第8章 其他常用PLC简介 8.1 西门子(SIEMENS)公司的PLC 8.2 A-B(Allen-Bradley)公司的PLC

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1 第8章 其他常用PLC简介 8.1 西门子(SIEMENS)公司的PLC 8.2 A-B(Allen-Bradley)公司的PLC
8.3 三菱(MITSUBISHI)电机的PLC 8.4 施耐德(SCHNEIDER)自动化公司的PLC 8.5 GE-Fanuc公司的PLC 8.6 松下(NATIONAL)电工的FP系列

2 8.1 西门子(SIEMENS)公司的PLC 8.1.1 SIMATIC S5/505系列
SIMATIC S5是西门子公司较早推出的一种系列的可编程序控制器。它包括小型机S5-90U/95U/100U、中型机S5-115U及大型机S5-135U/155U/505，适合各种应用场合，在市场上占有一定的份额。表8.1.1列出了S5系列PLC的主要性能。

3 表8.1.1 S5系列PLC的主要性能 项目 CPU 配置 程序和数据存 储容量(字节) 扫描速度(ms/K) 中间标志位/可扩展标志位
 项目 型号 CPU 配置 程序和数据存 储容量(字节) 扫描速度(ms/K) 中间标志位/可扩展标志位 计数器/定时器 最大模拟I/O点数 最大数字I/O点数 网络功能 S5-95U — 16 K/4 K 2 2048/－ 128/128 480/480 41 远程I/O 系统、 SINEC–L1、 SINEC–L2及SINEC–H1 S5-115U CPU100 2 K 7 1024/－ 16/16 256/256 8 CPU102 4 K 32/32 448/448 16 CPU103 20 K 0.8 32 S5-135U CPU941 18 K 1.6 512 64/64 CPU942 42 K 1024/1024 CPU943 48 K CPU944 96 K CPU945 256/384 K 0.1 4096/4096 S5-155U CPU946/947/948 896 K 0.18 2048/32768 51852 32/30/32

4 SIMATIC S7系列 SIMATIC S7系列PLC是西门子公司1996年推出的新产品，也是目前应用最多的PLC机型。其中，S7-200是微型PLC，S7-300/300C、M7-300和C7-620属于中小型PLC，S7-400和M7-400则是大型PLC。从某种意义上来说，S7代表了西门子公司自动化产品的未来发展，即S7系列PLC将逐渐取代S5系列PLC。S7系列PLC的主要性能如表8.1.2所示。

5 表8.1.2 S7系列PLC的主要性能 项目 型号 CPU配置 程序和数 据内存 数字量I/O 位操作执行时间 模拟量I/O 计数器/定时器
通信接口 S7–200 CPU221 4 K/1 K 6/4 0.37 μs — 256/256 具有PPI、MPI通信和自由方式通信接口及RS–485接口(仅限CPU224和226有) CPU222 8/6 8/4 CPU224 8 K/2.5 K 14/10 28/7(14) CPU226 4 K/2.5 K 256 32/32 CPU226XM 13 K 26/16 最大35路 S7–300 CPU312IFM 26+6 128/- 0.6～1.2 μs 32/— 32/64 PROFIBUS、AS–I网络、MPI网络、点到点PPI串行通信接口(RS–232C、RS–422/485、20MA/TTY) CPU313 20+12 64/128 CPU314IFM 48+32 512/- 0.3～0.6 μs 64/— CPU314 40+24 CPU315 80+48 1024/- 128/— CPU315–2 DP 96+64 1024/2048 128/256 CPU316–2 DP 1024/4096 128/512 CPU318-2 DP 64+512 1024/16384 0.1 μs 128/1024 S7–400 CPU412–1 CPU412–2 2*48 K 2*72 K 8 K/8 K 0.2 μs 0.5 K/0.5 K MPI/DP PROFIBUS–DP 或IFM SS CPU412–2 CPU414–3 2*128 K 2*384 K 16 K/16 K 32 K/32 K 1 K/1 K CPU416–2 CPU416–3 2*0.8 M 2*1.6 M 64 K/64 K 0.08 μs 4 K/4 K 512/512 CPU417–4 2*2 M 128 K/128 K

