西门子CPU224CN AC/DC/RLY 原厂原装正品

上海诗幕自动化设备有限公司是中国西门子的较佳合作伙伴，公司主要
从事工业自动化产品的集成, 销售和维修 ，是全国**的自动化设备公司之一。
公司坐落于中国*城市上海市 ，我们诚的希望在器件的销售和工程项目承
接、系统开发上能和贵司开展多方面合作。以下是我司 主要 代理 西门子产品 ，
欢迎您来电来函咨询，我们将为您提供优惠的价格及快捷细致的服！

公司主要代理以下产品：
1、 SIMATIC S7 系列 PLC：S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
2、 逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL 等
3、 SITOP 直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A 可并联.
4、HMI 触摸屏 TD200 TD400C K-TP OP177 TP177,MP277 MP377,
S SIEMENS  交、直流动装置
1、 交流变频器 MICROMASTER 系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70 系列
S SIEMENS 控 数控  伺服
SINUMERIK:801、802S 、802D、802D SL、810D、840D、611U、S120
系统及伺报电机，力矩电机，直线电机，电缆，伺服驱动等备件销售。

开放式PLC控制系统设计目前，国内用户选用的可编程控制器(PLC)仍以国外产品为主，造成这种局面的一个重要原因是欧、美、日等发达工业国家掌握了高端PLC的核心技术，其硬软件技术对应用者来说完全是封闭的，使用者只能从应用的角度学习PLC，而不能参与PLC的开发[1-2]。近年来，IEC61131-3国际标准的颁布和实施为各PLC生产厂家提供了统一的软件开发准则，开放的高性能单片机技术的发展，为硬件开发提供了有效的物质基础[3]。在这样的背景下，研制开放的PLC系统无论对于科学研究还是促进PLC行业的发展都有积极的现实意义。

　PLC是一种**于工业控制的计算机，其硬件主要由*处理器、存储器、输入/输出接口等组成[4]，其硬件结构如图1所示。

1 开放式可编程控制器

　开放式PLC硬件结构采用CPU+外围模块+接口构成，各个接口都按标准设计，大大提高了PLC的开放性，使其能方便地与大系统连接。编程语言遵循国际标准IEC61131-3，并将基于PC的编程软件作为PLC可以选择编程工具。系统硬件部分采用高性能51内核处理器STC89C51，其为模块化设计，采用滤波、隔离电路，以降低成本。主要电路有：微控制器STC89C51RC、开关量输入电路、继电器输出电路、晶体管输出电路、RS232通信接口电路、电源电路、时钟复位电路和USB通信接口电路等，PLC硬件系统框图如图2所示，软件采用Borland公司集成开发软件C++ Builder，通过集成平台对51内核处理器指令集进行解释、编译，使梯形图语言转换为能被51内核处理器识别的代码。

2 系统硬件设计

　可编程控制器单片机部分电路图如图3所示。

　USB通信部分选择Philips公司的PDIUSBD12[5]芯片作为系统的USB接口器件，片内集成了高性能USB接口电路、SIE、FIFO存储器、收发器以及电压调整器等，可与任何外部控制器或微处理器实现高速并行通信，其速率为2 Mb/s，完**够满足设计所要求的数据输速度。USB通信接口模块电路如图4所示。

3 系统软件设计

　系统软件结构如图5所示。图中，系统编辑模块为用户提供编辑环境，接收用户的梯形图程序输入，并将其存储为相应的文件。梯形图语言为一种图形语言，要直接对其进行编译十分困难，因此并不是直接对梯形图程序进行编译，而是先将其翻译成指令语言的文本形式，再对指令语言进行编译。图形语言编译问题的解决，提高了代码的利用率[6-7]。通过提取数据结构中的数据，形成C语言程序文件，经过C51编译器、连接器、转换器的编译、连接、转换过程，生成能够在PLC硬件上运行的可执行文件。

3.1 用户界面

PLC用户界面是实现可编程人机交互的重要部分，它以梯形图语言的形式录入用户控制程序，以二进制形式通过串口下载到PLC硬件，其梯形图表示的用户编程区如图6所示。

　PLC在进行逻辑运算之前，必须对外部信号进行采样[8]，若要实现指令的功能，首先要设置外部I/O在梯形图中的地址，系统才能够对用户程序中所使用的I/O地址与单片机的引脚地址相匹配。本设计在I/O设置对话框底层设计了如表1所示的数据处理函数。

