西门子6ES7211-0BA23-0XB0支持验货

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1 概述
灯箱是一种常见的广告装置，其主要型式有单面灯箱和双面灯箱两种，为增加信息量，少数场所使用多面灯箱。随着广告业的迅速发展，大容量的灯箱广告，将会逐步被采用。本文所述的多幅面广告装置，采用小型PLC控制，以卷辊卷绕广告布的方式，滚动展示喷绘在广告上的多幅广告，适用于构成单面或双面灯箱。

2 工作原理及主要技术参数
该广告展示装置主要由驱动电机3、11及与电机同轴的电磁制动器4、12，减速齿轮2、10，单幅画面定位检测光电开关5，幅面总长限位开关6，可编程控制器等组成。图1 为广告装置工作原理示意图。

其工作原理如下：电动机3通过齿轮减速机构2带动卷辊1顺时针转动，将广告卷绕在卷辊上，此时，广告画面自下而上运动（称正向展示），当广告布移动的距离等于一幅广告画面的高度（如2米）时，贴在广告布上的反光片7将来自定位检测光电开关5的红外光束反射回去，光电开关5检测到该反射光束后产生一脉冲信号，并送至PLC的I1输入端（见图2）。

PLC不断扫描执行图3所对应的程序，检测到上述信号后，切断电动机3的电源，同时电磁制动器4、12失电，电机被迅速制动，欲展示的广告画面停顿下来，装置展示该幅广告。每幅广告被展示时间的长短取决于PLC定时器的时间设定值T，展示时间达到设定值（如T-3分钟）时，PLC控制电动机3再次启动、运转，重复上述各动作过程，进而展示下一幅广告。装置正向展示到后一幅广告时，贴于广告布下端，用于幅面总长限位的反光片8，运动到光电开关6的正前方，同时用于后一幅广告幅面定位的反光片，处于光电开关5的正前方。光电开关6、5各产生一脉冲信号，分别送至PLC的输入端I2与I1（见图2 ），PLC检测到上述两个脉冲信号后，执行异或门BF03和脉冲触发器SF02及SF01、BF01（图3 ）

等功能块对应的程序，封锁输出端Q1，实现Q1、Q2互锁，为反向展示作好准备，当该幅广告的展示时间达到设定值时，PLC的输出端Q2及Q3、Q4接通电源，电机11转动，并经齿轮10带动卷辊9逆时针转动，使广告布自上而下运动，装置依次逆向展示各幅广告。
装置主要技术参数：
(a). 广告幅面尺寸：4米（宽）×2米（高）；
(b). 广告画面大数量：12幅；
(c). 更换画面时布面运动速度：0.2 ~ 0.3m/s；
(d). 广告画面展示时间：0.5 ~ 120分钟；
(e). 驱动电机：220VAC，60W。

3 PLC控制系统设计
3.1 系统主要功能
(a). 手动/自动运行方式转换——正常情况下，系统处于自动运行状态；系统调试、制作广告时，设置为手动状态；
(b). 正/逆向展示转换——主要用于系统调试；
(c). 正向手动、逆向手动调整——在运行方式手动状态时，可操作此功能开关使广告画面正向或逆向运动；
(d). 故障保护及报警——防止幅面总长限位开关出现故障时，广告布从卷辊上撕扯掉。
3.2 PLC的选择及系统组成
依据系统功能要求及控制对象的数量，系统输入信号有：?自动/手动转换信号，?正向/逆向转换信号，?单幅画面定位信号，?幅面总长限位信号，?正向手动调整信号，?逆向手动调整信号；系统输出信号有：?电机控制信号（自动控制2个，手动控制2个），?电磁制动器控制信号2个，?报警信号1个。上述信号均为开关量，其中输入信号及报警输出信号为24VDC，余下的输出信号皆为220VAC，系统I/O设备占用I/O点数为输入6点，输出7点，可选用一般小型PLC。为方便编程及使用，采用SIEMENS公司LOGO！系列24RCL型可编程控制器，其输入12点（24VDC），输出8点（继电器输出），该型PLC大特点是自带操作及显示单元，因此，用户可方便地编辑、修改程序。
PLC控制系统的I/O连接如图2所示。