6 S7系列具有的最大特点是： ① 结构采用基板和背板总线方式，基板上有一个串行通信总线和一个并行I/O总线，PLC分解为模块，可按积木式结构自由配置系统，不同功能模块可灵活组合、扩展十分方便； ② PLC的核心--中央处理器可升级为INTEL80486乃至Pentium处理器； ③ 在编程手段上是开放的，可用WINDOWS平台下的STEP 7编制PLC程序，或作为网络节点运行联网软件。

7 图 S7-400系统配置

8 一个S7-400系统主要包括： ① 电源模块PS，有交直流两种规格； ② 中央处理器(CPU)模块，如表8.1.2中所列的各种CPU，不同的CPU有不同的组网功能，因为有些CPU带有内置的PROFIBUS-DP接口； ③ 信号模块SM，提供数字量输入/输出(DI/DO)信号及模拟量输入/输出(AI/AO)信号； ④ 通信处理模块CP，用于总线联网和点对点通信； ⑤ 功能模块FM，可用来完成如计数、定位等控制任务； ⑥ 接口模块IM，用于连接中央控制单元和扩展单元，沿袭了S5系列的扩展原则，可进行集中式扩展和分散式扩展，总扩展单元不超过21个。

9 8.1.3 基本编程指令 8.1.3 常用命令语句对照表 功能说明 西门子公司 三菱公司 欧姆龙公司 松下公司 常开触点与母线相连 LD
基本编程指令 常用命令语句对照表 功能说明 西门子公司 三菱公司 欧姆龙公司 松下公司 常开触点与母线相连 LD ST 常闭触点与母线相连 LDN ANI AND NOT ST/ 输出指令，驱动线圈 = OUT OT 常开触点相串联 A AND AN 常闭触点相串联 AN/ 常开触点相并联 O OR 常闭触点相并联 ON ORI OR NOT OR/ 空操作 NOP(0/1) NOP 定时器指令 TON/TONR — TIM TML/TMR/TMX 计数器指令 CTU/CTUD CNT CT 结束指令 END/MEND END ED 电路并联 OLD，X ORB OR-LD ORS 电路串联 ALD，A() ANB AND-LD ANS

10 过程控制系统简介 西门子Moore Process Automation 过程自动化公司在过程控制系统有性能卓越的SIMATIC PLCS7、APACS+和Procidia系统三种产品。 过程控制系统(Process Control System)的概念由西门子公司提供。SIMATIC PLCS7过程控制系统是西门子公司开发的具有PLC功能的新型集散控制系统(DCS)，它是一个结构完整、功能完善、面向整个生产过程的全集成的过程控制系统。SIMATIC PLCS7系统是结合了最先进的计算机软、硬件技术，在SIMATIC-S5/S7系列PLC及TELEPERM系列集散系统的基础上开发出来的，面向所有过程控制应用场合的先进的过程控制系统。它的主要特点体现在以下几个方面：

11 ① SIMATIC PLCS7采用优秀的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面，采用客户/服务器的结构，利用开放的现场总线PROFIBUS和工业以太网实现现场信息的采集和网络通信，采用S7等高速度、大容量的控制器完成现场控制单元的过程控制，以灵活多样的分布式I/O接收现场传感器的检测信号。 ② SIMATIC PLCS7是基于全集成自动化思想上的系统，其集成的核心是统一的过程数据库和惟一的数据库管理软件，即所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，这样就大大增强了系统的整体性和信息的准确性。

12 ③ SIMATIC PLCS7的通信系统采用开放的总线结构，可以同管理级进行通信，并具有高度的可靠性和稳定性。
④ SIMATIC PLCS7采用符合IEC 国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，集中的、从上到下的组态方式使用户可根据自己的需要利用SIMATIC APT应用开发工具，自动生成组态程序，大大降低开发周期和工程费用，简化组态工作，缩短工程周期。SIMATIC PLCS7具有ODBC、OLE等标准接口，因而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机信息管理系统和其他厂商的控制系统。

