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西門子模塊6ES7223-1PH22-0XA8

西門子PLC之S7家族

的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。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；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；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賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數據，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數據。

S7-300操作系統自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級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功能，這使得組態非常容易、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總線接口和工業以太網總線系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。

CPU模塊與那些模塊之間的數據交換的時間就會增加。這種數據交換的時間的增加，在一定程度上會使PLC的掃描時間加長。因此，有必要采取以下措施使系統總線傳輸速度高速化：增加系統總線的帶寬使一次傳輸的數據量增多，例如三菱電機的小Q系列PLC，增加了系統總線的帶寬，使所傳輸的數據量是以前的2倍；在系統總線存取的方式上，采用連續成組傳送技術實現連續數據的高速批量傳送，大大縮短了存取每個字所需的時間；通過向與系統總線相連接的模塊實現全局傳送，即針對多個模塊同時傳送同一數據，有效地用活了系統總線。 運算速度高速化也是日本PLC系統追求的一個重要目標。由于目前PLC的CPU模塊競相采用32位RISC芯片，運算速度大為提高。一般基本指令的執行速度均達到數十個納秒（ns），如三菱電機的Q02HCPU其輸入指令的執行時間為34ns，富士電機MICREX-SX系列SPH300達20ns，橫河電機的FA-M3系列的F3SP59-7S其輸入指令的執行時間為17.5ns。僅看一種指令的執行時間并不能完整地說明問題。日本電機工業會（日本電機工業的行業協會）JEMA一直倡導用PCmix值（即PLC的處理時間性能表示指標，用1微秒執行的基本指令和數據處理指令的平均次數來表示）來衡量PLC的運算速度。所謂1微秒執行的基本指令和數據處理指令的平均次數，是按PLC應用程序所使用的指令的頻繁程度的統計平均值計算的。一般是基本指令占54%(其中輸入指令占17%，輸出指令13%，邏輯運算指令21%，定時器輸出3%)，數據處理指令占39%（其中傳送指令占25%，四則函數運算指令，比較指令6%），其它指令7%。仍以三菱電機的小Q系列為例，其中的Q25HCPU的PCmix值是10.3，比A2UHCPU-S1快5倍（為2.0），比A2SHCPU快20倍多(PCmix值為0.5)。隨著PLC的功能擴展，運算指令、文字處理指令、通信指令等用的越來越多，各種指令的使用頻率也會發生一定的變化，PCmix值的計算也會有所變化。這里順便提一下，之所以要多次舉三菱電機為例，是因為它的PLC的*占日本的50%以上，為日本的大PLC供應廠商，因而具有相當的典型性。同時，通過軟件技術提升PLC操作系統的水平，實現了事件中斷的高速響應（200微秒）功能，高速計數功能，0.5毫秒（三菱電機的小Q系列PLC）、甚至0.2毫秒（橫河電機的的FA-M3系列PLC）的恒定掃描時間功能 

SINUMERIK 840D powerline 具有模塊化、開放性和統一的結構，用于操作、編程和可視化，可實現一種適用于所有技術功能的創新系統平臺。與 SIMODRIVE 611 digital 變頻器系統一起，并輔以 SIMATICS7-300 自動化系統，SINUMERIK 840D powerline 提供了一種適用于復雜機加工任務以及具有較高動態水平和精度的完善的數字系統。通過 SINUMERIK 840D powerline，可簡單、經濟、切實可行地實現一種 SINUMERIK 安全集成功能，對人員和機器提供有效保護。

用于數字任務的數控系統 
性能和靈活性高，尤其適用于復雜的多軸系統 
統一的開放性，從操作到 NC 的核心。 
集成可靠的人與機器安全保護功能：SINUMERIK 集成安全 
已經驗證的操作和編程軟件，例如 ManualTurn、ShopMill 或 ShopTurn 和運動控制信息系統產品（MCIS 產品）

SINUMERIK 840D powerline 全球適用于車削、銑削、磨削、激光加工、復雜零件的分段沖裁、沖切等工藝，用于工具和模具制造、用于作為壓力控制、用于高速切削應用、用于木材和玻璃加工、以及用于傳送線和回轉分度機，以及大批量生產和車間施工。

