PLC編程的特點

　　PLC編程的應用面廣、功能強大、使用方便，已經成為當代工業自動化的主要裝置之一，在工業生產的所有領域得到了廣泛的使用，在其他領域（例如民用和家庭自動化）的應用也得到了迅速的發展。

　　**電工**（IEC）在1985年的PLC標準草案*3稿中，對PLC作了如下定義：“是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。

　　可編程序控制器及其有關設備，都應按易于使工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?！睆纳鲜龆x可以看出，PLC是一種用程序來改變控制功能的工業控制計算機，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計算機通信聯網的功能。

　　PLC編程的推廣應用在我國得到了迅猛的發展，它已經大量地應用在各種機械設備和生產過程的電氣控制裝置中，各行各業也涌現出了大批應用PLC改造設備的成果。了解PLC的工作原理，具備設計、調試和維護PLC控制系統的能力，已經成為現代工業對電氣技術人員和工科學生的基本要求?！LC編程的工作原理

　　PLC是采用“順序掃描，不斷循環”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從*一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束，然后重新返回*一條指令，開始下一輪新的掃描，在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。

6ES7 321-1BP00-0AA0	光電隔離，每組 16，64 DI，DC 24V，3MS，漏/源
6ES7 322-1BP00-0AA0	光電隔離，每組 16，64 DO，DC 24V，0.3A（源），總電流2A/組
6ES7 322-1BH01-0AA0	開出模塊（16點，24VDC）
6ES7 322-1BH01-9AJ0	開出模塊（16點，24VDC）                (6ES7 322-1BH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-1BH10-0AA0	開出模塊（16點，24VDC）高速
6ES7 322-1CF00-0AA0	開出模塊（8點，48-125VDC）
6ES7 322-8BF00-0AB0	開出模塊（8點，24VDC）診斷能力
6ES7 322-5GH00-0AB0	開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護）
6ES7 322-1BL00-0AA0	開出模塊（32點，24VDC）
6ES7 322-1BL00-9AM0	開出模塊（32點，24VDC）               (6ES7 322-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)
6ES7 322-1FL00-0AA0	開出模塊（32點，120VAC/230VAC）
6ES7 322-1BF01-0AA0	開出模塊（8點，24VDC，2A）
6ES7 322-1FF01-0AA0	開出模塊（8點，120V/230VAC）
6ES7 322-5FF00-0AB0	開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點）
6ES7 322-1HF01-0AA0	開出模塊（8點,繼電器,2A）
6ES7 322-1HF01-9AJ0	開出模塊（8點,繼電器,2A）             (6ES7 322-1HF01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-1HF10-0AA0	開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點）
6ES7 322-1HH01-0AA0	開出模塊(16點,繼電器)DO
6ES7 322-1HH01-9AJ0	開出模塊(16點,繼電器)                 (6ES7 322-1HH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0)
6ES7 322-5HF00-0AB0	開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護）
6ES7 322-1FH00-0AA0	開出模塊（16點，120V/230VAC）
6ES7 323-1BH01-0AA0	8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊
6ES7 323-1BL00-0AA0	16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊
6ES7 323-1BL00-9AM0	16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊  (6ES7 323-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0)

　　PLC的一個掃描周期必經輸入采樣、程序執行和輸出刷新三個階段。

　　PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態或輸入數據讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態寄存器中，即刷新輸入，隨即關閉輸入端口，進入程序執行階段。

　　PLC在程序執行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執行每條指令，經相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態寄存器中，輸出狀態寄存器中所有的內容隨著程序的執行而改變。

　　輸出刷新階段：當所有指令執行完畢，輸出狀態寄存器的通斷狀態在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶間管）輸出，驅動相應輸出設備工作。

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無師自通的雙臂機器人

借助人工智能（AI），西門子的研發人員開發出了一種雙臂機器人，*編程即可用于產品制造。機器人手臂能自主分工協作。

“咔嗒”一聲，一只機械手將一個灰色部件準確卡入導軌。手臂縮回去抓住另一個部件，這次是為了將其放在較佳位置，轉交給另一只手臂，這樣得以協調組裝控制柜。西門子*研究院近日在慕尼黑演示了雙臂機器人的一部分：雙手協調操作。機器人系統是未來制造業的一個關鍵要素——它代表著工廠完全自主控制生產的未來。

自動化系統領域專家：來自西門子*研究院的Kai Wurm（中）和Georg von Wichert（右）正在觀察雙臂機器人的行為。

實現經濟的“單件定制化生產”

