西门子可编程控制器CPU 1518TF-4 PN/DP

西门子可编程控制器CPU 1518TF-4 PN/DP

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流

电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。 6 底板或机架 　　大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实

现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。 7 PLC系统的其它设备 　　7.1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护*的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及

PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程

软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。 　　7.2　人机界面：简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由

计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 8　PLC的通信联网 　　依靠*的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越

显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。 　　PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整

体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点

西门子PLC的选型方法在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据

。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相

关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控

制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求

，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、

部设备特性等，后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 一、输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展 余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，

因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之

后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上

模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 三、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 (一)运算功 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功

能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具

有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据

通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功

能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要

译码和编码等运算。

(二)控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此

(二)控制功能

控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此

，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高

PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。 (三)通信功能 大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。

西门子PLC控制性能优异，在各行业机电控制中得到了十分广泛的应用。本书结合一系列实例，详细介绍了基于西门子PLC的机械电气控制系统设计方法与步骤，包括：控制系统的需求分析，选择PLC机型，系统硬件设计，系统软件设计等。全书共5章，第1章是概论，介绍西门子PLC的发展历程及应用情况；第2章与第4章分别介绍西门子S7-200系列与S7-300/400系列PLC的基础知识；第3章与第5章分别是西门子S7-200系列PLC与西门子S7-300/400系列PLC机电控制实例详解。 在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面:1)接收从编程器输入的用户程序和数据，2)诊断电源，PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等，3)通过输入接口接收现场的状态或数据。 能适应各种大小规模的工业自动化控制场合，被广泛应用在电力，冶金，化工，造纸，环保污水处理等行业中，PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制，

而对于从站，我们只需要把Modbus的标准地址和从站的地址对应关系建立好就可以了，S7-200的从站与Modbus标准的对应关系如从站右侧表格所示。

表中左侧是Modbus标准地址码，其中1-128对应于S7-200的Q0.0-Q15.7，10001-10128对应于S7-200的I0.0-I15.7，30001-30032对应于AIW0-AIW62，40001-4xxx对应的是S7-200的保持寄存器（V区），它的范围是T-T+2*(xxxx-1)，T表示的是V区的起始地址，这一点由Modbus从站的指令所决定的。Modbus的主站指令叫做MBUS_MSG，通过这条指令可以将Modbus的标准报文发给从站，例如在上图例子当中从站的*个字节是03，表示的是从站的地址，FC功能码为03，表示的是读取单个/多个保存寄存器，Modbus标准地址是40001，长度是10。随着功能码的不同，报文的格式会发生相应的变化，具体的报文格式需要去参阅Modbus的通讯手册。

从站的指令时MBUS _SLAVE，在接到主站发给它的报文后会根据报文的需求返回报文，比如在上图例子中返回的格式是*个字节为从站的地址，第二个为功能码，第三个是数据返回给主站，这样就完成了一次Modbus通讯的请求与应答的过程。

（2）Modbus库文件的安装和调用

如果想要应用Modbus指令库，那么首先需要到因特网上或者向西门子的客服人员申请名称为'Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN' 的指令库，将它解压并且安装到Micro WIN当中就可以使用了，安装后会在Micro WIN的库文件当中出现上图标记的三个库，其中Port0和Port1都可以做Modbus Master，而Slave只有Port0口可以做。

西门子可编程控制器CPU 1518TF-4 PN/DP

SIMATIC S7-300 和 SIMATICC7 与 PROFIBUS（12 Mbit/s，包括45.45 kbit/s）的连接

通讯服务：

编程器/OP 通讯

S7 通讯

开放式通讯 （SEND/RECEIVE）

PROFIBUS-FMS

使用 PROFIBUS，所以配置和编程都很简单

易于集成至 S7-300 系统

通过 S7 布线，可以在网络之间进行 PG/OP 通信

模块切换，不带 PG

Benefits

可通过 PROFIBUS FMS 方便地将 SIMATIC S7 集成到多供应商自动化集团中

简便组态和通讯处理器上的独立数据转换大大降低了 PROFIBUS FMS 规范用户的工作负荷

通过使用几个通讯处理器而实现面向子过程的自动化解决方案设计

通过开放式通讯将 SIMATIC S7-300 集成到现有系统中

通过在一个通讯处理器上同时使用不同通讯服务来实现通讯处理器的通用

Area of application

CP343-5 通信处理器是 PROFIBUS 总线系统 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC C7 所需的模块。

