西門子6ES7532-5HD00-0AB0
PLC的控制方式屬于存儲程序控制，其控制功能是通過存放在存儲器內(nèi)的程序來實現(xiàn)的，若要對控制功能作必要修改，只需改變控制程序即可，這就實現(xiàn)了控制的軟件化?？删幊炭刂破鞯膬?yōu)點在于"可"字，從軟件來講，其控制程序可編輯、可修改；從硬件上講，其外部設備配置可變。構建一個PLC控制系統(tǒng)的重心就在于控制程序的編制，但外部設備的選用也將對程序的編制產(chǎn)生影響。因此在進行程序設計時應結(jié)合實際需要，硬、軟件綜合考慮。本文就硬、軟兩方面，選取梯形圖為編程語言，以松下電工FPO-C32型PLC為例，對PLC使用過程中易出現(xiàn)的幾個問題及解決方法進行了分析。
一、外部輸入設備的選用與PLC輸入繼電器的使用
1. 外部輸入信號的采集
PLC的外部設備主要是指控制系統(tǒng)中的輸入輸出設備，其中輸人設備是對系統(tǒng)發(fā)出各種控制信號的主令電器，在編寫控制程序時必須注意外部輸入設備使用的是常開還是常閉觸點，并以此為基礎進行程序編制。否則易出現(xiàn)控制錯誤。
在PLC內(nèi)部存儲器中有專用于輸入狀態(tài)存儲的輸入繼電器區(qū)，各輸入設備（開關、按鈕、行程開關或傳感器信號）的狀態(tài)經(jīng)由輸入接口電路存儲在該區(qū)域內(nèi)，每個輸入繼電器可存儲一個輸入設備狀態(tài)。PLC中使用的"繼電器"并非實體繼電器，而是"軟繼電器"，可提供無數(shù)個常開、常閉觸點用于編程。每個"軟繼電器"僅對應PLC存儲單元中的一位（bit），該位狀態(tài)為"1"，表示該"軟繼電器線圈"通電，則程序中所有該繼電器的觸點都動作。輸入繼電器作為PLC接收外部主令信號的器件，通過接線與外部輸入設備相聯(lián)系，其"線圈"狀態(tài)只能由外部輸入信號驅(qū)動。輸入信號的采集工作示意圖如圖1。
輸入繼電器線圈其狀態(tài)取決于外部設備狀態(tài)
PLC輸入信號采集示意圖
圖1中，輸入設備選用的是按鈕SB0的常閉觸點，輸入繼電器X0的線圈狀態(tài)取決于SB0的狀態(tài)。該按鈕未按下時，輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"1"通電狀態(tài)，程序中所有X0觸點均動作，即常開觸點接通，常閉觸點斷開；若按下該按鈕，則輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"0"斷電狀態(tài)，程序中所有X0觸點均恢復常態(tài)。如果輸入繼電器連接的輸入設備是按鈕SB0的常開觸點，則情況恰好相反：在該按鈕未按下時，輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"0"斷電狀態(tài)，程序中所有X0觸點均不動作；若按下該按鈕，輸入繼電器X0線圈狀態(tài)為"1"通電狀態(tài)，程序中所有X0觸點均動作。
在做Profinet IO 通訊時，常見到的兩種角色是Control 和Device ，又稱為IO控制器和IO設備。IO 控制器是一個控制設備 , 連接一個或多個 IO 設備 ( 現(xiàn)場設備 ) ，常見的IO控制器就是PLC，如S7-300、S7-1500 可編程控制器。IO設備是一個現(xiàn)場設備，常見的IO設備就是分布式IO，如ET200MP PN設備等。
一個或多個電源
·信號模塊，用作輸入/輸出
·以及相應的工藝模塊和通信模塊。
SIMATIC S7-1500 已于2013年3月12日在中國發(fā)布[2]
西門子 S7-1500 發(fā)布會現(xiàn)場照片(77張)
2性能
西門子CPU1518-4PN/DP模塊原裝
