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前言

  西門西PLC、臺達觸控式螢幕、法蘭克機床等等多年以前玩得比較多，改造機床、維修機床、給機床程式設計等等，沒事還能扯個零件啥的，之前也沒總結過，有時間就重新整理下。
  本章後面以西門1200實物為例，下載一個基本程式。
  

相關部落格

  《案例分享：Qt西門子PLC通訊偵錯和模擬工具(包含PLC上位機通訊，PLC伺服器)》

PLC

  玩得比較多的就是西門PLC，單個模組就是3K起，一個24V電源也是3K，不是土豪真心玩不起。國產機床用的比較多的就是三菱PLC、臺達觸控式螢幕這些，技術過硬，主要也是便宜點，相容性也強。

PLC的發展歷程

  在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，並按照邏輯關係進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的資料採集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數位公司研製出了基於積體電路和電子技術的控制裝置，首次採用程式化的手段應用於電氣控制，這就是第一代可程式化序控制器，稱Programmable Controller（PC）。
  個人計算機（簡稱PC）發展起來後，為了方便，也為了反映可程式化控制器的功能特點，可程式化序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。
  上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數位運算能力、人機介面能力和網路能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處於統治地位的DCS系統。
  PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、程式設計簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。

PLC的構成

  從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模組式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、記憶體塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模組式PLC包括CPU模組、I/O模組、記憶體、電源模組、底板或機架，這些模組可以按照一定規則組合設定。

CPU的構成

  CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程式賦予的功能接收並存貯使用者程式和資料，用掃描的方式採集由現場輸入裝置送來的狀態或資料，並存入規定的暫存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和程式設計過程中的語法錯誤等。進入執行後，從使用者程式存貯器中逐條讀取指令，經分析後再按指令規定的任務產生相應的控制訊號，去指揮有關的控制電路。
  CPU主要由運算器、控制器、暫存器及實現它們之間聯絡的資料、控制及狀態匯流排構成，CPU單元還包括外圍晶片、匯流排介面及有關電路。記憶體主要用於儲存程式及資料，是PLC不可缺少的組成單元。
  在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震盪訊號控制。運算器用於進行數位或邏輯運算，在控制器指揮下工作。暫存器參與運算，並儲存運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。
  CPU速度和記憶體容量是PLC的重要引數，它們決定著PLC的工作速度，IO數量及軟體容量等，因此限制著控制規模。

I/O模組

  PLC與電氣迴路的介面，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模組整合了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入訊號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模組將電訊號變換成數位訊號進入PLC系統，輸出模組相反。I/O分為開關量輸入（DI），開關量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模組。
常用的I/O分類如下：

• 開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和電晶體隔離。
• 模擬量：按訊號型別分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，還有特殊IO模組，如熱電阻、熱電偶、脈衝等模組。
按I/O點數確定模組規格及數量，I/O模組可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本設定的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。

電源模組

  PLC電源用於為PLC各模組的積體電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入型別有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

底板或機架

  大多數模組式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模組間的聯絡，使CPU能存取底板上的所有模組，機械上，實現各模組間的連線，使各模組構成一個整體。

PLC系統的其它裝置

  程式設計裝置：程式設計器是PLC開發應用、監測執行、檢查維護不可缺少的器件，用於程式設計、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況，但它不直接參與現場控制執行。小程式設計器PLC一般有手持型程式設計器，目前一般由計算機（執行程式設計軟體）充當程式設計器。也就是我們系統的上位機。
  人機介面：最簡單的人機介面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸控式螢幕）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（執行組態軟體）充當人機介面非常普及。

PLC的通訊聯網

  依靠先進的工業網路技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理資料。因此，網路在自動化系統整合工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網路就是控制器"的觀點說法。
  PLC具有通訊聯網的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智慧裝置之間能夠交換資訊，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有RS-232介面，還有一些內建有支援各自通訊協定的介面。PLC的通訊現在主要採用通過多點介面（MPI）的資料通訊、PROFIBUS 或工業乙太網進行聯網。

硬體裝置

西門子電源（220VAC轉24VDC）

西門子S1200

接線

  
  L與N就無所謂，220VAC正負無所謂。
  PLC下有網口，接入到PC機區域網內。

S7-1200PLC程式設計軟體

下載安裝軟體

  程式設計電腦用普通的網線即可。
  安裝的是：
  
  Step7是必選的，其他看著吧，去掉wincc，這是觸控式螢幕組態的，筆者只是需要連線和程式設計PLC。

  
  時間會突然小於1分鐘，提示重新啟動，弄了好多次，發現不是正常重新啟動，要刪除登入檔項：

計算機\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager

  以上項的PendingFileRemameOpeaations鍵值（注意：是重新啟動後，立馬開啟登入檔，安裝程式執行的時候回自己建立，所以一直刷登入檔，等出現了該項，就立馬刪除！！！），通過以上操作，就真正開始安裝了。
  
  安裝完成後，如下圖：
  

裝置連線

  西門子PLC下面有2個網口，將網口連線到PC機同一網段即可。
  經過後面論證，2個網口插哪一個都是一樣的，可能是西門子為了接裝置方便，多機串聯，省路由器。

開始執行查詢裝置

  (注意：雙網口，插左邊的網口掃描）
  
  (注意：雙網口，插右邊的網口掃描）
  

檢視裝置並連線裝置

  
  
  點選後發現，PLC沒有設定自己的地址，反倒是把上位機PC的ip地址新增了PLC網段的了(此時，PC乙太網設定上面還是顯示自動獲取），如下圖：
  
  

S7-1200專案測試程式設計

新建專案

新增裝置

程式設計

新增DB塊

下載到裝置

  
  (注意：開始下載失敗，是因為組態部件問題，需要清空組態，不然顯示組態少了部件，無法正常執行，且error燈一直閃）

S7-PLC模擬軟體

  安裝完成後如下圖，必選現狀STEP 7 V15.
  
  接下來，讀者可以自己創模擬專案了。

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