西门子咸宁PLC模块总代理

CPU 1510SP F-1 PN 是经济实用的入门级 CPU，适用于在分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。CPU 1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的设计形式为 3 端交换机，这样就可以在系统中通过端口 1 和 2 建立总线型拓扑，并且也可通过端口 3 来连接编程设备/PC 或 HMI 设备。

作为智能设备使用时， CPU 1510SP F-1 PN 可实现在本地对过程数据进行分布式预处理，并且仅将实际需要的信息传输到上位控制器。这种方式有以下优点：

减轻中央控制器的工作负荷

缩短对现场重要信号的响应时间

数据量减少，总线系统上的负荷降低

各单元经过预测试并进行平行调试，设置更快速

由于采用独立的机器单元，提高了可用性和灵活性

组态清晰明了

CPU 1510SP F-1 PN *独立于中央控制器运行。如果发生故障，CPU 1510SP F-1 PN 仍继续运行。

按位模块化的 ET 200SP I/O 系统设计加上 CPU 1510SP-1 PN，可实现面向功能的站设计。

另外，CPU 还通过易组态的块提供全面控制功能，并能够通过标准化 PLC-open 块连接到驱动器。

功能

性能

高速命令处理

高性能网络接口：
CPU 配有 PROFINET IO IRT（3 端交换机）作为标准接口。

集成技术

通过标准化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器

支持转速控制轴和定位轴以及外部编码器

**位置传动可实现轴之间的同步操作

具有所有 CPU 变量的跟踪功能，用于实时诊断和偶发故障检测

全面的控制功能，例如，通过便于组态的块自动控制参数以实现优控制质量

等时同步模式

通过恒定总线循环时间，将分布式信号采集、信号传输和程序执行与 PROFIBUS 循环进行同步耦合

集成安全功能

通过密码保护专有技术，防止未经许可而读取和修改程序块

通过复制保护，可将具体程序块与 SIMATIC 存储卡的序列号绑定：
只有在将配置的存储卡插到 CPU 中后，程序块才可运行。

4 级*方式：
也可以对与 HMI 设备的通信进行限制。

防止操作：
控制器可以识别工程组态数据的更改和未*传输。

集成式系统诊断

可在 TIA 博途中、HMI 设备上和 Web 器上显示系统诊断信息，甚至可显示来自变频器的消息，及时 CPU 处于 STOP 模式也进行更新。

集成在 CPU 的固件中，无需进行特殊组态。

通过集中设置进行组态控制（选项处理）

可以在控制器中存储各种硬件组态：
在用户程序中修改组态（启动 OB100）
组态结束时改装选件
可使用占位模块。

SIMATIC 存储卡（CPU 运行需要此存储卡）

用作插入式装载存储器，或用于更新固件

也用于存储附加文档或 .csv 文件（用于配方和归档）

通过用户程序的系统函数创建数据块以进行存储/读取

数据日志（归档）和配方

在 SIMATIC 存储卡上存储配方和归档的 .csv 文件；
使用 Office 工具或通过 Web 器方便地访问设备运行数据。

通过 Web 浏览器或 SD 读卡器，方便地访问机器组态数据（与控制器之间的双向数据交换）

对标准程序部分进行编程

使用 STEP 7 Professional V13 SP1 或更高版本进行编程

对故障安全程序部分进行编程

使用选件包“STEP 7 Safety Advanced”对安全相关程序部分进行编程

用于 ET 200S 的 2、4 和 8 通道输入和输出

采用自动编码，可插入到 TM-E 端子模板

高性能型，用于增强设备可用性、附加功能和丰富的诊断功能

可以进行模板的热交换

1、编程元件
plc是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。
PLC内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点”，但它们不是“硬”继电器，而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内部的这些继电器称之为“软”继电器。
S7-200系列CPU224、CPU226部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示

2、编程语言
    所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言，
将一个控制要求描述出来的过程。PLC常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且两者常常联合使用。
1）梯形图（语言）
梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号，根据控制要求联接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。
梯形图中常用图形符号分别表示plc编程元件的动合和动断触点；
用（）表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。触点和线圈等组成的独立电路称为网络，用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号，允许以网络为单位给梯形图加注释。
    梯形图的设计应注意到以下三点：
    ①梯形图按从左到右、自上而下地顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）起始于左母线，然后是触点的串、并联接，后是线圈。
    ②梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是用来形象地描述用户程序执行中应满足线圈接通的条件。
    ③输入寄存器用于接收外部输入信号，而不能由PLC内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入寄存器的触点，而不出现其线圈。输出寄存器则输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出寄存器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。输出寄存器的触点也可供内部编程使用。
2）指令语句表
    指令语句表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言易懂易学，若干条指令组成的程序就是指令语句表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。
下例为PLC实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法：