13 西门子公司的PLC网络简介 图 西门子公司PLC网络配置

14 表8.1.4 西门子公司PLC网络系统的性能规格 网络标准及协议 网络 SINEC S1 SINEC L2/L2FO
SINEC H1/H1FO SINEC H3 网络标准及协议 ASI规范 IEC TG17B PROFIBUS总线标准子协议L2–FMS，L2-DP， L2–TF IEEE 802.3以太网 FDDI光纤环网 访问模式 主机/从机 主从方式与令牌方式相结合 CSMA/CD 令牌环 传输介质 屏蔽双绞线 屏蔽四芯电缆/光缆 同轴电缆/光缆对(HIFO) 光缆 最大站数 31个从站 127个 1024个 500个 网络拓扑 总线型，树型 线型，环型或树型 总线型，星型 环型，星型 传输速度 扫描31个从站为5 ms 9.6～1500 kb/s 10 Mb/s 100 Mb/s 局域网范围 50 km 9.6km/23.8km 1.5 km/4.6 km 100 km 接入设备 S5系列、SINUME– RIK、SIROTEC PLC等个人计算机 S5系列、个人计算机、SINUMERIK、 SIROTEC、 ET200/100从站等 S5系列、S7系列、带CPU的SINUMERIK、 SIROTEC或个人计算机等 S5系列、S7系列、个人计算机、 SINUMERIK、 SIROTEC等 应用范围 对时间要求不高的执行器、传感器等 适合快速地处理和传递数据的网络 适用单元网络和局域网络 适用于长距离且高可靠的主干网络

15 8.2 A-B(Allen-Bradley)公司的PLC
型号 电源 输入点及性质 输出 1761–L16A AC220V 10点 AC120V 6点(继电器型) 176-1–L32AWA 20点 AC120V 12点(继电器型) 1761–L16BWA 10点 DC24V 176–1–L32BWA 1761–L16BBB 1761–L32BBB 1761–L16BWB 1761–L32BWB DC24V 10 DC24V 6(MOSFET/继电器型) 20 DC24V 12(MOSFET/继电器型) 6(继电器型) 12(继电器型) 1761–32AAA 20 AC 120V 12(双向可控硅/继电器型)

16 8.2.2 小型PLC的性能指标 表8.2.2 小型PLC性能指标 型号 最大用户存储器 最大I/O点数 扫描时间(ms/k字) 网络接口
SLC5/00 1747–L20 1 K指令 52 8 ms DH–485 1747–L30 62 1747–L40 72 SLC5/01 1747–L511 4 K指令 256 1747–L524 SLC5/02 480 4.8 ms SLC5/03 1747–L532 12 K指令(4 K数据) 960 1 ms DH–85 SLC5/04 1747–L541 12 K 0.9 ms RS–232C 1747–L542 28 K 1747–L543 60 K

17 8.2.3 PLC-5系列PLC 表8.2.3 PLC-5系列PLC的性能指标 6 K CPU型号 存储器容量(字节) 最大I/O点数
扫描速度(ms/k字) 型号 代号 PLC–5/10 PLC–5/12 PLC–5/15 1785–LT4 1785–LT3 1785–LT 6 K 14 K 512 最小为2 ms， 典型值为8 ms PLC–5/11 PLC–5/20 PLC–5/25 PLC–5/30 PLC–5/40 PLC–5/60 PLC–5/80 PLC–5/40L PLC–5/60L PLC–5/20E PLC–5/40E PLC–5/80E PLC–5/20C PLC–5/40C PLC–5/80C 1785–L11B 1785–L20B 1785–LT2 1785–LT30B 1785–LT40B 1785–LT60B 1785–LT80B 1785–LT40L 1785–LT60L 1785–LT20E 1785–LT40E 1785–LT80E 1785–LT20C 1785–LT40C 1785–LT80C 8 K 16 K 21 K 32 K 48 K 64 K 100 K 256 1024 2048 3072 最小为0.5 ms， PLC–5/V40B PLC–5/V40L 1785–V40B 1785–V40L 1920 PLC–5/250 1785–5 256 K～2 M 4096