SINUMERIK 840DE powerline 還提供有用于需要認證國家的出口型。

SINUMERIK 840D powerline 將數控程序、PLC、控制和通訊任務組合在單個 NCU 模板中。通過安裝在饋電/再生反饋模板的右側，在安裝在 NCU 后，功能強大的 NCU 多處理器模板即已直接集成在 SIMODRIVE 611 digital 變頻器系統中。所有 NCU 的供貨范圍都包括設備總線電纜以及驅動總線終端器。

所有 NCU 都有用于 4 點數字量 CNC 輸入和 4 點快速數字量 CNC 輸出的內置接口。通過驅動總線上的 NCU 端子板還可連接其它快速輸入/輸出。

高性能，高靈活性
硬件和軟件在 NC 和操作方面的可伸縮性可為 SINUMERIK 840D powerline 用于各種應用提供正確的前提條件。包括從簡單的定位任務到復雜的多軸系統。對于加工任務提供有多種不同類型的 NCU。

如果對于進給軸和通道還有更高要求，例如回轉分度機或多主軸機床，使用鏈路模板，還可組合 NCU 的計算性能、組態工具以及存儲區，顯著擴展（快速 IPO 鏈路）。

使用這種加工包，可以簡便地實現 5 軸加工任務，例如任意形狀表面的銑削。在 5 軸加工包中包括下列功能：5 軸變換，帶刀具定位，5 軸刀具長度補償，定向刀具縮進，針對刀具的 RTCP（旋轉刀具中點），以及萬向銑頭/攻絲頭。

對于制模或 HSC 領域的高動態和精度要求，建議使用 NCU 573.5 。

PLC的發展趨勢

1、功能向增強化和專業化的方向發展，針對不同行業的應用特點，開發出專業化的PLC產品。以此來提高產品的性能和降低產品的成本，提高產品的易用性和專業化水平。

2、規模向小型化和大型化的方向發展，小型化是指提高系統可靠性基礎上，產品的體積越來越小，功能越來越強；大型化是指應用在工業過程控制領域較大的應用市場，應用的規模從幾十點擴展到上千點，應用功能從單一的邏輯運算擴展幾乎能滿足所有的用戶要求。

3、系統向標準化和開放化方向發展，以個人計算機為基礎，在WINOOWs平臺上開發符合全新一體化開放體系結構的PLC。

通過提供標準化和開放化的接口，可以很方便地將PLC接入其它系統[2]。

PLC的功能特點

PLC的功能 隨著自動化技術、計算機技術及網絡通信技術的迅速發展，PLC的功能日益增多。它不僅能實現單機控制，而且能實現多機群控制；不僅能實現邏輯控制，還能實現過程控制、運動控制和數據處理等，其主要功能如下：

1、開關量邏輯控制

這是PLC的最基本的功能。PLC具有強大的邏輯運算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實現繼電器觸點的串聯、并聯和串并聯等各種連接的開關控制，常用于取代傳統的繼電器控制系統。使用PLC提供的定時、計數指令，可實現定時、計數功能，其定時值和計數值既可由用戶在編程時設定，也可用數字撥碼開關來設定，其值可進行在線修改，操作十分靈活方便。

2、模擬量控制

在工業生產過程中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊，如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等，通過使用這些模塊，把現場輸入的模擬量經A/D轉換后送CPU處理；而CPU處理的數字結果，經D/A轉換成模擬量去控制被控設備，以完成對連續量的控制。

3、閉環過程控制

使用PLC不僅可以對模擬量進行開環控制，而且還可以進行閉環控制。配置PID控制單元或模塊，對控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進行PID控制。

4、定時、定位、計數控制

PLC具有定時控制的功能，它為用戶提供了若干個定時器，定時器的時間可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關在外部設定，實現定時或延時控制。定位控制是PLC*的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實現各種需求的定位控制。PLC具有計數控制的功能，它為用戶提供了若干個計數器或高速計數模塊。計數器的計數值可以由用戶在編寫程序時設定，也可以用撥盤開關在外部設定，實現計數控制。、 5、順序（步進）控制

在工業控制中，選用PLC實現順序控制，可以采用IEC規定的用于順序控制的標準化語言——順序功能圖進行設計，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。

6、網絡通信

現代PLC具有網絡通信的功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又能實現PLC與計算機之間的通信，從而構成“集中管理，分散控制"的分布式控制系統，實現工廠自動化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設備進行通信。PLC還可與其它智能控制設備（如變頻器、數控裝置）實現通信。PLC與變頻器組成聯合控制系統，可提高交流電動機的自動化控制水平。

7、數據處理

現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。 這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。