3.2 USB通信

　PDIUSBD12的固件设计成完全的中断驱动，当CPU处理前台任时，USB的输可在后台进行；后台中断服程序和前台主程序循环之间的数据交换可以通过事件标志和数据缓冲区来实现。当PDIUSBD12从USB收到一个数据包，即对CPU产生一个中断请求，CPU立刻响应中断。在中断服程序中，固件将数据包从PDIUSBD12内部缓冲区移到循环数据缓冲区，并将PDIUSBD12的内部缓冲区清零，以便接收新的数据包，使CPU可以继续执行当前的前台任直到完成。本文利用PDIUSBD12的端点1进行命令的输和应答，端点1每次接收计算机发送过来的8 B指令，其指令格式如表2所示。例如，接收到十六进制码52 01 00 03 00 07 00 50，表示读24C01器件从03字节开始的7个字节的数据。52H为R的ASCII码，57H为W的ASCII码。端点2用于数据的输。

　本文在了解PLC国内外研究状况以及其市场需求的基础上，提出了研发开放式PLC的概念，完成了PLC集成开发系统的C51模块实现方案的设计，将USB通信方式引入PLC领域，所设计的梯形图编辑器提供了梯形图编辑平台，实现了PLC的基本逻辑指令，完成计算机与控制器的USB通信。

参考文献

[1] 杨锦尊.可编程控制器的特点及其发展动向[J].现代电子技术，2007(14)：1-2.

[2] 廖常初.PLC的发展趋势[J].电气时代，2003(12)：54-56.

[3] ARC. China developing strategic strength in PLC market [J].Plant Engineering， 2008， 62(1)：14.

[4] 陈立定，吴玉香，苏开才.电气控制与可编程控制器[M].广州：华南理工大学出版社，2003.

[5] 周立功.PDIUSBD12 USB固件编程和驱动开发[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[6] 藏国杰.可编程人机交互系统的研究和开发[D].杭州：浙江大学，2006.

[7] 郭福帅.基于IEC61131标准的可编程控制器研究和实现[D].大连：大连理工大学，2006.

[8] 齐中伟.通用PLC仿与图形编程系统[J].机电工程，1998，15(1)：24-26.

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应用

CPU 314 用于对处理能力和响应速度有很高要求的场合。通过其工作存储器，该CPU也适用于中等规模的应用。

设计

CPU 314 安装有：

微处理器;

处理器对每条二进制指令的处理时间大约为 60 ns，每个浮点预算的时间为 0.59 μs。

扩展存储器;

与执行相关的程序段的 128 KB 高速 RAM（相当于约 42 K 指令）可以为用户程序提供足够的空间；

SIMATIC 微型存储卡（较大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。

灵活的扩展能力;

多达 32 个模块，（4排结构）

MPI多点接口;

集成的 MPI 接口较多可以同时建立与 S7-300/400 或编程设备、PC、OP 的 12 条连接。在这些连接中，始终为编程器和 OP 分别预留一个连接。通过“全局数据通讯”，MPI可以用来建立较多16个CPU组成的简单网络。

功能

口令保护;

用户程序使用密码保护，可防止非法访问。

诊断缓冲;

诊断缓冲区中可存储最后 500 个错误和中断事件，其中的 100 个事件可以长期保留。

免维护的数据后备;

如果电源中断，CPU 将所有数据（多达 64 KB）自动写到 SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）上，从而使数据可以在电压恢复后再次使用，且不会发生改变。

可参数化的特性

可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及CPU的响应进行参数设置：

MPI多点接口;

定义站地址

重启动/循环时间特性；

较大循环时间以及负载限制，以及自检测功能

保持范围；

定义具有保持功能的存储位、计数器、定时器和数据块的数量

时钟存储器；

设定地址

防护等级；

定义程序和数据的访问权限

系统诊断；

定义诊断报警的处理和范围

看门狗中断；

周期设定

时钟中断;

设定起始日期、起始时间和间隔周期

显示功能与信息功能

状态和故障指示；

发光二极管显示，例如，硬件、编程、定时器或I/O出错以及运行模式，如RUN、STOP、Startup。

测试功能；

可使用编程器显示程序执行过程中的信号状态，可以不通过用户程序而修改过程变量，以及输出堆栈内容。

信息功能；

您可以使用编程器以纯文本的形式获取 CPU 存储容量和操作模式、主存储器和装载存储器的当前利用率以及当前循环时间和诊断缓冲区内容的相关信息。

集成的通讯功能

PG/OP 通讯

全局数据通讯

S7 基本通讯

S7 通讯(只是服器)

