上海西门子触摸屏
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（3）计数器
用软件实现的计数器指令，用于实现脉冲计数功能，有递减计数、递增计数等形式，不同的PLC在计数器数量、计数长度等方面都有所区别。计数器指令一般包含计数器线圈、计数值设定、计数器复位、计数信号输入、当前计数值等。计数器的常开、常闭触点可以在用户程序中无限次使用。
（4）触发器
该指令用于对状态位的置1和清零，状态位即为触发器线圈，它的“ON”状态一旦触发可以自保持，直至复位条件满足才变为“OFF”状态。触发器的常开、常闭触点可以无限次使用。
（5）其他元器件及指令
除上述四种逻辑元件之外，PLC指令系统一般还提供移位寄存器、数据寄存器、边沿检测、比较、运算、ASCII码处理以及数制转换等多种指令。2.PLC的编程语言
常用的编程语言有梯形图语言、语句表语言、功能块图等。
（1）梯形图语言（LAD）
这是一种使用广泛的语言，与继电器电路图非常相似，具有直观易懂的优点。前面介绍的编程元件以及它们的线圈语言、触点等，梯形图的形式与继电器电路图的形式很接近，其逻辑关系也是自上而下、自左而右展开的，左右两条竖线也称为母线。从左母线开始，按照控制要求依次连接各个触点，后以输出线圈结束，称为一个逻辑行，或一个“梯级”，完整的用户程序就是由若干逻辑行构成的。
在阅读梯形图程序时，可按照继电器电路图纸的阅读习惯，对每一逻辑行来说，假设能量的流动由左母线向右流动，如果各触点的逻辑状态使得“能流”可以达到右边的线圈，则该线圈的输出状态为“ON”，否则为“OFF”。
在编写梯形图程序时，有一些原则是被普遍遵守的，它们也都是出自继电器电路的设计原则，例如在一个逻辑行中不应串联两个线圈，同一个线圈不应出现在不同逻辑行中等。
（2）语句表语言（STL）
语句表语言（STL）类似于微机中汇编语言的助记符语言，由多条语句组成一个程序段，适合于经验丰富的程序员使用，可以实现某些用梯形图难以实现的功能。在使用简易编程器编程时，常常需要将梯形图转换为语句表才能输入PLC。
（3）功能块图（FBD）
利用功能块图（Function Block Diagram）编程语言可以查看到像普通逻辑门图形的逻辑盒指令。它没有梯形图编程器中的触点和线圈，但有与之等价的指令，这些指令是作为盒指令出现的，程序逻辑由这些盒指令之间的连接决定。也就是说，一个指令（例如AND盒）的输出可以用来允许另一条指令（例如定时器），这样可以建立所需要的控制逻辑。这样的连接思想可以解决范围广泛的逻辑问题。FBD编程语言有利于程序流的跟踪，但在目前使用较少。
（4）顺序功能流程图（SFC）
顺序功能流程图（Sequence Function Chart）编程是一种图形化的编程方法，亦称功能图。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，许多PLC都提供了用于SFC编程的指令。目前，国际电工委员会（IEC）也正在实施并发展这种语言的编程标准。3.PLC的程序结构
控制一个任务或过程，是通过在RUN方式下，使主机循环扫描并连续执行用户程序来实现的，用户程序决定了一个控制系统的功能。程序的编制可以用户程序是必选项。用户程序在存储器空间中也称为组织块，它处于高层次，可以管理其他块，它是用各种语言（如STL、LAD或FBD等）编写的用户程序。不同机型的CPU，其程序空间容量也不同。用户程序的结构比较简单，一个完整的用户控制程序应当包含一个主程序、若干子程序和若干中断程序三部分。不同编程设备，对各程序块的安排方法也不同。
（2）数据块
数据块为可选部分，它主要存放控制程序运行所需的数据。
（3）参数块
参数块也是可选部分，它存放的是CPU组态数据，如果在编程软件或其他编程工具上未进行CPU的组态，则系统以默认值进行自动配置。第六节 PLC的性能指标及分类
PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。一、按结构形式分类
根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。
（1）整体式PLC
整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。
（2）模块式PLC
模块式PLC是将PLC各组成部分，分别做成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
（3）PLC
除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。PLC具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。三、按I/O点数分类
根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。
（1）小型PLC
I/O点数在256点以下的为小型PLC。其中，I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC。
（2）中型PLC
I/O点数在256点以上2048点以下的为中型PLC。
（3）大型PLC
I/O点数为2048点以上的为大型PLC。其中，I/O点数超过8192点的为超大型PLC。
在实际应用中，一般PLC功能的强弱与其I/O点数的多少是相互关联的，即PLC的功能越强，其可配置的I/O点数越多。因此，通常我们所说的小型、中型、大型PLC，除指其I/O点数不同外，同时也表示其对应功能为低档、中档、。组成，模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行连接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。二、按功能分类
根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、三类。
（1）低档PLC
具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可以有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。使用编程软件在计算机或其他专用编程设备中都是基于议网络。通过PROFIBUS-DP，可采用电气或光学传输连接分布式I/O，传输速率高达12 Mbit/s。PROFIBUS-PA是一种本安型PROFIBUS，用于有爆炸性危险的应用场合（例如化工工业）。PROFIBUS-FMS不仅可以用于现场级的上位系统级，还可用于对实时性要求不高的单元级和/或过程控制级。提供有丰富的各种协议网络产品，可连接到PROFIBUS。其组态和编程仍使用软件STEP 7，具有各种诊断功能。
工业以太网组件如图2-6所示。三SIMATIC HMI（人机界面）组件可用作机器和用户之间的接口。各种功能、开关或过程值都可显示在操作员面板或触摸面板上。通过这种可视化，可很容易地显示错误消息或测量值。过程的光学检测功能减轻了用户的操作，并能快速地知道其操作的效果。
人机界面分为四类：
1）按钮面板（PP 7和PP 17），用于常规操作现场的创新性替代产品。使用工程软件S7-GRAPH，可对顺序控制系统进行组态、调试和编程，该软件符合标准IEC61131-3，通过图形化连线代替昂贵的编程。可按步和转换（步之间的转换）的顺序，对过程进行概览分析。之后，还可对步的内容进行编程。步之间的转换也可使用LAD或FBD语言进行编程。使用该软件，可对整个编程方案进行概览。另外，该软件还提供有各种诊断功能。
2）文本显示器（OP 3、OP 7和OP 17），用于机器中STEP 7是一种编程和组态软件。使用该软件，可对自动化系统SIMATIC S7-300和S7-400进行编程和组态。包括采用数字量模块对CPU进行硬件配置，连接PROFIBUS、以太网组件以及其他网络组件。该编程软件符合IEC 61131标准。