它减轻了 CPU 的通信任务。

S7-300 使用通信模块的通信选择：

通过 PROFIBUS 与 PROFIBUS-FMS 工作站进行 FMS 通信

与编程部件、操作器接口系统的通信

与其他 SIMATIC S7 系统进行通信。

与 SIMATIC S5 可编程控制器的通信；

可运行的的 CP 数目取决于所使用的 CPU 的性能范围和通信服务。

Design

CP 343-5 使 SIMATIC S7-300 系统设计拥有众多优点：

结构紧凑;

SIMATIC S7-300 SM 模块的单个标准宽

如果在更换较早版本的模块时因没有间隙而无法校准相邻模块，则必须使用占位模块

9 针 Sub-D 接口，用于与 PROFIBUS 的总线连接

4 针端子排，用于连接 24 V DC 外部电源

安装简单；

CP 343-5 安装在 S7-300 DIN 导轨上，并经过总线接头连接到邻近的模块。对于 CP 343-5，允许模块机架 0 至 3（通过 IM 360/361 连接）中的插槽 4 至 11

CP 343-5 可在扩展机架 （ER） 中与 IM 360/361 一起运行

方便用户接线。

Sub-D插座和端子排便于操作

CP 343-5 可无风扇运行。不需要后备电池或存储器模块。

Functions

CP 343-5 为用户提供有关 PROFIBUS 总线系统的各种不同的通信服务：

编程器/OP 通讯

S7 通讯 （编程器、操作面板及 S7 PLC）

开放式通讯 （SEND/RECEIVE）

PROFIBUS FMS （符合 IEC 61158/61784）

编程器/OP 通讯

编程器/OP通讯，连接到网络的所有S7站都可以远距编程。

S7路由

借助于路由，可以跨网络使用编程设备通讯。

S7 通讯

S7 通信用于以下的耦合连接：

SIMATIC S7 自动化系统之间耦连（CP 343-5 仅服务器）

到操作员接口系统（OP）。

SIMATIC 505 和

至 PC，例如，带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621 和 SOFTNET-S7 或 CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 和 S7-5613

无需进一步组态，即可与编程器和操作员面板进行通讯。另外，也可通过 CP 343-5 对中央控制器进行分布式编程和组态。

开放式通讯 （SEND/RECEIVE）

在 PROFIBUS 的第 2 层（FDL） 基础（IEC 61158/61784）上， CP 343-5 为过程或现场通信提供简单、*化接口。

该接口在 SIMATIC S5，SIMATIC S7，SIMATIC 505 和 PC 之间提供集成的、高性能通信。SEND/RECEIVE 不仅提供 SDA 服务（PLC/PLC 连接），而且还提供 SDN 服务（广播、多点传送）。

可能与下列自动化系统进行通信：

SIMATIC S7

带 CP 342-5、CP 343-5、CP 443-5 扩展型和基本型

SIMATIC S5

具有 S5-95U，带 PROFIBUS 接口，、而 S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H 带 CP 5431 FMS/DP

SIMATIC 505 具有 CP 5434-FMS

带有 CP 5512、CP 5611 A2、CP 5621、CP 5613 A2、CP 5613 FO、CP 5614 A2 的 PC

配有一个 FDL 接口的其他类型系统。

功能呼叫必须与 SEND/RECEIVE（PLC-SEND/PLC-RECEIVE）一起使用，并且必须集成到 STEP7 应用程序。

PROFIBUS-FMS

PROFIBUS FMS，符合 PROFIBUS IEC 61158/61784，可通过各种 FMS 服务进行信息传输：

READ，WRITE；

用来读取或写入来自于用户程序（通过变量索引或变量名）的通讯方变量：

用于将自身变量值传输到通讯方。支持对变量值的部分访问。通信通过非循环式连接（主站/主站，主站/从站装置）、通过与从站激活的非循环连接以及循环式连接进行处理。

INFORMATION REPORT（信息报告）；

（报告）允许通过一台 FMS 服务器进行变量的未确认传输。尤其是，对于广播 FMS 连接的传输，常采用这种任务类型。