3.3 程序设计
24RCL型可编程控制器采用功能块式编程语言，以BF表示基本功能块，SF表示特殊功能块。图3为该广告展示装置控制系统的功能块图，分别依靠断开延时功能块SF01，脉冲触发器功能块SF02，加/减计数器功能块SF03，实现展示时间的设定，正/逆向展示转换，广告画面数量设定功能。

4 结束语
该广告展示装置样机制作已经完成，通过测试及连续运转试验，表明各项性能指标达到设计要求，具有结构简单，安装、调试方便，运转可靠，功能齐全，信息量大之优点。

PLC将强劲增长  PLC的未来发展迎来新机遇

  摘要：PLC的未来发展除了产品本身的发展，更大程度上取决于用户和市场的发展，任何产品存在的根本在于用户和市场的需求。ARC咨询集团新研究表明，在未来5年内，各行各业对自动化产品领域的资本投资将继续保持强劲势头。PLC中国市场预期以12．4％的年复合增长率（CAGR）增长，市场份额预计从2006年的接近7.5亿美元增长到2011年的13亿美元。

    时代赋予的史命

　　在哥本哈根气候会议上，低碳经济成为人类关注的热点。这意味着大幅度提高化石能源的生产率，将是未来几十年经济创新的主要模式。

　　工业经济社会是以高能耗产品的生产和销售为中心，而低碳经济社会则是以低能耗服务的提供和享受为中心。中国未来也许路径不尽相同，但大方向不会偏离太远，可以肯定的是，工业经济时代长期便宜地使用传统化石能源和排放二氧化碳的状况正在离我们远去。

　　推进工业化、信息化融合，广泛应用信息技术是实现工业低碳的一个重要手段。在这个过程中，利用技术改造促使企业节能减排，提高生产效益就成为当前各行各业的首要工作和任务。具有节能降耗的自动化技术在全球提倡的“低碳经济”后越发成为人们关注的技术之一。

　　自动化正以超快速增长的趋势成为现代社会不可或缺的部分，也成为制造商快速服务全球市场的关键。ARC 咨询集团分析师imanshu Shah表示：“很明显，在竞争日益激烈的全球制造业环境下，制造商为了提高产量和利润率，就必须依赖于自动化技术。”

PLC发展趋势图

　　长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。但是中国有利的商业环境，为来自世界各地的制造业者准备了充足的投资机会和建立起工厂的条件。伴随着日益上升的消费需求，外国直接投资流入中国升速，推进了中国的制造业，紧接着推动了可编程序逻辑控制器（PLC）在中国的市场。ARC咨询集团新研究表明，在未来5年内，各行各业对自动化产品领域的资本投资将继续保持强劲势头。PLC中国市场预期以12．4％的年复合增长率（CAGR）增长，市场份额预计从2006年的接近7.5亿美元增长到2011年的13亿美元。

　　危机中平稳增长

　　2007到2009年的年增长率将稳定在9.0%-10.0%之间。受金融危机的冲击，2009年PLC的市场规模略有萎缩。

　　近年来，中国OEM机械厂家一直忙于提高国产机械的自动化水平，减少对国外高端机械产品的依赖。因此，PLC作为典型控制产品，在纺织机械、塑料机械、印刷机械、食品机械、包装机械、起重机械、机床和化工机械等诸多领域被广泛应用。

　　受危机的影响，2008年中国OEM市场全面低迷，尤其是下半年成本上升、出口锐减和内需萎缩导致中小企业大量倒闭，部分行业大企业严重开工不足，直接影响了该市场对PLC的需求。其中大的OEM市场——纺织机械的PLC应用规模降低到6.3亿元，同比萎缩17%。使得深耕于该行业的PLC厂商都遭受重创。

　　另外经济低迷导致需求的下降，在电梯、纺织机械、建筑机械、电源设备、造纸机械、电子制造设备、物料搬运、机床、HVAC、塑料机械、橡胶机械等应用中呈负增长的态势。冶金行业是应用PLC多的项目型市场，以大、中型PLC为主，由于产能过剩、需求萎缩和价格下降，也使得PLC在该行业继续保持低迷的态势。

　　纵观2009年，PLC在大部分OEM行业的应用都将维持低迷的态势，只有少数如食品机械和包装机械等受经济周期影响不大的行业仍能保持一定的增长。但是，一些行业如，汽车、公共设施、矿业、市政等直接受国家刺激政策的拉动，PLC需求不减，成为PLC稳步增长的中坚力量。