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沒有快，只有更快！SIMATIC S7-1500的系統(tǒng)性能極大縮短了系統(tǒng)響應時間，進而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。
處理速度
SIMATIC S7-1500 的信號處理速度更為快速，極大縮短系統(tǒng)響應時間，進而提高了生產(chǎn)效率。
高速背板總線
西門子CPU1518-4PN/DP模塊原裝
新型的背板總線技術采用高波特率和高效傳輸協(xié)議，以實現(xiàn)信號的快速處理。
通信
SIMATIC S7-1500帶有多達3個PROFINET接口。
其中，兩個端口具有相同的IP地址，適用于現(xiàn)場級通信；第三個端口具有獨立的IP地址，可集成到公司網(wǎng)絡中。
通過 PROFINET IRT，可定義響應時間并確保高度精準的設備性能。
集成 Web Server
西門子CPU1518-4PN/DP模塊原裝
無需親臨現(xiàn)場，即可通過Internet瀏覽器隨時查看CPU狀態(tài)。過程變量以圖形化方式進行顯示，同時用戶還可以自定義網(wǎng)頁，這些都極大地簡化了信息的采集操作。
3設計與操作
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西門子CPU1518-4PN/DP模塊原裝
西門子CPU1518-4PN/DP模塊原裝
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SIMATIC S7-1500 中提供一種更為***的安全保護機制，包括授權級別、模塊保護以及通信的完整性等各個方面。
“信息安西門子CPU1518-4PN/DP模塊原裝全集成”機制除了可以確保投資安全，而且還可持續(xù)提高系統(tǒng)的可用性。
專有技術保護
加密算法可以有效防范未經(jīng)授權的訪問和修改。這樣可以避免機械設備被仿造，從而確保了投資安全。
防拷貝保護
可通過綁定SIMATIC 存儲卡或CPU 的序列號，確保程序無法在其它設備中運行。
通過參數(shù)分配可以設置所有組件的屬性，這些參數(shù)將裝載到 CPU中，并在 CPU啟動時傳送給相應的模塊。選中機架上的CPU，下方的視窗口的 CPU屬性中可以配置 CPU 的各種參數(shù)，CPU 的通信接口，本體的輸入輸出，啟動特性，保護等設置。下面以 CPU 1215C為例介紹CPU的參數(shù)設置。
單擊屬性視圖中的“常規(guī)”選項，進行下列參數(shù)設置：
“項目信息”：可以編輯名稱，作者及注釋等信息。
“目錄信息”：查看CPU 的訂貨號，組態(tài)的固件版本及特性描述。
“標識與維護”：用于標識設備的名稱，位置等信息， 可以使用 “Get_IM_Data”指 令讀取信息進行識別。
“校驗和”：在編譯過程中，系統(tǒng)將通過*的校驗和來自動識別 PLC 程序?；谠撔ｒ灪停煽焖僮R別用戶程序并判斷兩個 PLC 程序是否相同。通過指令“GetChecksum”可以讀取校驗和，如圖 1 所示：
圖1 標識與維護及校驗和
單擊“PROFINET接口[X1]”，配置以下參數(shù)：
“常規(guī)”：標識PROFINET接口的名稱，作者和注釋
“以太網(wǎng)地址”：如圖 2 所示。
圖2 配置以太網(wǎng)地址
①“接口連接到”：可以從下拉菜單中選擇本接口連接到的子網(wǎng)，也可以添加新的網(wǎng)絡；
②“IP 協(xié)議”：默認為“在項目中設置IP 地址”，此時在項目組態(tài)中設置IP地址，子網(wǎng)掩碼等。如果使用路由器，則激活“使用路由器”，并設置路由器地址。也可以選擇“在設備中直接設定 IP 地址”，則可以在程序中使用指令“T_CONFIG”分配IP 地址；
③“PROFINET”：
激活“在設備中直接設定PROFINET 設備名稱，則表示不在硬件組態(tài)中組態(tài)設備名稱，而是在程序中使用指“T_CONFIG”設置設備名。
