西門(mén)子6ES7323-1BL00-0AA0

不同型號(hào)的PLC具有不同的硬件組成和性能指標(biāo)。它們的基本I／O點(diǎn)數(shù)和擴(kuò)展范圍，程序存儲(chǔ)容量往往差別很大。因此，在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)之前，要對(duì)所用PLC的型號(hào)，硬件配置（如內(nèi)裝型PLC是否要增加附加I／O板，通用型PLC是否要增加I／O模板等）作出選擇。
    （1）輸入／輸出點(diǎn)  輸入點(diǎn)是與機(jī)床側(cè)被控對(duì)象有關(guān)的按鈕、開(kāi)關(guān)、繼電器和接觸器觸點(diǎn)等連接的輸入信號(hào)接口，以及由機(jī)床側(cè)直接連接到NC的輸入信號(hào)接口（如減速信號(hào)：*DECX，*DECY…，跳過(guò)信號(hào)：SKIP等）。
輸出點(diǎn)包括向機(jī)床側(cè)繼電器，指示燈等輸出信號(hào)的接口。設(shè)計(jì)者對(duì)被控對(duì)象的上述I／O信號(hào)要逐一確認(rèn)，并分別計(jì)算出總的需要數(shù)量。選用的PLC所具有的I／O點(diǎn)數(shù)應(yīng)比計(jì)算出的    I／O點(diǎn)數(shù)稍多一些，以備可能追加和變更控制性能的需要。
    （2）存儲(chǔ)容量  一般來(lái)說(shuō)，普通CNC車(chē)床順序程序的規(guī)模約1000步，小型加工中心約2000步。程序規(guī)模隨機(jī)床的復(fù)雜程度變化，設(shè)計(jì)者要根據(jù)具體任務(wù)對(duì)程序規(guī)模作出估算，并據(jù)此確定合理的存儲(chǔ)容量。   
    另外，所選擇PLC的處理時(shí)間，指令功能，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器的技術(shù)規(guī)格、數(shù)量等指標(biāo)也應(yīng)滿(mǎn)足要求。內(nèi)裝型PLC有如下特點(diǎn)：
 1）內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置帶有的PLC功能，一般是作為一種基本的或可選擇的功能提供給用戶(hù)。
 2）內(nèi)裝型PLC的性能指標(biāo)（如：輸入／輸出點(diǎn)數(shù)，程序大步數(shù)，每步執(zhí)行時(shí)間、程序掃描周期、功能指令數(shù)目等）是根據(jù)所從屬的CNC系統(tǒng)的規(guī)格、性能、適用機(jī)床的類(lèi)型等確定的。其硬件和軟件部分是被作為CNC系統(tǒng)的基本功能或附加功能與CNC系統(tǒng)其他功能一起統(tǒng)一設(shè)計(jì)、制造的。因此，系統(tǒng)硬件和軟件整體結(jié)構(gòu)十分緊湊，且PLC所具有的功能針對(duì)性強(qiáng)，技術(shù)指標(biāo)亦較合理、實(shí)用，尤其適用于單機(jī)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合。
 3）在系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)上，內(nèi)裝型PLC可與CNC共用CPU，也可以單獨(dú)使用一個(gè)CPU；硬件控制電路可與CNC其他電路制作在同一塊印刷板上，也可以單獨(dú)制成一塊附加板，當(dāng)CNC裝置需要附加PLC功能時(shí)，再將此附加板插裝到CNC裝置上，內(nèi)裝PLC一般不單獨(dú)配置輸入／輸出接口電路，而是使用CNC系統(tǒng)本身的輸入／輸出電路；PLC控制電路及部分輸入／輸出電路（一般為輸入電路）所用電源由CNC裝置提供，不需另備電源。
 4）采用內(nèi)裝型PLC結(jié)構(gòu)，CNC系統(tǒng)可以具有某些高級(jí)的控制功能。如：梯形圖編輯和傳送功能，在CNC內(nèi)部直接處理NC窗口的大量信息等。
 自70年代末以來(lái)，世界上*的CNC廠(chǎng)家在其生產(chǎn)的CNC產(chǎn)品中，大多開(kāi)發(fā)了內(nèi)裝型PLC功能。隨著大規(guī)模集成電路的開(kāi)發(fā)利用，帶與不帶PLC功能，CNC裝置的外形尺寸已沒(méi)有明顯的變化。一般來(lái)說(shuō)，采用內(nèi)裝型PLC省去了PLC與NC間的連線(xiàn)，又具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性好、安裝和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，和在擁有CNC裝置后，又去另外配購(gòu)一臺(tái)通用型PLC作控制器的情況相比較，無(wú)論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是有利的。
國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的外國(guó)公司生產(chǎn)的帶有內(nèi)裝型PLC的系統(tǒng)有：FANUC公司的FS-0（PMC-L／M），F(xiàn)S-0 Mate（PMC-L／M），F(xiàn)S-3（PLC-D），F(xiàn)S-6（PLC-A、PLC-B），F(xiàn)S-10／11（PMC-1）；FS-15（PMC-N）；Siemens公司的SINUMERIK 810，SINUMERIK 820；A-B公司的8200，8400，8600等。
658 ~ 540 hPa (+3500 ~ +5000 m) 降額運(yùn)行 20 K
可編程控制器（PLC）的工作有兩個(gè)要點(diǎn)：入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，入出信息變換主要由運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。這程序既有系統(tǒng)的（這程序又稱(chēng)監(jiān)控程序，或操作系統(tǒng)），又有用戶(hù)的。系統(tǒng)程序?yàn)橛脩?hù)程序提供編輯與運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還進(jìn)行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設(shè)、上位計(jì)算機(jī)或其它PLC通訊等處理。用戶(hù)程序由用戶(hù)按照控制的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。什么樣的控制，就有什么樣的用戶(hù)程序。 
      可靠物理實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)輸入（I， INPUT）及輸出（O， OUTPUT）電路。每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)就有一個(gè)I或O電路。而且，總是把若干個(gè)這樣電路集成在一個(gè)模塊（或箱體）中，然后再由若干個(gè)模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統(tǒng)（電路）。盡管這些模塊相當(dāng)多，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的，所以，PLC的體積還是不太大的。
輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入點(diǎn)的（通、ON或斷、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器（還可能有別的稱(chēng)謂）中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的輸入暫存器。
      輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱(chēng)謂）。它也有兩個(gè)狀態(tài)，高、低電位狀態(tài)，并可鎖存。同時(shí)，它還有相應(yīng)的物理電路，可把這個(gè)高、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點(diǎn)。每一輸出點(diǎn)都有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器。