　　PLC的未来发展除了产品本身的发展，更大程度上取决于用户和市场的发展，任何产品存在的根本在于用户和市场的需求。随着经济的回暖和国家政策的推动，自动化产品市场的需求持续旺盛。特别是在低碳时代，制造企业充分认识到了自动化产品的作用，以及其对于企业利润和在竞争激烈的全球市场中取得成功的贡献，因而继续在自动化设备上加大资本投资。

　　PLC产品可以用于离散、制程和混合式自动化产品领域，并在各个制造行业保持稳固增长。基于对更高自动化程度和更高能效的需要，制造业会越来越多地应用PLC。在制造过程中，以低生产设备生命周期成本来实现适应性和灵活性的日益增加的需求，给PLC的创新与发展提供了不竭的动力。一些新兴行业的运用以及新能源产生、储存和基础设施建设的需要，无疑给PLC带来了巨大的机遇，特别是在OEM、楼宇自控等低迷的行业中，将会有很大的起色。

    国内PLC市场现状

　　我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。基于中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。相关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为30～40亿元人民币（不含随进口主设备配套的PLC），年增长率为15～20%。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，使国产PLC早日成为中国PLC市场的主要参与者之一。

　　目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。

　　在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但从行业上分，有各自的势力范围。大中型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。我国的PLC供应渠道，主要有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、OEM用户、终用户。其中，大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到终用户的。

　　在中国市场上西门子，三菱和欧姆龙都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占得了先机，相对应的是施耐德和LG这些后来者虽然市场快速增长，但是距离先行者仍有一定的差距。某些品牌会侧重于一些行业，如施耐德更加注重电力行业，罗克韦尔在冶金行业表现出众。此外，国产PLC品牌发展得也很快，并夺取了一定的市场份额。

PLC大题一、两台电机相互协调运转，其运转动作如下时序图，M1运转10秒后，M2开始运转，M1运转20秒后停歇20秒再运转。M2再M1运转10秒后开始运转也是转20秒，停20秒如此不断循环，用程序来实现电机的运转控制（例举几种程序编制方法）。设：X0为启动按钮,X1为停止按钮；Y0为M1电机接触器，Y1为M2电机接触器。时序图：  二、机床的间歇喷油润滑装置，当机床电源合上后，润滑泵按每次喷油2秒间歇30秒的方式喷油润滑3次，然后停10分钟再喷油3次，如此循环。试用PLC程序来控制喷油润滑动作。  设：X0为启动按钮,X1为停止按钮；Y0为输出接触器   三、根据下列梯形图，画出Y0、Y1、Y2的波形 提问1：如果Y0、Y1、Y2的波形改为下图的波形则程序应作哪些改动。提问2：如果Y0、Y1、Y2的波形改为下图的波形则程序应作哪些改动。 提问3：写出原梯形图的指令语句表：提问4：本题是以时间为转移条件的循环运行的顺序控制类题目。按照Y0、Y1、Y2的波形，用步进指令STL来实现。 四、有五只电机，启动时为了减少启动电流，在按了启动按钮后，电机依次每隔10秒启动一次，在按了停止按钮后必须等后一只电机启动运行20秒后方能全部停转，当按了急停按钮后不管在什么状态下五只电机必须立即停转，试用PLC程序实现控制。设：X0为启动按钮,X1为停止按钮；X2为急停按钮；五只电机的运转信号为：Y0、Y1、Y2、Y3、Y4 提问：如果将五只电机按M1、M2、M3、M4、M5编号排列，按启动按钮X0后，按由小到大编号每隔10秒依次启动，按停止按钮X1后，启动的电机由大到小依次每隔5秒停止，按急停按钮X2时五只电机立即停转。 五、画出下列状态转移图的步进梯形图。提问1：用步进指令来编顺控程序时，其状态流程一般有几种？提问2：本试题中包含哪几种流程？提问3：选择性分支、并行性分支、跳转和循环在状态转移图绘制时各有什么特点（或注意点）？提问4：如果在并行性分支双划线内出现转移条件时应如何处理？