激活“自動生成PROFINET 設備名稱”,TIA 博途根據(jù)接口名稱自動生成PROFINET設備名稱。
“轉(zhuǎn)換的名稱”，是指此PROFINET 設備名稱轉(zhuǎn)換為符合 DNS 慣例的名稱，用戶不能修改。
“設備編號”，是指 PROFINET IO 設備的編號。在發(fā)生故障時可以通過編程讀取該編號。對于IO 控制器默認為0， 無法修改。
“時間同步”：
可以激活“通過NTP 服務器啟動同步時間”。NTP（Network Time Protocol） 即網(wǎng)絡時間協(xié)議，可用于同步網(wǎng)絡中系統(tǒng)時鐘的一種通用機制?？梢詫崿F(xiàn)跨子網(wǎng)的時間同步，精度則取決于所使用的NTP 服務器和網(wǎng)絡路徑等特性。在NTP 時間同步模式下，CPU 的接口按設定的“更新間隔”時間（單位為秒）從 NTP 服務器定時獲取時鐘同步，時間間隔的取值范圍在10秒到一天之間, 這里zui多可以添加4個NTP服務器。
“CPU與該設備中的模塊進行數(shù)據(jù)同步”：是指同步 CM/CP 的時間和CPU 的時間。
注意：
建議在CM/CP和CPU中，只對一個模塊進行時間同步，以便使站內(nèi)的時間保持*。
“操作模式”：
可以設置“IO 控制器”或是 “IO設備”。如果該 CPU 作為智能設備，則激活“IO設備”，并在“已分配的 IO 控制器中”， 選擇該IO 設備的IO 控制器（如果 IO 控制器不在同一項目中，則選擇“未分配”）。并根據(jù)需要選擇是否激活“PN 接口的參數(shù)由上位 IO 控制器進行分配”和“優(yōu)先啟用”等參數(shù)，以及設置智能設備的通信傳輸區(qū)等。
高級選項：可以對“接口選項”，“介質(zhì)冗余”，“實時設定”和“端口”進行設置。
“Web 服務器訪問”：
激活“啟用使用該接口訪問 Web 服務器”，則可以通過該接口訪問集成在 CPU 內(nèi)部的 Web 服務器。
“硬件標識符”：接口的診斷地址
“常規(guī)”：單擊數(shù)字量輸入/輸出的“常規(guī)”選項可以輸入項目信息：
“數(shù)字量輸入”：以通道0 的組態(tài)為例進行說明，如圖 3 所示。
西門子6ES7532-5HD00-0AB0
通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信
ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模塊上，打開接口模塊的前蓋，可以看見相應的MAC地址。
使用同樣的方式給ET200S2命名。
表 2 PROFINET 接口端口LED 指示燈含義2
關于借助于 LED 的狀態(tài)和錯誤顯示燈來進行診斷的更多信息，請參考所述的 PROFINET 設備的相應手冊。
在做PROFINET IO 通訊調(diào)試時經(jīng)常遇到PROFINET IO通訊不通的情況，在使用多種診斷工具進行診斷時，可能會發(fā)現(xiàn)有物理連接鏈路的問題存在，這里介紹一下通過哪些工具發(fā)現(xiàn)物理連接問題，以及基本的排查物理連接問題的方法。
如果PROFINET IO 通訊存在物理連接鏈路故障，那么通?？梢酝ㄟ^以下幾個工具或方式發(fā)現(xiàn)故障，有時可能需要綜合多方面進行判斷：
2.1、通過以太網(wǎng)線測線儀進行測試（電纜）
圖 1 以太網(wǎng)線測線儀
2.2、通過激光筆簡單測試或通過專業(yè)光纖檢測儀器測試（光纜）
圖 2 激光筆簡單測試
圖 3 專業(yè)光纖檢測儀器測試
2.3、通過觀察PROFINET 端口LED指示燈狀態(tài)
表 3 ET200M PN端口指示燈含義
2.4、如果設備分配了IP地址，可以通過Ping指令測試到設備的網(wǎng)絡連接狀態(tài)
