠性。

一般小型plc采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但从根本上**了系统的抗干扰能力．系统的可靠性强。对大中型plc，由于i/o点数多，控制功能强，采用可变的扫描顺序，可以采用分时分批地进行顺序扫描，**系统的响应速度，缩短扫描周期。

可以使用西门子WINCC软件，或者使用第三方软件诸如GE的iFIX等通过SIMATICNETPCSOFTWARE建立OPC服务器与PLC连接C通讯。
 
    OPC服务器与PLCS7连接通讯的组态
 
    1)配置PC站的硬件机架
 
    SIMATICNET软件安装后，点击桌面上的StationConfigurator快捷键或任务栏的图标。
 
    选择1#插槽，点击Add按钮，在添加组件窗口中选择OPCServer并点击OK。
 
    选择3#插槽，点击Add按钮，在添加组件窗口中选择IEGeneral，点击Properties查看网络参数(StationConfigurationEditor中双击IEGeneral设置网络参数)。
 
    点击StationName按钮，指定PC站名称，点击OK完成站的硬件组态。
 
    2)配置控制台(ConfigurationConsole)的使用与设置
 
    打开配置控制台Start—SITMATIC—SIMATICNET—ConfigurationConsole
 
    ConfigurationConsole是组态设置和诊断的核心工具，用于PC硬件组态和PC应用程序的组态和诊断。正确完成PC站的硬件组态后，可以看到IEGeneral的模式从PGmode切换到Configuredmode，插槽号(Index)自动指向3。
 
    在AccessPoints设定窗口中，将S7ONLINE双击设置指向PCinternal(local)。此设定为PC站组态的下载做准备。
 
    3)在SIMATICNET中组态PCStation因字数限制省略
 
    4)组态下载因字数限制省略
 
    5)数据通信的测试---OPCScout工具进行OPCServer和PLC的数据通信测试

随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断**，变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水质量等特点，广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统。
　　在供水系统中，通常以**为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节**，水泵电机转速保持不变。由于实际用水中，需水量是变化的，若阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节**，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变**。而变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。
　　
PLC在恒压供水系统中的应用示例

plc恒压供水系统原理图

　　如上图所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。
　　从上图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。
　　PLC在系统中的作用是控制交流接触器组进行工频-变频的切换和水泵工作数量的调整。

plc恒压供水系统控制流程图
　　系统起动之后，检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作，人们根据自己的需要操作相应的按钮，系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式，则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。
　　手动模式主要是解决系统出错或器件出问题，另外本系统为了防止PLC故障而导致的系统停机，手动的控制没有进入PLC程序中，这样更加有利于系统的温度性。在自动运行模式中，如果PLC接到频率上限信号，则执行增泵程序，增加水泵的工作数量。如果PLC接到频率下限信号，则执行减泵程序，减少水泵的工作数量。没接到信号就保持现有的运行状态。
　　与普通的供水模式相比，plc恒压供水系统可以节电50%以上。一般应用在生活用水的二次增压，并且工作起来对市政管网的给水压力不产生压降，这就需要到变频调速技术和智能控制技术等多种技术来实现。

梯形图是使用得多的图形编程语言，被称为plc的编程语言。梯形图与电器控制系统的很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。

plc梯形图编程中，用到以下四个基本概念：

1.软

plc梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与plc存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“on”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“off”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。

2.能流

如图1所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”(power flow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。图1a中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为如图1b所示的梯形图。

3.母线

梯形图两侧的垂直公共线称为母线(bus bar)，。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。

4.梯形图的逻辑解算

根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。