PLC及其网络发展到现在，已经能够实现NBS或ISO模型要求的大部分功能，至少可以实现4级以下NBS模型或ISO模型功能。

    PLC要提供金字塔功能或者说要实现NBS或ISO模型要求的功能，采用单层子网显然是不行的。因为不同层所实现的功能不同，所承担的任务的性质不同，导致它们对通信的要求也就不一样。在上层所传送的主要是些生产管理信息，通信报文长，每次传输的信息量大，要求通信的范围也比较广，但对通信实时性的要求却不高。而在底层传送的主要是些过程数据及控制命令，报文不长，每次通信量不大，通信距离也比较近，但对实时性及可靠性的要求却比较高。中间层对通信的要求正好居于两者之间。

由于各层对通信的要求相差甚远，如果采用单级子网，只配置一种通信协议，势必顾此失彼，无法满足所有各层对通信的要求。只有采用多级通信子网，构成复合型拓扑结构，在不同级别的子网中配置不同的通信协议，才能满足各层对通信的不同要求。

    PLC网络的分级与生产金字塔的分层不是—一对应的关系，相邻几层的功能，若对通信要求相近，则可合并，由一级子网去实现。采用多级复合结构不仅使通信具有适应性，而且具有良好的可扩展性，用户可以根据投资情况及生产的发展，从单台PLC到网络、从底层向高层逐步扩展。下面列举几个有代表性公司的PLC网络结构。

    三菱公司的PLC网络

三菱公司PLC网络继承了传统使用的MELSEC网络，并使其在性能、功能、使用简便等方面更胜一筹。Q系列PLC提供层次清晰的三层网络，针对各种用途提供合适的网络产品，如图7-24所示。

图7-24   三菱公司的PLC网络

 （1）信息层/Ethernet（以太网） 信息层为网络系统中高层，主要是在PLC、设备控制器以及生产管理用PC之间传输生产管理信息、质量管理信息及设备的运转情况等数据，信息层使用普遍的Ethernet。它不仅能够连接bbbbbbs系统的PC、UNIX系统的工作站等，而且还能连接各种FA设备。Q系列PLC系列的Ethernet模块具有了日益普及的因特网电子邮件收发功能，使用户无论在世界的任何地方都可以方便地收发生产信息邮件，构筑远程监视管理系统。同时，利用因特网的FTP服务器功能及MELSEC专用协议可以很容易的实现程序的上传/下载和信息的传输。

（2）控制层/MELSECNET/10（H）  是整个网络系统的中间层，在是PLC、CNC等控制设备之间方便且高速地进行处理数据互传的控制网络。作为MELSEC控制网络的MELSECNET/10，以它良好的实时性、简单的网络设定、无程序的网络数据共享概念，以及冗余回路等特点获得了很高的市场评价，被采用的设备台数在日本达到高，在世界上也是屈指可数的。而MELSECNET/H不仅继承了MELSECNET/10的特点，还使网络的实时性更好，数据容量更大，进一步适应市场的需要。但目前MELSECNET/H只有Q系列 PLC才可使用。

（3）设备层/现场总线CC-bbbb  设备层是把PLC等控制设备和传感器以及驱动设备连接起来的现场网络，为整个网络系统低层的网络。采用CC-bbbb现场总线连接，布线数量大大减少，提高了系统可维护性。而且，不只是ON/OFF等开关量的数据，还可连接ID系统、条形码阅读器、变频器、人机界面等智能化设备，从完成各种数据的通信，到终端生产信息的管理均可实现，加上对机器动作状态的集中管理，使维修保养的工作效率也大有提高。在Q系列PLC中使用，CC-bbbb的功能更好，而且使用更简便。

    在三菱的PLC网络中进行通信时，不会感觉到有网络种类的差别和间断，可进行跨网络间的数据通信和程序的远程监控、修改、调试等工作，而无需考虑网络的层次和类型。

MELSECNET/H和CC-bbbb使用循环通信的方式，周期性自动地收发信息，不需要专门的数据通信程序，只需简单的参数设定即可。MELSECNET/H和CC-bbbb是使用广播方式进行循环通信发送和接收的，这样就可做到网络上的数据共享。

对于Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/H、CC-bbbb网络，可以在GX Developer软件画面上设定网络参数以及各种功能，简单方便。

    另外，Q系列PLC除了拥有上面所提到的网络之外，还可支持 PROFIBUS、Modbus、DeviceNet、ASi等其它厂商的网络，还可进行 RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通过数据专线、电话线进行数据传送等多种通信方式。