　1．某些国外的小型plc的程序结构
　　这些PLC的用户程序由主程序、子程序和中断程序组成。在每一个扫描循环周期，CPU都要调用一次主程序。主程序可以调用子程序，小型控制系统可以只有主程序。中断程序用于快速响应中断事件。在中断事件发生时，CPU将停止执行当时正在处理的程序或任务，去执行用户编写的中断程序。执行完中断程序后，继续执行被暂停执行的程序或任务。它们的子程序和中断程序没有局部变量，子程序没有输入、输出参数。
　　2．西门子的S7-200的程序结构
　　过程映像输入/输出（I/Q）、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量。S7-200的程序组织单元(ProgramOrganizationalUnit，简称为POU)包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量，局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反，全局变量可以在各POU中使用。
　　下面是子程序可以使用的局部变量：
　　1)TEMP(临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时，定义的临时变量才被使用，POU执行完后，不再保存临时变量的数值。
　　2)IN是由调用它的POU提供的输入参数。
　　3)OUT是返回给调用它的POU的输出参数(子程序的执行结果)。
　　4)IN_OUT是输入_输出参数，其初始值由调用它的POU传送给子程序，并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。
　　主程序和中断程序的局部变量中只有临时变量TEMP。
　　具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程，对于长期生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。这些厂家的编程人员为设备的各组件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码，只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义，就可以通过程序之间的调用快速“组装”出满足不同用户要求的控制程序。就好像用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。
　　子程序如果没有输入、输出参数，它和调用它的程序之间没有清晰的接口，很难实现结构化编程。
　　子程序如果没有局部变量，它和调用它的程序之间只能通过全局变量来交换数据，子程序内部也只能使用全局变量。将子程序和中断程序移植到别的项目时，需要重新统一安排它们使用的全局变量，以保证不会出现地址冲突。当程序很复杂，子程序和中断程序很多时，这种重新分配地址的工作量非常大。
　　如果子程序和中断程序有局部变量，并且它们内部只使用局部变量，不使用全局变量，因为与其他POU没有地址冲突，不需作任何改动，就可以将子程序移植到别的项目中去。
　　3．西门子的S7-300/400的程序结构
　　S7-300/400将子程序分为功能（Function，或称为函数）和功能块（FunctionBlock）。
　　S7-300/400的功能与S7-200的子程序基本上相同。它们均有输入、输出参数和临时变量，功能的局部数据中的返回值实际上属于输出参数。它们没有专用的存储区，功能执行结束后，不再保存临时变量中的数据。
　　可以用全局变量来保存那些在功能执行结束后需要保存的数据，但是会影响到功能的可移植性。
　　功能块是用户编写的有自己专用的存储区（即背景数据块）的程序块，功能块的输入、输出参数和静态变量存放在指定的背景数据块中，临时变量存储在局部数据堆栈中。每次调用功能块时，都要指定一个背景数据块。功能块执行完后，背景数据块中的数据不会丢失，但是不会保存局部数据堆栈中的数据。
　　功能块采用了类似于C++的封装的概念，将程序和数据封装在一起，具有很好的可移植性。
　　S7-300/400的共享数据块可供所有的逻辑块使用。
　　4．IEC61131-3的程序结构
　　IEC61131-3是PLC的编程语言标准。IEC61131-3是世界上个，也是至今为止唯一的工业控制领域的编程语言标准。IEC
　　61131-3有三种POU：程序、功能块和功能。
　　功能是有多个输入参数和一个输出参数（返回值）的POU，返回值的名称与功能的名称相同，需要定义返回值的数据类型。调用具
　　有相同输入值的功能总是返回相同的结果。功能可以调用其他功能，但是不能调用功能块或程序。功能可定义的局部变量有VAR和VAR_INPUT。
　　功能块是有多个输入/输出参数和内部存储单元的POU，功能块的输出参数值与其内部存储单元的值有关。功能块可以调用其他功能
　　块或功能，但是不能调用程序。
　　在调用功能块之前，必须在要调用功能块的POU中为每次调用声明功能块的实例，操作系统将为每次调用分配功能块专用的存储区
　　（类似于S7-300/400的背景数据块）。
　　功能因为没有内部存储区，调用时不需要实例化。
　　程序的行为和用途类似于功能块，程序具有输入和输出参数，而且可以具有内部存储区。程序通常包含有对功能和功能块的调用。
　　IEC61131-3定义了若干标准的功能和功能块。
　　5．S7-300/400与IEC61131-3程序结构的区别
　　1）S7-300/400的功能可以有多个输出参数，返回值也属于输出参数。IEC61131-3的功能只有一个返回值。
　　2）IEC61131-3的功能块用于保存局部变量的专用存储区是在声明功能块的实例时分配的，它对用户是不透明的，其他POU不能直接访问该存储区。
　　S7-300/400的功能块的局部变量（不包括临时变量）保存在它的背景数据块中。其他POU可以访问背景数据块中的变量。如果需要多次调用同一个功能块来控制同一类型的被控对象，每次调用都需要指定一个背景数据块，但是这些背景数据块中的变量又很少，这样在项目中就出现了大量的背景数据块。可以使用多重背景数据块来减少背景数据块的数量。但是需要增加一个用来管理多重背景的功能块。
　　3）S7-300/400的功能块的局部变量有临时变量和静态变量，IEC61131-3的功能块的内部变量Var相当于S7-300/400的静态变量。
　　4）S7-300/400将数据区划分为数据块来使用，数据块的大小与数据块中定义的变量的数据类型和变量的个数有关。IEC61131-3没有数据块的概

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