西门子6SL3040-0PA00-0AA1参数详细

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PLC 硬件系统设计

1 ． PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％； PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

（ 2 ）对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算；计数器/ 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 / 输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统，PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

（ 4 ）根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

（ 5 ）对在线和离线编程的选择

图 1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

（ 2 ）确定 I/O 设备

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SIMATIC S7-200 SMART， 延长电缆 两行结构 用于 EM，SR CPU，1m S7-200 SMART144 系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI硬件配置 “系统块”(System Block) 对话框的顶部显示已经组态的模块，并允许您添加或删除模块。

使用下拉列表更改、添加或删除 CPU 型号、信号板和扩展模块。添加模块时，输入列和输出列显示已分配的输入地址和输出地址。

说明

*选择系统块中的 CPU 型号和固件版本（V1 或 V2）作为真正要使用的 CPU 型号和固件版本。下载项目时，如果项目中的 CPU 型号或固件版本与所连接的 CPU 型号或固件版本不匹配，STEP 7-Micro/WIN SMART 将发出警告消息。您可继续下载，但如果连接的 CPU 不支持项目需要的资源和功能，将发生下载错误。

模块选项

系统块对话框底部显示在顶部选择的模块选项。单击组态选项树中的任意节点均可修改所选模块的项目组态。

系统块包括 CPU 模块的以下组态选项：

通信 (页 145) 数字量输入和脉冲捕捉位 (页 147) 数字量输出 (页 150) 保持范围 (页 151) 安全 (页 153) 启动 (页 157)其它设备（如模拟量输入 (页 158)、模拟量输出 (页 161)、RTD 模拟量输入 (页 163)、热电偶 (TC) 模拟量输入 (页 167)、RS485/RS232 CM01 通信信号板 (页 171)、电池 BA01 信号板 (页 172)以及附加数字量输入和输出）的特定组态选项可在添加这些模块时从系统块进行访问。

在下载或上传系统块之前，必须在 STEP 7-Micro/WIN SMART 与 CPU 之间建立通信。

然后即可下载一个修改的系统块，以便为 CPU 提供新系统组态。您所输入的新属性在将修改内容下载 (页 47)到 CPU 时生效。

您也可以从 CPU 上传一个现有系统块，以使 STEP 7-Micro/WIN SMART 项目组态与CPU 组态相匹配。

PLC 设备组态

6.1 组态 PLC 系统的运行

S7-200 SMART

系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 145

6.1.2 对通信进行组态

单击“系统块”(System Block) (页 143) 对话框的“通信”(Communication) 节点组态以太网端口、背景时间和 RS485 端口。

CPU 型号 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 无以太网端口，不支持与使用以太网通信相关的所有功能。

以太网端口

若要使 CPU 从项目中获取其以太网网络端口的相关信息，则请单击“IP 地址数据固定为下面的值，不能通过其它方式更改”(IP address data is fixed to the values below and cannot be changed by other means) 复选框。然后便可输入以下以太网信息： “IP 地址”(IP Address)：每个设备必须有一个 Internet 协议 (IP) 地址。设备使用此地址在更加复杂的路由网络中传送数据。 “子网掩码”(Subnet Mask)：子网是已连接的网络设备的逻辑分组。在局域网 (LAN) 中，子网中的节点彼此之间的物理位置通常相对接近。子网掩码定义 IP 子网的边界。子网掩码 255.255.255.0 通常适用于本地网络。 “默认网关”(Default Gateway)：网关（或 IP 路由器）是 LAN 之间的链路。LAN 中的计算机可使用网关向其它网络发送消息，这些网络可能还隐含着其它 LAN。如果数据PLC 设备组态6.1 组态 PLC 系统的运行S7-200 SMART146 系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI的目的地不在 LAN 内，网关会将数据转发给可将数据传送到其目的地的另一个网络或网络组。网关依靠 IP 地址来传送和接收数据包。 “站名称”(Station Name)：站名称是在网络上定义的 CPU 名称。在“通 信”(Communications) 对话框中，请使用有助于识别 CPU 的名称。

说明 站名称遵守标准 DNS（域名系统）命名规范。S7-200 SMART CPU 将站名称限制为*多 63 个字符，其中包括小写字母 a 到 z、数字 0 到 9、连字符（减号）和句号。CPU 禁用某些名称：? 站名称不能有 n.n.n.n 格式，其中 n 取 0 到 999 中的值。? 站名不能以字符串 port-nnn 或字符串 port-nnn-nnnnn 开始，其中 n 是 0 到 9 的数字。例如，port-123 和 port-123-45678 为无效站名。站名称不能以连字符或句号开始或结束。

背景时间

可组态专门用于处理通信请求的扫描周期时间百分比。增加专门用于处理通信请求的时间百分比时，亦会增加扫描时间，从而减慢控制过程的运行速度。扫描时间仅在过程通信请求需要处理时增加。

