案例:PLC1200概述

1. PLC 1200结构与特点
2. PLC 1200 CPU面板
3. PLC 工作过程
4. 博途软件




1. PLC 1200结构与特点


1) 结构

PLC一般由CPU(中央处理器)、存储器、通信接口和输入/输出模块等及部分组成。

CPU:完成PLC内所有的控制和监视操作。

存储器:系统程序存储器、用户程序存储器和系统存储器。

系统程序存储器:存放由PLC生产厂家编写好的系统程序,并固化在ROM内,用户不能直接修改。

用户程序存储器:存放用户编制的应用程序。大多采用快闪存储器(Flash)。

系统存储器:随机存储器(RAM),用于存储中间计算结果和数据、系统管理,主要包括I/O状态存储器和数据存储器。

输入/输出模块:是PLC与工业现场设备相连接的端口,分开关量和模拟量。


2) 特点

1) 编程简单,容易掌握;梯形图是最常用的编程语言,其电路符号和表达式与继电器电路原理图相似,形象直观、易学易懂。

2) 功能强,性价比高;PLC可以实现非常复杂的控制功能,相比继电器控制系统有更高的性价比。

3) 硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;PLC产品以实现标准化、系列化和模块化。

4) 可靠性高,抗干扰能力强;PLC用软件代替中间继电器和时间继电器。

5) 系统的设计、安装、调试及维护工作量少;PLC程序可以先模拟调试后再到现场联机调试。

6) 体积小、重量轻、功耗低。




2. PLC 1200 CPU面板


S7-1200PLC不同型号的CPU面板是类似的,以CPU 1214C为例,CPU有3类运行状态指示灯,用于提供CPU模块的运行状态信息。

1) STOP/RUN指示灯

STOP/RUN指示灯的颜色为纯橙色时指示STOP模式,纯绿色时指示RUN模式,绿色和橙色交替闪烁指示CPU正在启动。

2) ERROR指示灯

ERROR指示灯为红色闪烁状态时指示有错误,如CPU内部错误,存储卡错误或组态错误(模块不匹配)等,纯红色时指示硬件出现故障。

3) MAINT指示灯

MAINT指示灯在每次插入存储卡时闪烁。


CPU模块上的I/O状态指示灯用来指示各数字量输入或输出的信号状态。

CPU模块上提供一个以太网通信接口用于实现以太网通信,还提供了两个可指示以太网通信状态的指示灯。其中“Link”(绿色)点亮表示连接成功,“Rx/Tx”(黄色)点亮指示传输活动。




3. PLC 工作过程


PLC的工作过程就是程序执行过程。

PLC投入运行后, 便进入程序执行过程。它分为三个阶段进行, 即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

1) 输入采样阶段

PLC控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中相应单元内。

输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

2) 用户程序执行阶段

PLC控制器按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。

扫描每一条梯形图时,先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路, 并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态; 或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

3) 输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后,PLC控制器就进入输出刷新阶段。

在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC控制器的真正输出。



PLC控制器的扫描周期包括自诊断、通讯等,即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。




4. 博途软件

全集成自动化(Totally Integrated Automation,TIA)博途Portal是西门子最新的全集成自动化软件平台其中SIMATIC STEP 7 Basic版本只能对S7-1200 PLC编程, 而SIMATIC STEP 7 Professional版本既能对S7-1200 PLC编程,还支持对S7-300、S7-400,S7-1500的编程。

STEP 7(TIA Portal)V14为用户提供两种视图:Portal视图和项目视图,两种视图可以互相切换。

1) Portal视图

在Portal(门户)视图中可以概览自动化项目的所有任务,初学者可以借助面向任务的用户指南和编辑器来进行工程组态。

选择不同的“入口任务”可处理启动、设备与网络、PLC编程、运动控制、可视化、在线和诊断等各种工程任务。


2) 项目视图

在项目视图中整个项目按多层结构显示在项目树中,在项目视图中可以直接访问所有的编辑器、参数和数据,并进行高效的工程组态和编程。

项目视图类似于Windows界面,包括标题栏、工具栏、编辑区和状态栏等。