6ES7153-4AA01-0XB0

存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，它的作用是存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。其中系統(tǒng)程序是控制PLC實(shí)現(xiàn)各種功能的程序，由PLC生產(chǎn)廠家編寫(xiě)，并固化到只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，用戶不能訪問(wèn)。 
輸入單元
輸入單元是PLC與被控設(shè)備相連的輸入接口，是信號(hào)進(jìn)入PLC的橋梁，它的作用是接收主令元件、檢測(cè)元件傳來(lái)的信號(hào)。輸入的類型有直流輸入、交流輸入、交直流輸入。 
輸出單元
輸出單元也是PLC與被控設(shè)備之間的連接部件，它的作用是把PLC的輸出信號(hào)傳送給被控設(shè)備，即將*處理器送出的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備的執(zhí)行元件。輸出的類型有繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘門(mén)輸出。 
PLC除上述幾部分外，根據(jù)機(jī)型的不同還有多種外部設(shè)備，其作用是幫助編程、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通信。常用的外部設(shè)備有編程器、打印機(jī)、盒式磁帶錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等。 
工作原理編輯
當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 
輸入采樣
在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 
可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器(2張)
用戶程序執(zhí)行
在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 
即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 
在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過(guò)程映像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過(guò)程映像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 
輸出刷新
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 
小結(jié)
根據(jù)上述過(guò)程的描述，可以對(duì)PLC工作過(guò)程的特點(diǎn)小結(jié)如下： [7] 
①PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，這種方式減少了外界干擾的影響。 [5] 
②PLC的工作過(guò)程是循環(huán)掃描的過(guò)程，循環(huán)掃描時(shí)間的長(zhǎng)短取決于指令執(zhí)行速度、用戶程序的長(zhǎng)度等因素。 [5] 
③輸出對(duì)輸入的影響有滯后現(xiàn)象。PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，當(dāng)采樣階段結(jié)束后，輸入狀態(tài)的變化將要等到下一個(gè)采樣周期才能被接收，因此這個(gè)滯后時(shí)間的長(zhǎng)短又主要取決于循環(huán)周期的長(zhǎng)短。此外，影響滯后時(shí)間的因素還有輸入濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間等

 6ES7153-4AA01-0XB0

SIMATIC DP，接通 ET 200M IM 153-4 PN IO 針對(duì)多 12 個(gè) S7-300 模塊， 擴(kuò)展功能： 實(shí)時(shí)等時(shí)同步 通訊等級(jí) 1 和 2， 模塊更換不包括編程設(shè)備 PG， 運(yùn)行無(wú)需 MMC， 維護(hù) 支持新的輸入輸出模塊

應(yīng)用

需要 IM 153-1 / IM 153-2 HF 接口模塊，以把模塊化的 I/O 設(shè)備 ET 200M 連接到 PROFIBUS DP 現(xiàn)場(chǎng)總線。

這些首部模塊可應(yīng)用于許多場(chǎng)合。

PCS 7的特殊功能和模塊

IM 153-2 (銅) 配有特殊功能，如時(shí)鐘同步、時(shí)間戳或 I&M 功能。此外，考慮到在過(guò)程施工中不斷增加的診斷需求，還有一些可用的特殊模塊。例如，數(shù)字量輸入模板可連接 NAMUR 傳感器，具有斷線探測(cè)器，通過(guò)“0”和“1”信號(hào)，并具有整平監(jiān)控和脈沖展寬功能。為獲得一個(gè)合理的通道價(jià)格，可能會(huì)采用8-通道 HART 模塊。

容錯(cuò)系統(tǒng)

高可用性系統(tǒng)可用于系統(tǒng)不允許出現(xiàn)停止或因意外停機(jī)后系統(tǒng)重啟等會(huì)造成高昂損失的應(yīng)用場(chǎng)合。例如，典型的應(yīng)用場(chǎng)合包括發(fā)電、配電、隧道系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)行李運(yùn)輸系統(tǒng)、石油平臺(tái)、煉油廠、特種玻璃制造商、半導(dǎo)體行業(yè)等。

通過(guò)與高可用的 S7-400H（冗余 CPU）相結(jié)合，ET 200M 能夠以單通道模式（標(biāo)準(zhǔn)可用性）或開(kāi)關(guān)模式（增強(qiáng)可用性）進(jìn)行連接。

此外，IM 153-2 也可用于采用 S5-155H、S7-300 / S7-400的軟件冗余應(yīng)用以及PNO標(biāo)準(zhǔn)化冗余應(yīng)用。