      這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內(nèi)存交換信息通過(guò)PLC I/O總線(xiàn)及運(yùn)行PLC的系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。
      把輸入暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中，稱(chēng)輸入刷新。PLC內(nèi)存有專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位（bit）稱(chēng)為輸入繼電器，或稱(chēng)軟觸點(diǎn)，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸入寄存器（the process-image input register）。這些位（bit）置成1，表示觸點(diǎn)通，置成0為觸點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點(diǎn)的狀態(tài)。
      輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位（bit）與其對(duì)應(yīng)，這個(gè)位稱(chēng)為輸出繼電器，或稱(chēng)輸出線(xiàn)圈，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過(guò)PLC I/O總線(xiàn)及運(yùn)行系統(tǒng)程序，輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個(gè)映射的完成也稱(chēng)輸出刷新。
      PLC除了有可接收開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入電路，有時(shí)，還有接收模擬信號(hào)的輸入電路（稱(chēng)模擬量輸入單元或模塊）。只是后者先要進(jìn)行模、數(shù)轉(zhuǎn)換，然后，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元中。
      如要產(chǎn)生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱(chēng)模擬量輸出模塊或單元）?？克鼘?duì)PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)、模轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生輸出。
這樣，用戶(hù)所要編的程序只是，PLC輸入有關(guān)的內(nèi)存區(qū)到輸出有關(guān)的內(nèi)存區(qū)的變換。這是一個(gè)數(shù)據(jù)及邏輯處理問(wèn)題。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，編寫(xiě)出滿(mǎn)足這個(gè)要求的程序是*可能的。
 圖1對(duì)以上敘述作了說(shuō)明。其中框圖代表信息存儲(chǔ)的地點(diǎn)，箭頭代表信息的流向及實(shí)現(xiàn)信息流動(dòng)的手段。這個(gè)圖，既反映了PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)，同時(shí)也反映了信息在PLC中的空間關(guān)系。
      簡(jiǎn)單地說(shuō)，PLC工作過(guò)程是：輸入刷新---運(yùn)行用戶(hù)程序---輸出刷新，再輸入刷新---再運(yùn)行用戶(hù)程序---再輸出刷新??*停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著。
      圖2所示的流程圖反映的就是上述過(guò)程。它也反映了信息間的時(shí)間關(guān)系。
a- 簡(jiǎn)化工作流程圖              b – 實(shí)際工作流程圖
圖2 PLC工作流程圖
     有了上述過(guò)程，用PLC實(shí)現(xiàn)控制顯然是可能的。因?yàn)椋河辛溯斎胨⑿?，可把輸入電路監(jiān)視得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū)；經(jīng)運(yùn)行用戶(hù)程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過(guò)輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個(gè)過(guò)程是*停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著，所以，輸出總是反映輸入的變化。只是響應(yīng)的時(shí)間上，略有滯后。但由于PLC的工作速度很快，所以，這個(gè)“略有滯后"的時(shí)間是很短的，一般也就是幾毫秒、幾十毫秒，多也不會(huì)超過(guò)100到200毫秒。
圖2a所示的是簡(jiǎn)化的過(guò)程，實(shí)際的PLC工作過(guò)程還要復(fù)雜些。除了I/O刷新及運(yùn)行用戶(hù)程序，還要做些其它的公共處理工作。公共處理工作有：循環(huán)時(shí)間監(jiān)視、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。
      監(jiān)視循環(huán)時(shí)間的目的是避免用戶(hù)程序“死循環(huán)"，保證PLC能正常工作。為避免用戶(hù)程序“死循環(huán)"的辦法是用“看門(mén)狗"（Watching dog），即設(shè)一個(gè)定時(shí)器，監(jiān)測(cè)用戶(hù)程序的運(yùn)行時(shí)間。只要循環(huán)超時(shí)，即報(bào)警，或作相應(yīng)處理。獨(dú)立型PLC有如下特點(diǎn)：   
1）獨(dú)立型PLC具有如下基本的功能結(jié)構(gòu)：CPU及其控制電路，系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶(hù)程序存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口電路、與編程機(jī)等外部設(shè)備通信的接口和電源等（參見(jiàn)圖5-2）。
2）獨(dú)立型PLC一般采用積木式模塊化結(jié)構(gòu)或籠式插板式結(jié)構(gòu)，各功能電路多做成獨(dú)立的模塊或印刷電路插板，具有安裝方便，功能易于擴(kuò)展和變更等優(yōu)點(diǎn)。例如，可采用通信模塊與外部輸入輸出設(shè)備、編程設(shè)備、上位機(jī)、下位機(jī)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；采用D／A模塊可以對(duì)外部伺服裝置直接進(jìn)行控制；采用計(jì)數(shù)模塊可以對(duì)加工工件數(shù)量、*使用次數(shù)、回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)分度數(shù)等進(jìn)行檢測(cè)和控制，采用定位模塊可以直接對(duì)諸如刀庫(kù)、轉(zhuǎn)臺(tái)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軸等機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件或裝置進(jìn)行控制。
3）獨(dú)立型PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)可以通過(guò)I／O模塊或插板的增減靈活配置。有的獨(dú)立型PLC還可通過(guò)多個(gè)遠(yuǎn)程終端連接器構(gòu)成有大量輸入、輸出點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)大范圍的集中控制

