西門子PLC工作原理
原理
當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。
輸入采樣
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
用戶程序執(zhí)行
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。輸出刷新當掃描用戶程序結束后，PLC進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。
同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區(qū)別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間沒有什么區(qū)別了。
西門子PLC模塊控制系統(tǒng)程序結構設計：
一、線性化編程
線性化編程是將用戶程序連續(xù)放置在一個指令塊內(nèi)，即一個簡單的程序塊內(nèi)包含系統(tǒng)的所有指令。線性化編程不帶分支，通常是OB1程序按順序執(zhí)行每一條指令，軟件管理的功能相對簡單。
二、分部編程
分部式編程是把一項控制任務分成若干個立的塊，每個塊用于控制一套設備或一系列工作的邏輯指令，而這些塊的運行靠組織塊OB內(nèi)指令來調(diào)用。
三、結構化編程
結構化程序把過程要求的類似或相關的功能進行分類，并試圖提供可以用于幾個任務的通用解決方案。向指令塊提供有關信息（以參數(shù)形式），結構化程序能夠重用這些通用模塊。
控制軟件分為五個功能塊：
FC10   功能塊用于控制成分A的供料泵；
FC20   功能塊用于控制成分B的供料泵；
FC30   功能塊用于控制攪拌馬；
F0   功能塊用于控制排料電磁閥；
FC50   功能塊用于控制操作站上的指示燈。

西門子plc選型分析：
設備在西門子PLC在選型的時候，要遵循一定的原則，避免PLC的容量小無法滿足使用要求的想象。在滿足控制要求的前提下選型時應選較佳的性價比，一般可以從以下幾個方面考慮：
      I/O點數(shù)估算
      I/O點數(shù)是西門子PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求有可使系統(tǒng)總投資較低。西門子PLC的輸入輸出點總數(shù)和種類應根據(jù)被控對象的模擬量、開關量、輸入/輸出設備狀況(包括模擬量、開關量、輸出類型)來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。考慮到今后的擴充，一般應估計的總點數(shù)再加上15%～20%的備用量。
一、用戶存儲容量估算
用戶應用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關，如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、量程結構等。因此在程序設計之前只能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗，每個I/O點及有關功能器占用內(nèi)存大致如下：
開關量輸入元件：10～20B/點;
開關量輸出元件：5～10B/點;
定時器/計數(shù)器：2B/個;
模擬量：100～150B/點;
通信接口：一個接口一般需要300B以上;支持與MT6100IV5威綸觸摸屏通訊。
根據(jù)上面算出總字數(shù)再加上25%左右的備用量，可以估算出程序所需要的內(nèi)存量，從而選擇合適的西門子PLC內(nèi)存。
二、本設計所占用的I/O點數(shù)計算
輸入信號：開始按鈕，需要一個輸入點;停止按鈕，需要一個輸入點;計數(shù)值加1按鈕，需一個輸入點;計數(shù)值減1按鈕，需要一個輸入點。以上共需要4個輸入信號點，考慮以后對系統(tǒng)的調(diào)整與擴充留有20%的備用點，即用4×20%=1，取1個點，這樣共用5個輸入點
輸出信號：一共要用十七個LED數(shù)碼管，段選碼需要使用8個輸出點;位選通信號如果使用74LS138譯碼器則需要4個輸出點;以上共需要13個輸出點考慮以后對系統(tǒng)的調(diào)整與擴充留有20%的備用點，即13×20%=2.6，取3個點，這樣共用16個輸出點

西門子PLC模塊控制系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容：
1、確定系統(tǒng)運行方式與控制方式：PLC可構成各種各樣的控制系統(tǒng)，如單機控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)等，在進行應用系統(tǒng)設計時，要確定系統(tǒng)的構成形式；
2、選擇用戶輸入設備(按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等)、輸出設備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設備驅動的控制對象(電動機、電磁閥等)，這些設備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法屬于其他課程的內(nèi)容；
3、PLC的選擇：PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標起著重要的作用，選擇PLC應包括機型選擇、容量選擇、I/O模塊選擇、電源模塊選擇等；
4、分配I/0點，繪制I/0連接圖，必要時還須設計控制臺(柜)；
5、設計控制程序：控制程序是整個系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常、安全、可靠的關鍵，因此控制系統(tǒng)的程序應經(jīng)過反復調(diào)試，直到滿足要求為止；
6、編制控制系統(tǒng)的技術文件，包括說明書、電氣原理圖及電氣元件明細表、I/0連接圖、I/O分配表、控制軟件。

西門子模塊有各種類型，如單元操作模塊（換熱器、精餾塔、壓縮機等)、計算方法模塊(加速收斂算法、簡化算法等)、物理化學性質模塊（汽液相平衡計算、熱恰計算等)等。
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