18 A-B公司的PLC网络简介 A-B公司的PLC以PI(Pyramid Integrator)机型为代表，其结构分为三层(如图8.2.1所示)：最低层称为设备网络层，如远程I/O和本地扩展I/O，PROFIBUS的产品等；中间层称为控制网络层，凡是A-B公司的PLC产品均可通过高速链路DH(Data HighWay)及改进型DH+规约接入网络，实现过程监控；顶层是信息管理网络层，可选用Ethernet或MAP规约的MAP网，采用TCP/IP协议进行计算机互接和数据管理。

19 图 A-B公司的PLC网络系统结构

20 8.3 三菱(MITSUBISHI)电机的PLC
F1、F2系列PLC简介 表 F1、F2系列PLC的性能指标 型号 基本单元 扩展单元 输入点数 输出点数 F1系列 － F1–10E 4 6 F1–12M F1–20M F1–20E 12 8 F1–30M 16 14 F1–40M F1–40E 24 F1–60M F1–60E 36 F2系列 F1–10ER F1–10EYR F1–10EX

21 表8.3.2 F1、F2系列PLC的继电器分配 中间继电器 基本单元 输入继电器 X0～X7，X400～X407，X500～X507，
输出继电器 Y30～Y37，Y430～Y437，Y530～Y537 扩展单元 X14～X17，X414～X417，X514～X517, X20～X27，X420～X427，X520～X527 Y40～Y47，Y440～Y447，Y540～Y547 中间继电器 M100～M277(普通型) M300～M377(掉电保护型) 移位寄存器 M100～M117，M120～M137，M140～M157，M160～M177 M200～M217，M220～M237，M240～M257，M260～M277 M300～M317，M320～M337，M340～M357，M360～M377 定时器 T50～T57，T450～T457，T550～T557(定时范围为0.1～999 s) T650～T657(定时范围为0.01～99.9s)

22 计数器 C60～C67,C560～C567,F1为减一计数器 C460～C467,C660～C667, F2为可逆计数器 特殊继电器 M70：运行监视，M71：运行的第一次扫描脉冲， M72：100ms时钟脉冲序列，M73：10 ms时钟脉冲序列， M74：双机连接时中断信号继电器，M75：双机连接故障， M76：电池电压降低，M77：输出全部禁止 状态寄存器 S600～S647(F1系列)， S600～S647, S800～S877， S900～S977(F2系列) 标志及方式继电器 高速计数器 (C600/661) M470 计数方式选择(ON为外计数，OFF内计数) M471 计数方向选择(ON为加计数，OFF为减计数) M472 外部计数启动 M473 标志信号(计数为ON) 可逆计数器 (F2) M474 计数方式选择(ON为加计数，OFF为减计数) M475 方向选择(ON为加计数，OFF为减计数) M476 计数标志信号 可逆移位 寄存器 M474(ON为左移，OFF为右移) 标志继电器 M570：错误标志；M571：进位标志 M572：零标志；M573：借位标志 M574：禁止状态转移；M575：启动状态转移 M576：全部过程完成标志；M577：定义C666/667

23 8.3.2 FX系列 表8.3.3 FX系列PLC的性能指标 型号 用户 程序 容量 最大 I/O 点数 基本指令 执行速度 特点
8K步 256 0.48 μs/步 具有 大型 PLC的 软件 功能 FX2–16M(8入/8出) FX2–24M(12入/12出) FX2–36M(16入/16出) FX2–48M(24入/24出) FX2–64M(32入/32出) FX2–80M(40入/40出) FX–32E(16入/16出) FX–48E(24入/24出) FX–8ER (4入/4出) FX–8EY (0入/8出) FX–16EY (0入/16出) FX2C系列 6秒输 出 FX2–-64M(32入/32出) FXON系列 2K步 128 0.16 μs/步 超小 型PLC FXON–24M FXON–40MR(24/16) FXON–24MT(24/16) FXON–60MR(36/24) FXON–-60MT(36/24) FXON–40ER(24/16) FXON–8EX (8/0) FXON–8EYR (0/8) FXON–8YET FX0系列 800 30 —

