西门子6ES7231-7PB22-0XA8性能参数

西门子6ES7231-7PB22-0XA8性能参数

通过总结目前普遍使用的组合逻辑函数法、功能转移图法、Petri网分析法等可编程控制器程序设计方法，提出了一种面向对象的可编程控制器程序设计方法。依照面向对象技术的思想，具体阐述了在可编程控制器程序设计中如何构造底层的基本控制对象类及其高层的对象模型封装类。给出了外部信号的定义并且例举了对象模型同外部信号的交互情况。*后再深进分析面向对象方法的优良性能。

         1 引言 

             可编程控制器PLC因其操纵简单、性能可靠而得到广泛使用。各种类型的可编程控制器充斥着市场。作为可编程控制器系统的设计者来说，面对不同型号的PLC控制器要进行不同的设计。系统的整体设计和硬件设计随控制器型号的变化通常只需做很小的改动，甚至根本不必作出修改。但是对于程序设计部分来说，改动结果往往是面目全非。有时还不如根据新的控制器型号重新设计。固然可编程控制器程序相对于各种大型计算机应用软件来说要简单得多，但是应用软件设计中碰到的题目在可编程控制器程序设计中也同样存在，如：交流题目、需求不断变化及软件复用等题目。面向对象技术正是解决这些题目的方法。本文首先总结几个常用的设计方法，然后提出一种面向对象的可编程控制器程序设计方法。 

         2 常用方法先容 

         1．组合逻辑函数法 

             可编程控制器是随传统继电器逻辑的发展而诞生的。电气控制线路与逻辑代数有逐一对应的关系。具体设计时是首先根据控制要求列出逻辑代数表达式，然后对逻辑代数进行化简，*后根据化简后的逻辑代数表达式画出梯形图，得出程序。此种方法简单直观。程序经化简后而得，显得非常精练。对于那些对电气控制线路熟悉的设计职员来说，轻易接受这种设计方法。 但是，换个角度来说，程序化简后系统的冗余性和安全性不好体现。精练的程序使得调试时很难判定出题目的确切位置，并且程序很小的变化往往涉及全盘变动。另外，逻辑代数只适用于系统开关量的设计，模拟量需求助于其它的方法。然而，一个系统的开关量和模拟量设计往往是紧密结合不可分的。 

         2．功能转移图法 

             这是一种顺序控制系统的图解表示法。适用于处理顺序、随机等类型的题目。此种方法就象制造工厂的流水线，干完一道工序才能进行下一道工序，直至*后整个工艺流程结束。系统在设计时，首先按控制要求划分出一个个功能块，然后根据工艺流程将各个功能块进行排序，*后整合成满足用户需求的系统。很显然，在利用这种方法编制的程序中每个功能块只与前后功能块有接口，之间仅仅存在功能转移的关系。对于柔制造系统，它的各个组成元素需并行运行，协同动作，对资源并具有竞争性。前两种方法都是无法满足这种要求的。 

         3．Petri网分析法 

             用Petri网描述的系统有一个共同的特征：系统的动态行为表现为资源（物质资源和信息资源）的活动。可编程控制器的控制逻辑充分体现了这一特点，即谁条件满足谁就得电，得电者才能动作。该方法的具体设计步骤如下：
    （1）各个执行元件、位置检测元件、启动信号等都作为Petri的状态元素。
    （2）对每个切换主令信号采用一个转换表示。
    （3）设置启动状态，并列出各个状态标志。
    （4）设计Petri网的各个分程序。
    （5）对于协调控制系统，将要协调的各个单元主令信号进行约束。
    （6）对竞争控制系统、并发性的系统采用并行程序，循环型的系统采用与单序列程序相似的方法处理。
    （7）分配，列出逻辑方程，进行编程。

引言

可编程控制器（PLC）由于其结构紧凑、可靠性高、编程简单、指令强大、灵活性强、能适用于比较恶劣环境等诸多优点，现已在工业控制领域得到广泛应用。现普遍采用触摸屏加plc的方法来监控设备，但触摸屏视角窄，不适应恶劣环境，且数据存储容量有限，不易实现大规模网络互联。因此我们采用plc与计算机通讯的方式实现实时监控，克服了触摸屏的缺点。

2s7-200cpu自由口通讯方式的应用

世界知名品牌的plc很多，如西门子、欧姆龙、松下、三菱等等，本人仅以西门子s7-200小型可编程控制器的cpu22×系列为例，介绍plc在计算机网络中与计算机通讯的功能。

s7-200cpu支持多样的通讯功能，根据所使用的s7-200cpu，其网络可以支持一个或多个以下协议:

点到点（point-to-point）接口（ppi）

多点接口（multi-point）（mpi）

profibus

用户定义协议（自由口）

自由口通讯是通过用户程序可以控制s7-200cpu通讯口的操作模式。利用自由口模式，可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令，用户程序控制通讯口操作。在自由口通讯模式下，通讯协议完全由用户程序控制。通过smb30（口0）允许自由口模式，而且只有在cpu处于run模式时才能允许。当cpu出于stop模式时，自由口通讯停止，通讯口转换成正常的ppi协议操作。

近年来，随着我国铁路运输环境的改善，列车速度越来越高，势必对铁道车辆提出较高的要求，其表现在对列车的舒适性和运行可靠性、安全性的要求提高，因此车辆上设备的自动化程度越来越高。自动化程度的提高，带动了网络技术在列车控制和监控上的应用。车辆网络控制、监控简图如图1所示。

车辆网络控制

整列车设有车辆级计算机，每个车厢设有本车计算机，车辆级计算机与各个本车计算机组成车辆的主网，本车计算机与本车厢内的各个设备间组成子网。plc由于其自身的优点，作为控制核心在车辆上的多种设备中得以应用，例如列车自动门的控制、列车空调机的控制等，使其可以作为整个列车网络系统中的一个节点。

3通讯协议

siemenss7-200系列plc可以采用用户定义通讯协议（自由口）模式实现计算机与plc、plc与plc的通讯。笔者所描述的例子中，虽然车辆计算机系统和车辆上的其它设备分别是多个设备供应商的产品，但是只要制定好通讯协议，就能满足相互通讯的要求。s7-200系列的plc正是由于其自由口通讯是通过用户程序控制cpu串行通讯口的操作模式，所以可以方便地与车辆计算机通讯。

计算机（主站）每隔100ms查询plc（从站）一次，主站发出从站动作控制命令给从站，从站收到命令后发给主站应答帧，从站接收到主站发送来的一帧数据，计算出其校验码fcs，与接收到的一帧数据中的fcs比较，检查是否有数据错误。如果有数据有误，从站发送信息给主站，请求重发。
l字符结构:每个字符由11位构成，奇偶校验位采用奇校验方式。起始位 数据             奇偶校验位 停止位

1位      8位d7…d0    1位             1位

l传输数据帧格式

byte（0）…byte（n）fcs

byte（0）…byte（n）为字符串;

fcs为异或校验码，是发送的所有数据字节和地址字节之异或值。

l主站命令帧结构

从站地址从站地址补码控制字节命令字节fcs

l从站应答帧结构

从站地址从站地址补码控制字节应答字节fcs

4通讯口初始化

plc内部特殊存储器位smb30和smb130分别配置通讯端口0和1，为自由端口通讯选择波特率、奇偶校验和数据位数。自由