西门子CP443-1以太网通讯模块

满足PLC的使用环境要求，这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC，不都能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光直接照射到的地方，温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学物质容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。
    现在，模拟和传感器领域的正在帮助制造商充分发挥计算资源的优势，包括工厂内部和云端。工业4.0代表了将这种智能化与广泛的检测范围、分布式控制以及可靠、无缝连接整合在一起的愿景。按照摩尔定律的稳定发展，使得我们拥有了海量处理能力的机器。企业能够处理TB甚至PB级数据，从而强化决策层管理，不断发现新市场，优化过程。对于制造商而言，的挑战是收集数据并根据数据采取措施。为解决这一问题，目前涌现出三大趋势：PLC的问题是没有人发现真正的问题所在。根据近期的市场调研，大多数工程师仍然认为数字提供了节省空间的机会。而数字芯片在PLC模块中仅占据15%至20%的电路板空间。真正的问题在于模拟和分立元件占据绝大多数的PCB空。
    可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出上款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个较：阳极，阴极和门较;晶闸管具有硅整流器件的特性，每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/O部分、存储器、CPU等，发现异常停机显示出错。若自诊断正常，继续向下扫描。2）PLC检查是否有与编程器和计算机的通信请求，若有则进行相应处理，如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显。
    输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。1)输入接口输入接口用于接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、转换开关、行程开关、继电器触头等开关量输入信号；另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入信。

当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但是CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理，每一时刻执行一个操作。但由于CPU运算处理速度很高，使得外部出现的结果从宏观来看似乎是同时完成的。这种分时操作的过程，称为CPU对程序的扫描（CPU处理执行每条指令的平均时间：小型PLC如OMRON-P系列为10μs、中型PLC如FANUC-PLC-B为7μs）。
    接线端子排插入后，其上下螺丝必须旋紧。由于现场的变压器、电机等影响，多少会有振动，如果这些螺丝钉松动了，PLC是专为工业自动控制而开发的装置，通常PLC采用面向控制过程，面向问题的“自然语言”编程。不同厂家的产品采用的编程语言不同，这些编程语言有梯形图、语句表、控制系统流程图等。为了增强PLC的各种运算功能，有的PLC还配有BASIC语言，并正在探索用其他高级语言来编程。日本的FANUC公司、立石公司、三菱公司、富士公司等所生产的PLC产品，都采用梯形图编程。在用编程器向PLC输入程序时，一般简易编程器都采用编码表输入，大型编程器也可用梯形图直接输入。在众多的PLC产品中，由于制造厂家不同，其指令系统的表示方法和语句表中的助记符也不尽相。
    这就加速了向分布式控制架构的转变。提高运营效率和收益预期将推动发生自PLC发明以来的工厂改造。这为PLC工程师带来了相当大的挑战。为赢得这一市场，系统设计师需要将更多的I/O和功能封装起来，以保证更小的体积。问题是，能够从微处理器数字器件获得的空间相对较小。当今的高级PLC模块中，模拟和分立式元件占据了大约85%的电路板空间。电路板上这一显着问题是工程师们不容忽略的关键因素。对于微型PLC和嵌入式控制器，许多在前期工作良好的模拟和分立式元件占据太大的空间。只有凭借更高的集成度、跨PLC平台设计，才能实现工业4.0的优势。得益于数字产业革命，多年以来，PLC日益强大，能够处理更多输入、更宽字节以及更为复杂的指令。
    另外还有：0—somV、0—IV、—5—+SV、—10—+10V，0—10mA等。模拟量输入模块接收标准量程的模拟电压或电流猴，把它转换成8未、10未或12位的二进制数字信号，送给*处理器进行处理。模拟量输出模块将*处理器的二进制数字信号转换成标准量程的电压或电流输出信号，提供给执行机构。寄存器暂存逻辑操作的中间结果，堆栈寄存器有9位（如图1所示），按先进后出、后进先出的原理工作。当前操作结果压入时。堆栈各原状态全部左移一位；相反地取出操作结果时堆栈全部右移一位，后压入的信号首先恢复读出。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器。
    此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统的可靠性较高。2配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3易学易用，深受工程人员欢迎PLC是面向工矿企业的工控设。

