西门子6ES7511-1AK02-0AB0现货供应
接口模块采用IM153-2,共6块，用于多机架配置中主机架和扩展机架之间的连接，可扩展多个机架，各机架之间的大距离为10米。
（3）配备有三个机扩展机架，扩展机架上有电源模块、接口模块和信号模块，其中数字量输入模块11块、输出模块5块，模拟量输入模块7块、输出模块1块。数字量输入/输出模块能自动诊断无编码器电源、无内外部辅助电压、模块参数错误、看门狗错误、EPROM故障、过程报警信息丢失等；模拟量输入模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、共模故障、短线、测量范围溢出等故障；模拟量输出模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、对地短路等故障。
2．3软件配置：
（1）PLC编程软件是西门子公司新推出的SETP7 V5.3，组态软件选用的是北京三维力控科技有限公司新开发的PCAuto 3.62 SP2。由于是在标准的Windows操作系统下运行，又有在线帮助功能，学习掌握方便。
（2）口令保护，多机口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术秘密，防止未经允许的复制和修改。
3．PC工控机
PC工控机在系统中是PC站，它即可作为工程师站对PLC和组态软件进行编程，编程完毕后，又可作为操作员站监控系统的运行。PC工控机选用的是中国台湾研华产品，配置为P4/1.7G/40G/256M，三星21"彩显（CRT），PC机上装有（Windows2000、CAD2002、WORD、EXCEL等基本软件，还装有编程软件SETP7 V5.3、通讯软件SIMATIC NET 6.2和组态软件北京三维力控PCAuto 3.62。工控机系统由1000VA UPS供电，它的232串口通过MPI适配器连接S7-400PLC的编程口。打印机使用是惠普公司的LaserJet 3500 型彩色打印机。
4．网络结构
工厂采用的是联网集中控制,本工程是工厂整个系统控制网络的一个子系统，工业污水处理站控制系统作为整个系统控制网络的一个子站，因此留有满足上层网络要求的软、硬件通讯接口（如以太网和PROFIBUS DP接口）,并提供了联网所需的软件（如通讯软件SIMATIC NET 6.2）和硬件（如以太网交换机）。
工控机和PLC之间采用的是小型工业以太网络，西门子PLC与上位机之间采用的是TCP/IP协议，使用以太网交换机连接PC机和PLC，既可编制程序，还可通讯、监控,并带有OPC接口。系统完成调试投入正常运行后，工控机挂接的以太网，可与任一台装有组态软件，并带有OPC功能的计算机相连接，PLC控制程序的组态和修改也可在业主方水处理系统集中控制网络的工程师站上进行，并通过通讯网络在线下载到工业污水处理控制系统的PLC中，实现整个系统的联网集中控制。
5．PCAuto 3.62软件的主要功能及特性
PCAuto 3.62是北京三维力控科技有限公司的新版组态软件。它的大特点是能以灵活多样的“组态方式"而不是编程方式来进行系统集成，提供了良好的用户开发界面和简洁的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态"，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，实现与“第三方"的软、硬件系统的集成。（需要补充）
5．1与国内外同类产品相比，PCAuto 3.62组态软件具有以下特点：
（1）全中文、可视化、面向窗口组态开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。真正的32位程序，支持多任务、多线程、可运行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多种操作系统；
（2）庞大的标准图形库、完备的绘图工具集以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面；
（3）全新的ActiveX动画构件。包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、多行文本、通用棒图等、使您能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。
（4）支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外的组态环境调试与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。
（5）简单易学的类Basic脚本语言与丰富的策略构件，使您能够轻而易举的开发出复杂的流程控制系统。
（6）强大的数据处理功能。能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在时间获得有关现场情况的手数据。
（7）方便的报警设置、丰富的报警类型。报警存贮与应答，实时打印报警报表，以灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。
（8）完善的安全机制。允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，PCAuto 3.62还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态开发者的成果。