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：
緊湊型設(shè)計(jì)，堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：
綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號(hào)狀態(tài)
前連接器插座，通過(guò)前門(mén)保護(hù)
前門(mén)上的標(biāo)簽區(qū)。
連接器針腳分配，用于在前門(mén)內(nèi)部進(jìn)行配線(xiàn)。
安裝方便，模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過(guò)總線(xiàn)連接器連接到相鄰模塊。沒(méi)有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線(xiàn)模塊一起使用時(shí)，可以對(duì)數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。
方便用戶(hù)接線(xiàn)，裝置單元通過(guò)連接器連接。當(dāng)連接模塊時(shí)，編碼設(shè)備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類(lèi)型的模塊。更換模塊時(shí)，對(duì)于新的同類(lèi)型模塊，可原封不動(dòng)保持前連接器的接線(xiàn)狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過(guò)程中將已接線(xiàn)的前連接器插入到錯(cuò)誤模塊中。

數(shù)字量模塊可能具有各種不同的屬性。 可以對(duì)某些模塊的屬性進(jìn)行編程。
數(shù)字量輸入模塊 SM 321；DI 16 x DC 24 V 具有過(guò)程和診斷中斷、等時(shí)同步功能；(6ES7321-7BH01-0AB0)
數(shù)字量輸入模塊 SM 321；DI 16 x DC 24 V/125 V 具有過(guò)程和診斷中斷功能 (6ES7321-7EH00-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322；DO 16 x DC 24 V/0,5 A (6ES7322-8BH10-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322；DO 8 x DC 24 V/0,5 A 具有診斷中斷功能 (6ES7322?8BF00-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322；DO 8 x AC120/230 V /2A ISOL (6ES7322-5FF00-0AB0)
數(shù)字量輸出模塊 SM 322；DO 8 x Rel. AC230V /5A (6ES7322-5HF00-0AB0)
數(shù)字量輸入/輸出模塊 SM 327；DI 8/DO 8 x DC 24 V/0,5 A (6ES7327-1BH00-0AB0)
編程工具
僅當(dāng)CPU處于STOP模式下，才能在STEP 7中對(duì)數(shù)字量模塊編程。
定義全部參數(shù)后，請(qǐng)將這些參數(shù)從PG下載到CPU。 CPU在STOP → RUN切換過(guò)程中將各參數(shù)傳送至相關(guān)數(shù)字量模塊。
靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)
按靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)屬性組織參數(shù)。
如前文所述，在CPU處于STOP模式時(shí)設(shè)置靜態(tài)參數(shù)。
也可使用SFC在S7 PLC激活的用戶(hù)程序中編輯動(dòng)態(tài)參數(shù)。 但是，在CPU經(jīng)過(guò)RUN → STOP、STOP → RUN轉(zhuǎn)換之后，將再次使用STEP 7中設(shè)置的參數(shù)。 附錄信號(hào)模塊的參數(shù)集對(duì)模塊參數(shù)在用戶(hù)程序中的分配進(jìn)行了說(shuō)明。