    运动控制器就是控制电动机的运行方式的控制器：比如电动机在由行程开关控制交流接触器而实现电动机拖动物体向上运行达到位置后又向下运行，或者用时间继电器控制电动机正反转或转一会停一会再转一会再停。运动控制在机器人和数控机床的领域内的应用要比在机器中的应用更复杂，因为后者运动形式更简单，通常被称为通用运动控制（GMC）。 
    如果必须要在上面的环境使用，则要为PLC制作合适的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外较低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。在使用控制箱时，在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项：控制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与信号控制线是否分离配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后系统扩充使用。除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。首先比较重要的是静电的隔离。静电是无形的**，但可能因为不会对人造成生命危。
    3)数据存储器PLC运行过程中需生成或调用中间结果数据(如输入/输出元件的状态数据、定时器、计数器的预置值和当前值等)和组态数据(如输入输出组态、设置输入滤波、脉冲捕捉、输出表配置、定义存储区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配置、通信组态等)，这类数据存放在工作数据存储器中，由于工作数据与组态数据不断变化，且不需要长期保存，所以采用随机存取存储器RAM。RAM是一种高密度、低功耗的半导体存储器，可用锂电池作为备用电源，一旦断电就可通过锂电池供电，保持RAM中的内容。3.接口输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类。
    因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管晶体管是由三层杂质半导体构成的器件，有三个电极，所以又称为半导体三极管，晶体三极管等，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，*处理器(CPU)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。CPU通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。小型PLC的CPU采用8位或16位微处理器或单片机，如M68000等，这类芯片价格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微处理器或单片机。

    系统程序属于需长期保存的重要数据，所以其存储器采用ROM或EPROM。ROM是只读存储器，该存储器只能读出内容，不能写入内容，ROM具有非易失性，即电源断开后仍能保存已存储的内容。EPEROM为可电擦除只读存储器，须用紫外线照射芯片上的透镜窗口才能擦除已写入内容，可电擦除可编程只读存储器还有E2PROM、FLASH等。2)用户程序存储器用户程序存储器用于存放用户载入的PLC应用程序，载入初期的用户程序因需修改与调试，所以称为用户调试程序，存放在可以随机读写操作的随机存取存储器RAM内以方便用户修改与调试。通过修改与调试后的程序称为用户执行程序，由于不需要再作修改与调试，所以用户执行程序就被固化到EPROM内长期使。
    这些器件在PLC模块中占据高达85%的电路板空间。而这些器件不像数字芯片那样具备大规模集成，所以需要更高集成度来节省PCB空间。速度要求快的系统，就应该的计算响应时间，细心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。PLC与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器控制是按“并行”方式工作的，也就是说是按同时执行的方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个继电器同时动作。而PLC是以反复扫描的式工作的。它是循环地连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条指令，这就是说PLC是以“串行”方式工作的。这种串行工作方式可以避免继电接触器控制的触点竞争和时序失配问。
    行程开关、限位开关以及传感输出的开关量或模拟量（压力、流量、温度、电压、电流）等，都要通过输入模块送到PLC。由于这些信号电平各式各样，而可编程控制器CPU所处理的信息只能是标准电平，所以输入模块还需将这些信号转换成PLC能够接受和处理的数字信号。输入模块的作用是接收*处理器处理过的数字信号，并把它转换成现场执行部件所能接收的控制信号，以驱动如电磁阀、灯光显示、电机等执行机构。可编程控制器有多种输入/输出模块其类型有数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块。这些模块分直流和交流、电压和电流类型，每种类型又有不同的参数等级，主要有数字量输入/输出模块和模拟量输入输出/模块，部件上都设有接线端子。

西门子也在峰会上**在市场展示了其基于网络的过程控制系统——Simatic PCS neo。作为过程行业**基于网页方式接入的控制系统，Simatic PCS neo为过程行业的数字化树立了新的成员。Simatic PCS neo 是西门子一款全新的系统软件，支持用户在工程和运营领域开展基于网络的**合作。通过使用的网络连接，用户可以通过访问网页随时随地访问所有信息。基于清晰的职责和授权管理，该系统可以支持任意数量的用户基于网络并行开展工作，而*在本地安装软件。此外，用户只需点击几下鼠标即可访问各个应用程序，并可以方便、实时地在工程组态、监视与控制视图之间切换。
    接地电阻电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。应小于屏蔽层电阻的1／10。交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层，有时还加有防止水份侵入的严密内护层，或还加机械强度大的外护层，结构较为复杂，截面积较大的产品叫做电缆。输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。(3)I／O端的接线输入接线：输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些；输入／输出线不能用同一根电缆，输入／输出线要分开；尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一。
    扫描周期是PLC的重要指标之一，在不考虑*二个因素（与编程器等通信）时，扫描周期T为：T＝（读入一点时间×输入点数）+（运算速度×程序步数）＋（输出一点时间×输出点数）十故障诊断时间显然扫描时间主要取决于程序的长短，一般每秒钟可扫描数十次以上，这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格，响应在当今**经济竞争激烈的环境下，制造工艺的细小改进可产生的竞争优势。这种观念正在驱使工厂车间发生根本性的转变。制造商正在部署的传感器，采用新的控制架构，并开始挖掘“大数据”和数据分析的潜力。用于跟踪环境和过程监测变量的传感器数量不断增长，工厂通过将PLC靠近控制过程，寻求减少瓶颈以及缩短环路的机。
    在装上电源供应模块前，必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、浪涌、外干扰，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此，不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有系上保护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就相当于给PLC系上保护缆绳。在I/O模块安装时，须注意如下事项：I/O模块插入机架上的槽位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块；I/O模块在插入机架上的导槽时，务必插到底，以确保各接触点是紧密结合的；模块固定螺丝务必锁。
    电源线分为电线和插头两部分。和I／O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I／O之间应采用双绞线连接。将PLC的I／O线和大功率线分开走线，如必须在同*槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到限度。PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。PLC的输入与输出采用分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接。