（9）强大的网络功能。支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。
（10）良好的可扩充性。可通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方便地扩展PCAuto 3.62组态软件的功能，并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。
（11）提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势、生产报表等等，并提供完善的用户权限控制。
5．2组态软件的功能
(1)软件功能：主要指监控软件的要求，它是基于多任务、多平台、实时性好、开放性好的集成软件包。标准画面和用户组态画面均汉化，汉字符合国家标准。
操作员站的基本功能如下：
监视系统内每一个模拟量和数字量
显示并确认报警，并提供操作指导
建立趋势画面并获得趋势信息
打印报表
控制驱动装置
自动和手动控制方式的选择
调整过程设定值和偏置等
设备和网络系统故障诊断和状态监视功能
工程师站的基本功能如下：
程序开发
系统诊断
控制系统组态
数据库管理和维护
画面的编辑及修改
(2)显示功能：具有多窗口的PID图、报警画面、趋势图、指导画面、控制画面、参数修改画面、故障诊断画面、动态画面等各种监视画面。调用任一画面的击键次数不大于3次，任何CRT画面均能在1秒的时间内显示出来。任何操作指令均在1秒或更短的时间内被执行。
(3)安全功能：分别设定操作员和系统管理员的进入口令。在运行环境下，屏蔽WORD2000所有热键，从而锁定系统自由进出。系统受电后自动恢复运行状态。设定操作站的优先级来保证控制室内操作站与现场人机接口同时操作的安全性。
(4)历史数据管理：可对所有采集数据任意设定存取间隙和存取方式。
(5)打印报表：可按用户定义的报表格式进行定时、报警和随机打印。
(6)事件记录：事件和内部时钟可按时间顺序区分和管理，并可及时显示和打印。
定期记录包括交接班记录、日报、和月报。对交接班记录和日报，系统在每一小时的时间间隔内，提供400个预选变量的记录。而对月报，则在每的时间间隔内，提供400个预选变量的记录。在每一个交接班后，或每结束时，或每一个月结束时，自动进行记录打印。或根据运行人员指令召唤打印。
系统记录运行人员在水系统集中控制室进行的所有操作项目及每次操作的**时间。通过对运行人员操作行为的准确记录，可便于分析运行人员的操作意图，分析事故原因。
(7)监控TAG及调试：采用结构化TAG定义。既可通过TAG定义随时修改每个测点的有效状态、报警管理、历史数据、死区与PLC通讯参数等，同时按修改数据库的TAG值来执行调试操作。
(8)在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均能通过网络加载到操作员站。各程控系统PLC控制程序的组态和修改可在网络控制系统的工程师站上进行，并通过网络下载到程序控制系统的PLC中。通过网络，工程师站能调出系统内任一PLC站的系统组态信息和有关数据，还可以将组态的数据从工程师站下载到各PLC站和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统能自动地刷新其内存。
一、选择合适的网络
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络是很重要的，甚至有人提出了“网络就是控制器”的概念。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求来选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；另外，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。一个实时系统的性能可从时间、可靠性和应用对象三个方面来衡量。
二、掌握plc扫描原理
与其它控制设备比较，PLC重要的特征是“扫描”。PLC上电后，自动重复执行程序扫描和I/O扫描，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O 映象区中相应的单元内，输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。在用户程序执行阶段，PLC按由上而下、先左后右的顺序依次地扫描程序（梯形图），根据逻辑运算的结果，刷新RAM存储区或I/O映象区对应单元的状态。在输出刷新阶段，根据I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设，这时，才是PLC 的真正输出。可见，采用PLC程序控制的过程和结果与继电器逻辑回路是有区别的，特别是涉及到梯级的次序、脉冲信号的捕捉等，与PLC的扫描原理是密切相关的。实践中，大量的程序问题均源于此，常常会出现不可思议的结果。因此，设计PLC程序，必须精通PLC的基本原理。
三、力求结构化程序设计
全面提高程序的质量，提高编程效率，使程序具有良好的可读性、可靠性、可维护性以及良好的结构，是每位程序设计者的目标。IEC61131-3是国际电工委员会(IEC)于1999年推出的用于工业控制领域的标准化编程语言，具有开放性、可移植性、结构化编程和结构化数据、检错和纠错能力强等特点，适用于plc编程。采用结构化程序设计，便于构造程序(尤其是复杂的程序)、多人设计，调试以及软件管理。虽然软件工程的思想已被绝大部分程序员所接受，但要将这种思想转化为软件开发过程中的自觉行为却不是一件很容易的事。