可編程和非可編程診斷消息
將診斷消息區(qū)分為可編程診斷消息和非可編程診斷消息。
如果在相關(guān)參數(shù)中啟用了診斷功能，則只能獲得可編程診斷消息。 在STEP 7中為“診斷"參數(shù)塊編程。
無(wú)論是否啟用診斷功能，數(shù)字量模塊都始終返回非可編程診斷消息。
STEP 7 對(duì)診斷消息的反應(yīng)
由診斷消息啟動(dòng)的操作：
將診斷消息輸入到數(shù)字量模塊的診斷數(shù)據(jù)，然后送入 CPU。
數(shù)字量模塊上的 SF LED 指示燈點(diǎn)亮。
當(dāng)在 STEP 7 中設(shè)置了“啟用診斷中斷"后，系統(tǒng)將觸發(fā)一個(gè)診斷中斷并調(diào)用 OB82。
讀取診斷消息
可在用戶(hù)程序中使用 SFC 讀取詳細(xì)的診斷消息（請(qǐng)參見(jiàn)附錄“信號(hào)模塊診斷數(shù)據(jù)"）。
在 STEP 7 中，可以通過(guò)讀取模塊診斷數(shù)據(jù)查看出錯(cuò)原因（請(qǐng)參見(jiàn) STEP 7 在線(xiàn)幫助）。
使用 SF LED 指示燈指示診斷消息
帶有診斷功能的數(shù)字量模塊將通過(guò)其 SF LED 指示燈（組出錯(cuò) LED 指示燈）指示錯(cuò)誤。 當(dāng)數(shù)字量模塊生成診斷消息時(shí)，SF LED 指示燈點(diǎn)亮。 清除所有錯(cuò)誤狀態(tài)后，該 LED 指示燈熄滅。
無(wú)論 CPU 操作狀態(tài)如何（通電時(shí)），SF LED 指示燈都將點(diǎn)亮，以便指示外部錯(cuò)誤（傳感器電源處短路）。

以下 SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在惡劣環(huán)境條件下使用：
SIPLUS S7-300 SM 321；
數(shù)字量輸入
SIPLUS S7-300 SM 322；
數(shù)字量輸出
SIPLUS S7-300 SM 323；
數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出
SIPLUS S7-300 數(shù)字量模塊可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：
溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °C
在需要較高抗化學(xué)腐蝕性以及需能夠承受較高機(jī)械和生物負(fù)荷和鹽霧的場(chǎng)合
相對(duì)濕度 100%
符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50155

電感釋放時(shí)將出現(xiàn)過(guò)電壓。 繼電器線(xiàn)圈和接觸器都屬于這種情況。
集成過(guò)電壓保護(hù)
S7-300 的數(shù)字量輸出模塊具有集成過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。
附加過(guò)電壓保護(hù)
在下列情況下，只有通過(guò)附加的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備才能組態(tài)電感：
如果可以通過(guò)適合的附加觸點(diǎn)（如繼電器觸點(diǎn)）切斷 SIMATIC 輸出電流電路。
如果感抗不是通過(guò) SIMATIC 模塊激活。
注意： 請(qǐng)向感抗供應(yīng)商詢(xún)問(wèn)應(yīng)使用何種大小的過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。

下圖顯示了需要附加過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的輸出電流電路。

圖片: 輸出電流電路中用于急停的繼電器觸點(diǎn)

下圖顯示了組態(tài)有二極管或 Z 二極管的直流電工作線(xiàn)圈。

圖片: 直流線(xiàn)圈的組態(tài)

二極管/Z 二極管電路的屬性：

可避免截止電流。 Z 二極管能承受截止電壓。

高截止延時(shí)（比沒(méi)有保護(hù)電路時(shí)高 6 到 9 倍）。

相比二極管電路，穩(wěn)壓二極管的截止速度更快。

下表顯示數(shù)字量 IO 模塊的基本屬性：