    可通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元(不带CPU)相接进行扩充。PLC还常配置连接各种外围设备的接口，可通过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。4.编程器编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型PLC的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件，当个人计算机安装了PLC编程支持软件。
    结合各类嵌入式芯片的开发平台和各种输入/输出通道的硬件电路库，专为机电设备开发客制化、具有ODM性质的PLC。而在我国嵌入式PLC的发展空间，首先在于它十分有利于发挥我国自动化行业发展的两大特点：有相当雄厚的为机电设备配套的市场基础，并拥有足够的、性价比**的设计开发队伍。我们可以以的成本、较高的质量，并按客制化的要求设计、生产为机电设备配套的嵌入式PLC，来代替通用PLC。同时，嵌入式PLC的硬件、软件、人机界面、通信等各方面的功能设计灵活，易于剪裁，更贴近各种档次的机电设备的要求。嵌入式PLC基于嵌入式系统的基础，拿来就可用。SOC芯片、嵌入式操作系统与符合工EC61131-3编程语言标准的编程环境等优。使得其在市场上很容易找到。FN2N有16个输入点和16个输出点。能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
    以图2所示的直流输入接口电路为例，R1是限流与分压电阻，R2与C构成滤波电路，滤波后的输入信号经光耦合器T与内部电路耦合。当输入端的按钮SB接通时，光耦合器T导通，直流输入信号被转换成PLC能处理的5V标准信号电平(简称TTL)，同时LED输入指示灯亮，表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成，这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似。图2直流输入接口电路滤波电路用以消除输入触头的抖动，光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合，所以两者在电气上隔离，使输入接口具有抗干扰能。

西门子与赛多利斯斯泰帝（赛多利斯）在峰会上宣布了双方在自动化和模块化领域的**战略合作落地，西门子将成为赛多利斯自动化、数字化相关及产品的供应商。西门子的软硬件产品将在赛多利斯为其客户提供的多款产品和生物工艺解决方案中采用，应用于疫苗或单克隆抗体等生物药产品的开发和生产。此前，西门子过程控制自动化解决方案已经应用于赛多利斯的大型生物反应器和过滤系统。为进一步标准化产品组合，赛多利斯将引入西门子新型的模块化可配置自动化系统，并扩展运用到赛多利斯的更多产品系列，包括生物反应器BIOSTAT? STR系列、各种过滤系统和FlexAct?系统。
    总之，采用循环扫描的工作方式也是PLC区别于微机的特点，使用者应注意。FN2NPLC的规格及组成FN2N系列PLC有FN2NFN2NFN2NFN2NFN2NFN2N128等，FN2N32，主要由以下几个部分构成：控制单元：设有与编程器，计算机的接口，与I/O扩展单元相连的扩展口，输入、输出端子、电源输入和输出端子，讯推出的将现场总线和PLC结合的netPLC很有特色;国内几年前就有华中科技大学在EASYCORE1.00核心芯片组中加载了嵌入式PLC系统软件，作为硬件平台，开发了多模人通道的嵌入式PLC;还有一种发展路径是以开发PLC与人机界面相结合的硬件/软件一体化为目标的平台，充分利用了CASE工。
    但原理是相同的。在本书中我们以FANUC-PMC-L为例，对适用于数控机床控制的PLC指令作一介绍。在FANUC系列的PLC中，规格型号不同时，只是功能指令的数目有所不同，如北京机床研究所与FANUC公司合作开发的FANUC-BESKPLC-B功能指令23条，除此以外，指令系统是一样的。在FANUC-PMC-L中有两种指令：基本指令和功能指令。当设计顺序程序时，使用多的是基本指令，基本指令共12条。功能指令便于机床特殊运行控制的编程，功能指令有35条。在基本指令和功能指令执行中，用一个堆栈输入/输出模块是可编程控制器PLC与工业生产设备或工业生产过程连接的借口。现场的输入信号，如按钮开。
    它接口容易，编程语言易于为工程人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。4系统设计的工作量小，维护方便，容易改造(1)设计与维护PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。适合多品种、小批量的生产场合。(2)安装与布线动力线、控制线以及PLC的电源线电源线是用作电气组件或设备与电源的连接线，通常来说指电线与其一端连接的插头或尾插的集合体，是电器产品的基本零部件之。