在某種程度上，自主控制在大批量生產中已經成為現實，正如西門子德國安貝格的數字化工廠所展示的那樣。安貝格工廠生產Simatic可編程邏輯控制器，實現了75％的自動化程度和99.99885％的質量合格率。不過，這些部件都是大批量生產的。每年有1200萬件Simatic控制器發往**各地的6萬多個客戶。因此，大批量生產已經成為現實。現在制造業更為需要的是追趕基本的自動化，以自主執行任務的能力支持小批量、多品種生產，從而滿足用戶日益增長的定制化需求。傳統自動化目前仍無法支持“單件定制化生產”實現盈利。

在西門子*研究院，Kai Wurm博士和Georg von Wichert博士率領的團隊致力于自主系統的研究，并成功解決了這個問題。Wurm指出：“我們的雙臂智能機器人原型證明，經濟劃算的‘單件定制化生產’是可以實現的。將來，機器人將不再需要花費大量時間進行成本高昂的編程，不再需要僅能實現固定組裝操作的冗長代碼。我們只需要*任務，系統就會自動將這些指令轉換成程序?！?/P>

過渡到語義信息

Wurm表示：“我們只需告訴機器人，把某個部件安裝到導軌上，它就會執行這個操作?！弊鳛橐粋€簡化的例子，這項任務描述了 “單件定制化生產”的內涵。其中涉及加工或組裝含有不同部件的多樣化產品。機器人從關聯的軟件模型中獲取制造產品的相關信息。傳統的機器人無法理解這種CAD/CAM（計算機輔助設計和制造）模型，但新的機器人原型可以做到。從某種意義上說，這就好像機器人能夠理解不同的語言，從而不必對其運動和工藝進行編程。

為此，機器人逐層拆分任務，如將“組裝”這一總命令拆分為“拾取”和“遞交”等可執行動作，直到機器人較終移動手臂或張開抓手。機器人能自己決定哪個手臂應該執行哪項任務。為做到這一點，開發人員賦予機器人將信息從產品開發軟件提取到語義層的能力。

重大目標：Georg Wichert（左）和Kai Wurm開展的研究證明，經濟可行的單件生產是可以實現的。

Wurm指出：“產品部件和工藝信息在語義層面被轉換成知識本體和知識圖表，將原本隱含的信息清楚表達出來。到目前為止，對于將X部件卡入Y導軌這樣的任務，人們必須以代碼的形式教給機器人。不過，我們的原型機器人會自己分析問題并找到相應的解決方案?！?/P>

在西門子原型的演示中，機器人手臂右側的顯示器上以非常簡化的形式展示了這一過程。顯示器顯示兩行色塊，每個色塊都帶有例如“組裝”（左欄）和“拾取”（右欄）等詞。這些色塊以類似滾動網頁的方式向上移動。色塊描述每個組裝步驟。在左邊的顯示器上，屏幕顯示機器人手臂在生產過程開始時接收到的信息，包括周圍區域及主體的3D描述。在演示系統上方另有兩個屏幕，展示機器人手臂通過集成攝像頭看到的畫面。

向自糾正系統邁進

西門子*研究院的原型系統還有糾錯功能，不必事先預設錯誤（之前不知道會有錯誤發生，所以糾錯沒有被事先告知是一種選項）。例如，如果一個部件滑落，只要它在攝像頭的視野內，機器人手臂就能夠找到該部件。然后，手臂將拿起部件并調整所有后續動作，并正確安裝。如果部件安裝在另一側，該手臂會把部件交給另一只手臂。這些突破性的開發成果是“公司核心科技（Company Core Technology）——自動化未來項目”的一部分，CCT使西門子能夠專注于關鍵創新領域，如“數字化雙胞胎”、人工智能和增材制造。

當然，組裝控制柜只是一個開始。西門子開發人員設想的是自組織的生產設施，可以響應自主改變的生產要求，不斷優化操作，并充分利用互相協助的機器人。這些設施將是革命性的進展，即可自我饋送設計數據、糾正錯誤并自行計算所有動作和行為的系統。Wurm表示：“很多其他研究人員正試圖解決這個問題，但市場上的產品都不如我們所開發的。”

自動化系統

市場決定形勢 - 當前，更加明顯：

短交貨時間

靈活的批量生產

具有競爭性的價格

可靠的產品質量

其解決方案為：縮短加工和生產設備調整時間、實現成本較小化、積極創新并實現更高產能。借助 “源于西門子” 的自動化技術，即使較復雜的需求，也可輕松滿足

SIMATIC 自動化技術

SIMATIC 是一款可解決各行業自動化任務的可靠基本自動化系統，包括標準硬件和軟件組件，并將用于定制擴展的所有選件完全公開。

SIMATIC 系列產品包括以下組件，彼此之間可相互補充：

可編程控制器

分布式 I/O

編程器

SIMATIC 軟件

小型自動化解決方案套件

基于組件的自動化

機器視覺技術

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