面臨爆炸危險(xiǎn)的范圍

在爆炸危險(xiǎn)范圍內(nèi)，不同信號(hào)和模擬量模板用作本安型版本。這意味著這些模塊本身可高性價(jià)比地安裝在Zone 2區(qū)域，但其傳感器和執(zhí)行器可安裝在Zone1區(qū)。例如，可用于化工和制藥行業(yè)、石油鉆探平臺(tái)、或普通制造工廠（如印刷工業(yè)或汽車工業(yè)的噴漆車間）。可以按通道隔離處理 Ex zone 1區(qū)信號(hào)。對(duì)于非防爆區(qū)域，模塊通道隔離電壓為250 V AC。還有帶 HART 能力的模擬量模板。

安全型系統(tǒng)

產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，故障安全型控制器進(jìn)入安全狀態(tài)，并確保操作人員、機(jī)器和環(huán)境的安全，例如出現(xiàn)擠壓時(shí)的自動(dòng)化系統(tǒng)或乘客運(yùn)輸。不同的信號(hào)模板可用于連接故障安全信號(hào)和 S7-300F 或 S7-400F/FH，并根據(jù)連接類型提供SIL 2 或 SIL 3。

對(duì)于面向安全的 I/O 模塊的應(yīng)用場(chǎng)合，必須使用 IM 153-2 HF 接口模塊。

高動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程

在高精度生產(chǎn)和加工過(guò)程中，用于控制高速機(jī)械的分布式解決方案日益重要，例如用于驅(qū)動(dòng)控制。在這種情況下，分布式 I/O 設(shè)備捕獲信號(hào)與執(zhí)行器作出相應(yīng)反應(yīng)之間的時(shí)間必須盡量縮短，并可精確復(fù)制。SIMATIC 自動(dòng)化解決方案通過(guò)這種方式與同步PROFIBUS 的同步連接被稱作“時(shí)鐘同步”，并由不同的 ET 200M 信號(hào)模板提供支持。

設(shè)計(jì)

• IM 153-1/153-2 接口模塊被用作為 ET 200M 的首部模塊（IM；接口模塊）。 S7-300自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊產(chǎn)品系列中，多 8個(gè)或12個(gè) I/O 模塊可以與該接口模塊相連。
• 接口模塊和必需的 I/ 模塊安裝在 S7?300 的 異型導(dǎo)軌上；在安裝期間，用總線連接器把 I/O模塊相互連接起來(lái)并與 IM 153 接口模塊連接。
• 在冗余模式中，兩個(gè) IM 153-2 安裝在 BM IM/IM總線模塊上。 特種異型導(dǎo)軌可用來(lái)安放總線模塊。
• 在為 IM153 配備 S7-300 模塊時(shí)，不必考慮插槽規(guī)則。
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在進(jìn)行可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，盡管有著不同的被控對(duì)象和設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)內(nèi)容可能涉及諸多方面，又需要和大量的現(xiàn)場(chǎng)輸入、輸出設(shè)備相連接，但是基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

    (1)明確設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件。

    設(shè)計(jì)任務(wù)和技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的方式給出，在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中，應(yīng)明確各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求、約束條件及控制方式。因此，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

    (2)確定用戶輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。

    用戶的輸入、輸出設(shè)備是構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)中除了作為控制器的PLC本身以外的硬件設(shè)備，是進(jìn)行機(jī)型選擇和軟件設(shè)計(jì)的依據(jù)。因此，要明確輸入設(shè)備的類型（如控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、操作開(kāi)關(guān)、檢測(cè)元件、保護(hù)器件、傳感器等）和數(shù)量、輸出設(shè)備的類型（如信號(hào)燈、接觸器、繼電器等執(zhí)行元件）和數(shù)量以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的負(fù)載（如電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），并進(jìn)行分類、匯總。

    (3)選擇可編程控制器的機(jī)型。

    可編程控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，正確、合理地選擇機(jī)型對(duì)于保證整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。提示PLC的選型包括機(jī)型的選擇、存儲(chǔ)器容量的選擇、I/O模塊的選擇等。

    (4)分配I/O通道，繪制I/O接線圖。

    通過(guò)對(duì)用戶輸入、輸出設(shè)備的分析、分類和整理，進(jìn)行相應(yīng)的I/O通道分配，并據(jù)此繪制I/O接線圖。

    至此，基本完成了PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。

    (5)設(shè)計(jì)控制程序。

    根據(jù)控制任務(wù)和所選擇的機(jī)型以及I/O接線圖，采用梯形圖語(yǔ)言設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制程序。設(shè)計(jì)控制程序就是設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，這對(duì)于保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行至關(guān)重要，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試，使之滿足控制要求。

    (6)必要時(shí)設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

    在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。如無(wú)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備可選，還可能需要設(shè)計(jì)操作臺(tái)、控制柜、模擬顯示屏等非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

    (7)編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。

    在設(shè)計(jì)任務(wù)完成后，編制系統(tǒng)的技術(shù)文件。技術(shù)文件一般包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)、I/O接線圖和控制程序（如梯形圖等）。