西門子中國授權一級代理商2022產品新推薦西門子PLC有多種類型，例如：西門子PLC S7-300系列和西門子PLC S7-400系列等，他們廣泛的應用在各種工業(yè)自動化域。本文下面介紹一下西門子PLC的工作原理，為用戶好的理解西門子PLC的操作和使用。
二、西門子PLC原理
西門子PLC是一種*應用于企業(yè)的計算機，全名為可編程控制器。在西門子PLC投入運行時，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，西門子PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。
處理器是西門子PLC正常工作的神經(jīng)**，當PLC投入運行時，*它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。
其次是存儲器。存儲器是存放系統(tǒng)軟件的稱之為系統(tǒng)程序存儲器；存放應用程序的存儲器則被我們成為是用戶成粗存儲器。
其三是電源。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。
三、小結
綜上所述，用戶在了解西門子PLC的原理的基礎上，進行控制系統(tǒng)及程序的設計，使得控制系統(tǒng)能夠合理的運行，并保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果用戶需要多的了解西門子PLC及其軟件的相關用法，請聯(lián)系我們，我們會好的提供相關技術支持。
德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡通信能力，功能較強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應用非常廣泛的可編程控制器。
西門子（SIMATIC）PLC的6代
西門子（SIMATIC）PLC的6代
1、西門子公司的產品早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。
2、1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。
3、20世紀80年代初，S5系統(tǒng)進一步升——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。
4、1994年4月，S7系列誕生，它具有較**化、較高性能等、安裝空間較小、較良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機型為：S7-200、300、400。
5、1996年，在過程控制域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡）及控調技術融為一體。
6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統(tǒng)，將PLC技術融于全部自動化域。
S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動化系統(tǒng)的控制**，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術內核，是對S7系列產品的進一步升，它是西門子自動化系統(tǒng)**，功能強的可編程控制器。
產品分類編輯 播報
西門子PLCS7-200系列
西門子PLCS7-200系列
可編程控制器是由現(xiàn)代化生產的需要而產生的，可編程序控制器的分類也必然要符合現(xiàn)代化生產的需求。
一般來說可以從三個角度對可編程序控制器進行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結構特點去分類。
控制規(guī)模
西門子PLCS7-300系列
西門子PLCS7-300系列
可以分為大型機、中型機和小型機。
小型機：小型機的控制點一般在256點之內，適合于單機控制或小型系統(tǒng)的控制。
西門子小型機有S7-200：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量248點；模擬量35路 。
中型機:中型機的控制點一般不大于2048點,可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一的可編程序控制器進行監(jiān)控，它適合中型或大型控制系統(tǒng)。
西門子中型機有S7-300：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量1024點；模擬量128路 ；網(wǎng)絡PROFIBUS；工業(yè)以太網(wǎng)；MPI。
西門子PLCS7-400系列
西門子PLCS7-400系列
大型機：大型機的控制點一般大于2048點,不僅能完成較復雜的算術運算還能進行復雜的矩陣運算。它不僅可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一的可編程序控制器進行監(jiān)控。
西門子大型機有S7-1500,S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字；
存貯器512k ；I/O點12672；
控制性能
可以分為機、中檔機和低檔機。
低檔機
這類可編程序控制器，具有基本的控制功能和一般的運算能力。工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少。
比如，德國SIEMENS公司生產的S7-200就屬于這一類。
中檔機
這類可編程序控制器，具有較強的控制功能和較強的運算能力。它不僅能完成一般的邏輯運算，也能完成比較復雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。
比如，德國SIEMENS公司生產的S7-300就屬于這一類。
機
這類可編程序控制器，具有強大的控制功能和強大的運算能力。它不僅能完成邏輯運算、三角函數(shù)運算、指數(shù)運算和PID運算，還能進行復雜的矩陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類也很。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用。
比如，德國SIEMENS公司生產的S7-400就屬于這一類。
結構
整體式
plc結構
plc結構
整體式結構的可編程序控制器把電源、CPU、存儲器、I/O系統(tǒng)都集成在一個單元內，該單元叫做作基本單元。一個基本單元就是一臺完整的PLC。
控制點數(shù)不符合需要時，可再接擴展單元。整體式結構的特點是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。
組合式
plc組合
plc組合
組合式結構的可編程序控制器是把PLC系統(tǒng)的各個組成部分按功能分成若干個模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。其中各模塊功能比較單一，模塊的種類卻日趨豐富。比如，一些可編程序控制器，除了－些基本的I/O模塊外，還有一些特殊功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊、通訊模塊等等。組合式結構的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)一、安裝整齊、I/O點選型自由、安裝調試、擴展、維修方便。
疊裝式
疊裝式結構集整體式結構的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結構的I/O點搭配靈活、安裝整齊的優(yōu)點于一身。它也是由各個單元的組合構成。其特點是CPU自成獨立的基本單元（由CPU和一定的I/O點組成），其它I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進行單元間的聯(lián)接，各個單元可以一個個地疊裝。使系統(tǒng)達到配置靈活、體積小巧。
詳細介紹編輯 播報
1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是**小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。
西門子PLC之S7家族
西門子PLC之S7家族
2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨
的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了較為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中**數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：**時，模塊更換，等等）；多口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種別（功能逐步升）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的用系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升和充分滿足需要。
工作原理編輯 播報
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。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)定的特殊功能指令。
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就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(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，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了
西門子PLC S7-200系列在自動化控制系統(tǒng)中有著廣泛應用，它在西門子PLC系列中屬于小型PLC，常用在小型自動化控制系統(tǒng)中，為用戶提供各種解決方案。西門子PLC S7-200具有強大的通訊功能，使得用戶可以輕松的配置并完成和系統(tǒng)中其他西門子PLC或設備之間的數(shù)據(jù)交換。在西門子PLC S7-200系列的CPU中，本身集成有RS485通信口，來實現(xiàn)與西門子其他設備的通訊。根據(jù)現(xiàn)場實際需求，用戶還可以對西門子PLC S7-200系列的通信口進行擴展，來滿足更多的通訊要求。本文下面就對西門子PLC S7-200系列的通信模塊做一個介紹，供用戶在實際配置時進行參考。
二、西門子PLC S7-200通信模塊
西門子PLC S7-200系列有多種型號，型號不同的CPU具有1~2個RS-485通信口。CPU221、CPU222、CPU224有一個通信口；CPU224 XPCPU226有兩個通信口。除CPU本體上的通信口可以支持PPI/MPI和自由口通信之外，西門子PLC S7-200系列使用擴展模塊能支持更多的通信模式。
這些通信模塊主要有下列幾種：
1. EM277
這個模塊是ROFIBUS-DP/MPI通信模塊。帶DB-9插座，可連接到PROFIBUS-DP和MPI網(wǎng)絡上。EM277也可以用于連接西門子的HMI產品；
2. EM241
這個模塊是模擬音頻調制解調器（Modem）模塊，帶RJ11電話插口。支持自動電話撥號等功能；
3. CP243-1
這個模塊是以太網(wǎng)模塊，帶RJ45接口，可連接到支持TCP/IP標準的以太網(wǎng)中，與西門子的其他CP243模塊、CP343/CP443模塊，或西門子軟件通信；
4. CP243-1 IT
這個模塊是帶因特網(wǎng)功能的以太網(wǎng)模塊，除CP243-1的功能外，還支持FTP、HTTP、E-mail等IT功能；
5. CP243-2
這個模塊是AS-Interface（執(zhí)行器－傳感器接口）主站模塊。AS-Interface從站可以連接到端子上。一個完整的系統(tǒng)還需要AS-Interface電源等設備。