专门用于处理通信请求的默认扫描时间百分比被设为 10%。该设置在处理编译/状态监控操作和尽量减小对控制过程的影响之间进行了合理的折衷。您可以调整该设置，每次增加5%，*为 50%。

随着 S7-200 SMART CPU 通信伙伴的增多，将需要更多的后台时间来处理这些伙伴的请求。GET 和 PUT 指令需要额外资源来创建并保持与其它设备间的连接。如果有 HMI 设备或其它的 CPU 通过 EM DP01 与 S7-200 SMART CPU 通信，则 EM DP01 PROFIBUS DP 模块需要额外的后台通信时间。开放式用户通信 (OUC) 还会给 CPU 增加额外负荷，并可能需要额外的后台时间。

RS485 端口 使用以下设置对板载 RS485 端口调整系统协议通信参数。连接编程设备或 HMI 设备时使用系统协议：RS485 端口地址：单击滚动按钮输入所需 CPU 地址 (1-126)。默认端口地址为 2。 波特率：从下拉列表中选择所需数据波特率（9.6 Kbps、19.2 Kbps 或 187.5 Kbps）。

PLC 设备组态6.1 组态 PLC 系统的运行S7-200 SMART系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 147

说明 对于 S7-200 SMART CPU，可执行以下 RS485 通信连接：? 使用 USB-PPI 电缆通过任意串行端口（包括 RS485 端口、信号板端口和 DP01 PROFIBUS 端口）对所有型号的 CPU 进行编程。? 使用 RS485 和 RS232 端口进行 HMI 访问（数据读/写）和自由端口通信。

说明 CPU 型号 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 不支持使用扩展模块或信号板。6.1.3 组态数字量输入 单击“系统块”(System Block) (页 143) 对话框的“数字量输入”(Digital Inputs) 节点组态数字量输入滤波器和脉冲捕捉位。

数字量输入滤波器 通过设置输入延时，您可以过滤数字量输入信号。 该延迟帮助过滤输入接线上可能对输入状态造成不良改动的噪音。 输入状态改变时，输入必须在时延期限内保持在新状态，才能被认为有效。 滤波器会消除噪音脉冲，并强制输入线在数据被接受之前稳定下来。

PLC 设备组态6.1 组态 PLC 系统的运行S7-200 SMART148 系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI使用 S7-200 SMART CPU，用户可以为其所有数字量输入点选择一个输入延迟。 可用输入点数取决于 CPU 型号 (页 21)。四个输入点（I0.0 到 I0.7 以及 I1.0 到 I1.5）支持延迟时间选项的扩展设置（可在 0.2 ms 至 12.8 ms 范围内的七个设置中任选其一，或在 0.2 μs 至 12.8 μs 范围内的七个设置中任选其一）。 其余输入点（I1.6 及以上）仅支持输入延迟选项的限定设置（6.4 ms、12.8 ms 或者不过滤）。例如，CPU SR20 的所有十二个输入点均支持输入延迟设置的扩展列表。 对于 CPU ST40，输入延迟选项的扩展列表适用于其四个输入点，其余十个输入点则仅支持限定列表。所有输入点的默认滤波时间均为 6.4 ms。要设置输入延迟，请按以下步骤操作：1. 从一个或多个输入旁的下拉列表中选择延迟时间。2. 单击“确定”(OK) 按钮，输入选项。

西门子PLC程序中常用的几个指令介绍

串联电路块的并联连接指令OLD

两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDN指令，分支结束用OLD指令。OLD指令与后述的ALD指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。OLD有时也简称或块指令。

2、并联电路的串联连接指令ALD

两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ALD指令。分支的起点用LD、LDN指令，并联电路结束后，使用ALD指令与前面电路串联。ALD指令也简称与块指令，ALD也是无操作目标元件，是一个程序步指令。

3、输出指令 =

1、= 输出指令是将继电器、定时器、计数器等的线圈与梯形图右边的母线直接连接，线圈的右边不允许有触点，在编程中，触点以重复使用，且类型和数量不受限制。

4、置位与复位指令S、R

S为置位指令，使动作保持；R为复位指令，使操作保持复位。从的位置开始的N个点的寄存器都被置位或复位,N=1～255如果被复位的是定时器位或计数器位,将清除定时器或计数器的当前值。

5、跳变触点EU,ED

正跳变触点检测到一次正跳变(触点的入信号由0到1)时,或负跳变触点检测到一次负跳变(触点的入信号由1到0)时,触点接通到一个扫描周期.正/负跳变的符号为EU和ED,他们没有操作数,触点符号中间的”P”和”N”分别表示正跳变和负跳变

6、空操作指令NOP

NOP指令是一条无动作、无目标元件的一个序步指令。空操作指令使该步序为空操作。用NOP指令可替代已写入指令，可以改变电路。在程序中加入NOP指令，在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。

7、程序结束指令END

END是一条无目标元件的一序步指令。PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理，在程序的后写入END指令，表示程序结束，直接进行输出处理。在程序调试过程中，可以按段插入END指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。采用END指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END指令。要注意的是在执行END指令时，也刷新监视时钟。