西門子S120變頻器6SL3210-1SB14-0AA0

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SIEMENS可編程控制器

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PLC執行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程:

    （1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號，并將各輸入狀態存入對應的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離，其內容保持不變，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號刷新。可見，PLC在執行程序和處理數據時，不直接使用現場當時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區中的數據。一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，否則可能造成信號的丟失。

   （2）程序執行階段。在執行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個執行程序。但遇到程序跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序跳轉地址。程序執行過程中，當指令中涉及輸入、輸出狀態時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入"對應輸入端子狀態，從輸出映像寄存器“讀入"對應元件（“軟繼電器"）的當前狀態。然后進行相應的運算，運算結果再存入輸出映像寄存器中。對輸出映像寄存器來說，每一個元件（“軟繼電器"）的狀態會隨著程序執行過程而變化。

    （3）輸出刷新階段。程序執行階段的運算結果被存入輸出映像區，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產生本周期的控制輸出。如果內部輸出繼電器的狀態為“1"，則輸出繼電器觸點閉合，經過輸出端子驅動外部負載。全部輸出設備的狀態要保持一個掃描周期。

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PLC步進順控的狀態轉移圖畫法簡介

1．步進順控概述：

一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態或者步。狀態與狀態之間由轉換條件分隔。當相鄰兩狀態之間的轉換條件得到滿足時，就實現狀態轉換。狀態轉移只有一種流向的稱作單流程順控結構。

2．FX系列PLC的狀態元件

   每一個狀態或者步用一個狀態元件表示，S0為初始步，也稱為準備步，表示初始準備是否到位。其它為工作步。

狀態元件是構成狀態轉移圖的基本元素，是可編程控制器的軟元件之一。 FX2N 共有 1000個狀態元件，其分類、編號、數量及用途

現場總線技術的由來

　　1.1.1 CIMS體系結構及產業數據結構的層次劃分

　　根據工廠治理、生產過程及功能要求，CIMS體系結構可分為5層，即工廠級、車間級、單元級、工作站級和現場級。簡化的CIMS則分為3層，即工廠級、車間級和現場級。在一個現代化工廠環境中，在大規模的產業生產過程控制中，產業數據結構同樣分為這三個層次，與簡化的網絡層次相對應。如圖1-1所示。

　　圖1-1：簡化的CIMS網絡體系結構

　　1.1.2 現場級與車間級自動化監控及信息集成是工廠自動化及CIMS*的重要部分。

　　現場級與車間級自動化監控及信息集成系統主要完成底層設備單機控制、連機控制、通訊連網、在線設備狀態監測及現場設備運行、生產數據的采集、存儲、統計等功能，保證現場設備高質量完成生產任務，并將現場設備生產及運行數據信息傳送到工廠治理層，向工廠級MIS系統數據庫提供數據。同時也可接受工廠治理層下達的生產治理及調度命令并執行之。因此，現場級與車間級監控及信息集成系統是實現工廠自動化及CIMS系統的基礎。

　　1.1.3 傳統的現場級與車間級自動化監控及信息集成系統

　　傳統的現場級與車間級自動化監控及信息集成系統（包括：基于PC、PLC、DCS產品的分布式控制系統），其主要特點之一是，現場層設備與控制器之間的連接是一對一（一個I/O點對設備的一個測控點）所謂I/O接線方式，信號傳遞4-20mA（傳送模擬量信息）或24VDC（傳送開關量信息）信號。

　傳統的現場級與車間級自動化監控及信息集成系統

　　1.1.4 系統主要缺點

　?。?）信息集成能力不強： 控制器與現場設備之間靠I/O連線連接，傳送4-20mA模擬量信號或24VDC等開關量信號，并以此監控現場設備。這樣，控制器獲取信息量有限，大量的數據如設備參數、故障及故障紀錄等數據很難得到。底層數據不全、信息集成能力不強，不能*CIMS系統對底層數據的要求。

　　（2）系統不開放、可集成性差、性不強：除現場設備均靠標準4-20mA/24VDC連接，系統其它軟、硬件通常只能使用一家產品。不同廠家產品之間缺乏互操縱性、互換性，因此可集成性差。這種系統很少留出接口，答應其它廠商將自己專長的控制技術，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統中往，因此，面向行業的監控系統很少。

　　（3）可靠性不易保證：對于大范圍的分布式系統，大量的I/O電纜及敷設施工，不僅增加本錢，也增加了系統的不可靠性。

　　（4）可維護性不高：由于現場級設備信息不全，現場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能不強。另一方面也很難完成現場設備的遠程參數設定、修改等參數化功能，影響了系統的可維護性。

　　1.1.5 現場設備的串行通訊接口是現場總線技術的原形

　　由于大規模集成電路的發展，很多傳感器、執行機構、驅動裝置等現場設備智能化，即內置CPU控制器，完成諸如線性化、量程轉換、數字濾波甚至回路調節等功能。因此，對于這些智能現場設備增加一個串行數據接口（如RS-232/485）是非常方便的。有了這樣的接口，控制器就可以按其規定協議，通過串行通訊方式（而不是I/O方式）完成對現場設備的監控。假如設想全部或大部分現場設備都具有串行通訊接口并具有同一的通訊協議，控制器只需一根通訊電纜就可將分散的現場設備連接，完成對所有現場設備的監控，這就是現場總線技術的初始想法。

　　1.2.4 現場總線技術的產生

　　基于以上初始想法，使用一根通訊電纜，將所有具有同一的通訊協議通訊接口的現場設備連接，這樣，在設備層傳遞的不再是I/O（4-20mA/24VDC）信號，而是基于現場總線的數字化通訊，由數字化通訊網絡構成現場級與車間級自動化監控及信息集成系統。

　　1.2 現場總線技術概念

　　1.2.1 現場總線技術

　　目前，*的現場總線技術概念描述如下：現場總線是安裝在生產過程區域的現場設備/儀表與控制室內的自動控制裝置/系統之間的一種串行、數字式、多點通訊的數據總線。其中，“生產過程"包括斷續生產過程和連續生產過程兩類。

　　或者，現場總線是以單個分散的、數字化、智能化的丈量和控制設備作為網絡節點，用總線相連接，實現相互交換信息，共同完成自動控制功能的網絡系統與控制系統。

　　1.2.2 現場總線技術產生的意義

　　（1）現場總線（Fieldbus）技術是實現現場級控制設備數字化通訊的一種產業現場層網絡通訊技術；是一次產業現場級設備通訊的數字化 現場總線技術可使用一條通訊電纜將現場設備（智能化、帶有通訊接口）連接，用數字化通訊代替4-20mA/24VDC信號，完成現場設備控制、監測、遠程參數化等功能。

　?。?）傳統的現場級自動化監控系統采用一對一連線的、4-20mA/24VDC信號，信息量有限，難以實現設備之間及系統與外界之間的信息交換，使自控系統成為工廠中的“信息孤島"，嚴重制約了企業信息集成及企業綜合自動化的實現。

　　（3）基于現場總線的自動化監控系統采用計算機數字化通訊技術，使自控系統與設備加進工廠信息網絡， 構成企業信息網絡底層，使企業信息溝通的覆蓋范圍一直延伸到生產現場。在CIMS系統中，現場總線是工廠計算機網絡到現場級設備的延伸，是支撐現場級與車間級信息集成的技術基礎。

　　用于本質安全 PROFIBUS DP 應用的電纜在其名稱后面附加字母“IS