系统功能

CPU 具有广泛的系统功能特性，诸如：诊断、参数赋值、报警、定时和测量等。

详细信息请参见手册。

在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控，以往常采用统的继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化程度不高，目前已有许多企业采用先进控制器对统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产**。本文在此介绍一种采用可编程控制器（PLC）对液位进行监控的一种方法，其电路结构简单，投资少（可利用原有设施改造），监控系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强，适用于多段液位监控场合。

1．控制要求

控制系统可以根据生产的需要将液位分为多段来设定，并分段显示，当液位为较低**自动启动料泵加液，液位到达设定值时发出声光报警，并停泵；操作人员可通过确认按钮解除音响报警信号，闪烁灯光转平光；系统具有手动/自动两种控制方式，并设有试验功能。

2．PLC选型

目前在国内市场上有从美国、德国、日本等国引进的多种系列PLC，国内也有许多厂家组装、开发数十种PLC，故PLC系列标准不一，功能参差不齐，价格悬殊。在此情况下，PLC的选择应着重考虑PLC的性能价格比，选择可靠性高，功能相当，负载能力合适，经济实惠的PLC。本文介绍以四段液位控制对象为例，据对多种因素的分析比较及监控系统输入、输出点数的要求，选用日本立石（OMRON）公司C20P型PLC。

3．系统硬件配置

为实现液位的手动/自动控制，需要输入口12点，输出口8点，选用C20P 20点I/O单元的PLC，输入光电隔离，输出继电器隔离，负载能力强；液位检测采用干簧管感器，手动/自动转换、运行/试验转换和液位设定采用双位旋钮，手动启泵、停泵和确认、试验采用常开按钮；输出选用电子音响报警器和24V直流指示灯、继电器。参见图一系统硬件配置图。

为节省输入口数量，节省投资，本系统运行/试验功能的转换采用了对I/O模块接线的优化，使PLC输入模块中1个输入节点起到2个输入节点的作用，完成PLC工作在两种方式下的I/O功能。参见图二I/O模块接线的优化。

I/O模块接线的优化

系统正常运行时，运行/试验转换旋钮S接通1-3接点，各试验按钮不起作用，液位信号由各干簧管感器输给PLC；系统处于试验状态时，S接通1-2接点，各感器输入信号不起作用，此时可用各试验按钮模拟各段液位信号输给PLC。两种控制方式下的两个信号共用一个输入节点，成倍提高I/O端口的利用率，节省I/O点数。

4．系统软件设计

4．2  编程说明

 = 1 \* GB3 ① 本系统为液位的双位控制系统。液位可分四段设定和显示，在较低液位时自动启泵，当液位到达设定值时自动停泵。

 = 2 \* GB3 ② 采用IL/ILC分支指令，通过0008旋钮实现手动/自动两种功能的选择，当0008旋钮闭合时，自动指示灯亮，系统执行IL/ILC分支内程序，完成自动监控；当0008旋钮打开时，手动指示灯亮，系统执行分支外程序，通过0010、0011旋钮实现手动启泵、停泵。

 = 3 \* GB3 ③ 液位由0004~0007旋钮分较低、较低、较高、较高四段设定，系统设置由低到高的**权，即当多个设定旋钮同时闭合时，低液位设定**。

 = 4 \* GB3 ④ 采用干簧管检测液位时，当液位到达检测点时其触点闭合，指示灯点亮；液位离开检测点时其触点打开，为保证相应测量段指示灯不立即熄灭及不受液位波动的影响，每段指示灯的控制均采用KEEP保持指令，只有当液位上升或下降到相邻段时指示灯才熄灭。

 = 5 \* GB3 ⑤ 当液位到达检测点时，液位指示灯闪烁，灯光闪烁因子采用内部闪烁内标1902，以1S为周期闪烁；若液位到达设定值时，自动停泵，并设置电子音响报警，报警声设计为响3S停2S，循环30S后自停，或在30S内按0009确认按钮停音响，指示灯平光。电子音响报警和泵的启停同样考虑液位的波动影响，设计时采用KEEP保持指令和DIFU微分指令联合使用。

 = 6 \* GB3 ⑥ **开车时，液位低于或**较低液位时，需先手动启泵，再切换成自动运行；或先进入试验方式，按较低液位试验按钮启动料泵，再进入自动运行方式。