24 8.3.3 MELSEC-A系列 表8.3.4 MELSEC-A系列PLC性能指标 型号 CPU型号 用户存储器容量 最大I/O数 编程语言
A1NCPU(R21/P21) 120 K 2048 梯形图、BASIC语言等 A3MCPU(R21/P21) A2ACPU A3ACPU A2UCPU A3UCPU A4UCPU 4096 ANS/ ANA系列 A2SCPU-S A2ASCPU-S1 14 K 1024 A2SCPU A2ASCPU A2ASCPU-S30 A1SCPU-S1 30 K 8 K 512 A1SCPU A1SCPUC24-R2 256

25 三菱PLC的网络简介 图 三菱公司PLC主要网络系统的组成

26 表8.3.5 三菱公司主要网络的性能指标 名称 项目 MELSECNET/10 MELSECNET/Ⅱ MELSECNET/B
表 三菱公司主要网络的性能指标 名称 项目 MELSECNET/10 MELSECNET/Ⅱ MELSECNET/B MELSECNET/MINI–S3 MELSEC I/O LINK CC–LINK 通信介质 光纤或同轴电缆 双绞线 网络拓扑 环形或总线 双环式 总线型 环形 总线 传输速度 10 Mb/s 1.25 Mb/s 1 Mb/s 1.5 Mb/s 57.6 kb/s 156 kb/s～10 Mb/s 传输距离 30 km 1 km光纤(500 m同轴电缆) 1200 m 100 m光纤(500 m同轴电缆) 3048 m 1.2 km～13.2 km

27 8.4 施耐德(SCHNEIDER)自动化公司的PLC
20世纪90年代初德国奔驰集团下的AEG公司全资收购了Modicon公司，现在称为AEG 施耐德自动化公司(AEG Schneider Automation)。该公司拥有三家著名PLC生产厂家，即美国Modicon(莫狄康)公司和Square D公司及法国的TE公司(Telemecanique)。在北美市场上，该公司所占份额居第二位，也是进入中国最早的国外商家之一。 Modicon公司的PLC主要有：Modicon TSX Nano和Micro，属于中小型PLC；84系列，包括0085、0185、M84、184、484、884等；984系列，它覆盖了大中小型各档PLC，共18种型号，是Modicon最具代表性的功能最完善的PLC产品。

28 表 Modicon公司的PLC性能指标

29 图 AEG公司PLC 网络系统的配置图

30 8.5 GE-Fanuc公司的PLC 表 GE-Fanuc系列PLC的性能指标

31 表8.5.2 GE-Fanuc公司的PLC-90系列的性能指标

32 图8.5.1 GE-Fanuc公司PLC网络系统的组成

33 8.6 松下(NATIONAL)电工的FP系列PLC

34 松下电工的FP系列的主要优点表现为： (1) 功能模块都以AFP****开头，后跟数字编号，可实现PID、逻辑控制、模糊控制、生产管理等多种功能，实现复杂控制系统。 (2) 指令功能强大，有高级指令200多条，某些CPU模块的FP-BASIC编程语言加上了组态汉化软件NPST-GR，使得系统开发更加方便容易。 (3) FP系列配置速度快、性能好的RISC的CPU芯片，处理速度明显优于其他PLC产品，如FP5的速度为0.5 ms/千步，FP10S的速度为0.09～0.15 ms/千步。

35 (4) 除采用周期循环扫描方式外，还有多条指令采用中断方式工作，这为实现多任务调度与管理提供了巨大的方便。
(5) 所有继电器/寄存器宽度为16位，且输入继电器(用符号X表示)、输出继电器(用符号Y表示)、内部继电器(用符号R表示)、连接继电器(用符号L表示)能按字访问，即按WX，WY，WR，WL访问。 (6) 多种PLC都配有通信机制，应用层都采用松下专用通信协议MEWTOCOL，具有一致性，因此可以构建多级PLC网络。

36 图 FP系列PLC网络系统的配置

37 它 所具有的特色表现在： (1) 同一子网集成了几种通信方式，由用户根据需要选择。 (2) 各种PLC网络应用层保持一致，都选用松下电工专用的通信协议MEWTOCOL(包括MEWTOCOL-DATA和MEWTOCOL-COM两部分)，为用户学习和开发软件提供基础。 (3) 最高层管网采用包含TCP/IP技术的Ethernet-TCP/IP网，代表了工业局域网标准化发展的趋势。

38 表 FP各级PLC网络的主要技术指标