四、重视抗干扰措施
自动化系统应用于恶劣的工业现场，抗干扰措施尤为重要。实践中，经常出现由于干扰导致调试失败甚至设备损坏的事例。自动化系统的干扰，有以下3类来源：
1)空间辐射干扰；
2)系统外部线路，包括电源线、信号线、接地系统等引入的干扰；
3)系统内部电磁辐射及线路干扰。
五、针对这些干扰，在工程实施中要考虑以下措施：
1)在系统结构设计与设备选型时，充分考虑环境适应性和电磁兼容性；
2) 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰；
3)合理选择和敷设电缆、电线；
4)硬件上采取隔离装置或滤波装置；
5)软件上采取提高可靠性的措施，如数字滤波、定时校正参考点电位、信息冗余等；
6)正确选择接地方式，一般采用一点接地和串联一点接地。
传统的plc编程语言只有两种，指令表（IL）及梯形图（LD），有的称梯形逻辑图（LLD）。而今为便于各类型的工程技术人员都能使用PLC，PLC厂商都增加了它的编程语言。国际电工组织也制定与几次修订了plc编程语言。并在1993年做了全面修订后称之为IEC 61131-3的修订版。我国在1995年11月发布了GB/T 15969-1/2/3/4标准，与IEC 61131-1/2/3/4等同。该标准推荐了6种编程语言，除了指令表及结构化文本（ST）为文字语言，还有梯形图、功能块图（FBD）、连续功能图（CFC）及顺序功能图（SFC）等图形语言。
目前，IEC 61131-3编程语言不仅用于PLC，而且还用于集散型控制系统、工业控制计算机、数控系统和远程终端单元。
由于这个标准的建立是在PLC已广泛使用之后，加上它不是强制性标准，所以，有些老的PLC厂商还是在原来语言的基础上做了扩展，并没有完全采用这个标准。再就是，即使语言相同，但细节还是有不少差异。
倒是国产PLC，如和利时公司的LM、LK系列机，是在有了标准之后才开发的，能全面采用这个标准。再就是ABB公司的PLC也使用标准规定的6中语言编程。
下面就给大家简要介绍一番：
1.指令表（IL）
指令表语言是PLC编程基本的语言。但是，用它编的程序，可读性较差，目前已不常用。故不在此做介绍。
2.结构化文本语言（ST）
ST语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等类似。它没有单一的指令，只有由一组指令构成的含义完整的各种语句。具体语句有赋值语句、条件语句、选择语句、循环语句及其他语句（EXIT语句、RETURN语句、功能块调用语句等）。
不同品牌PLC的ST语言所提供的函数、运算符可能略有不同。
ST语言功能比图形语言强，但不如图形语言直观，目前用的还不大普及。如欧姆龙plc只是在自编功能块的程序中才可使用它。
同样为ST语言，各PLC厂商的细节不完全一样。
3.梯形图（LD）
梯形图来源于美国，是一种基于梯级的图形符号布尔语言。
梯形图语言与电气原理图相对应，与原有继电器逻辑控制技术相一致。与原有的继电器逻辑控制技术不同的是，梯形图中的功率流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器。
梯形图的左母线好像电气原理图的电源线一样，一般不直接与输出类指令（相当于电气原理图的负载）相连，中间总要有能建立逻辑条件的一些指令（相当于电气原理图的控制元件）。但有的PLC也允许这么做。
用梯形图符号编的PLC程序，很像电气原理图。如上图所示。图b为施耐德公司Naza PLC用的梯形图。
下图所示为与IL语言程序对应的梯形图程序
关于梯形图的文章有很多，在此不再赘述。
4.功能块图（FBD）
FBD语言（一种对应于逻辑电路的图形语言），与电子线路图中的信号流图非常相似。FBD广泛地用于过程控制。
FBD语言是以功能模块为单位，描述控制功能。特别是控制规模较大、控制关系较复杂的系统，用它表达将更为方便。
目前，PLC厂商推出一些高功能及高性能的硬件模块的同时，多提供与其有关的功能块图程序，这为用户使用这些硬件及进行编程提供了很大方便。
FBD语言占用内存较大，执行时间较长，因此，这种语言多只在大、中型可编程序控制器和集散控制系统的编程和组态中采用。
5.连续功能图（CFC）
CFC与FBD类似，也是按需要选用种种功能块。所不同的是，它更灵活，块的位置可任意摆放，特别有信号反馈时，画起来更方便。
为了块的执行有明确的顺序，它的每个块的右上角都标有序号。但在实际表达时，这个标号也可选择不显示。
FBD及CFC语言在dcs系统编程中用得较多。此外，由于这两种语言差别不大，有时，仅使用FBD语言。因而，有的也把IEC 61131-3自动化编程语言说成5种。
6.顺序功能图（SFC）
SFC语言以描述控制程序的顺序为特征，以图形方式，简单、清楚地描述系统的所有现象，并能对系统中存有的像死锁、不安全等反常现象进行分析和建模，并可在此基础上编程。所以，得到了广泛的应用。
其实，SFC语言仅仅是一种组织程序的图形化方式。其实际使用要与其它语言配合，否则无法实现其功能。所以，严格地讲，它不能算是完整的编程语言。
1)组成
步（Step）
用方框表示，分有初始步、活动步、不活动（休止）步三种。一个步是否为活动步，即是否处于激活状态，则取决于上一步及与其相应的转移。
动作（Action）
动作是步的组成部分，一个步含有一个或多个动作，用一个附加在步上的矩形框来表示。每一动作中的程序代码都可以用IEC的任一语言如ST、FBD、LD或IL来编写。每一动作还有一个修饰词（Qualifier），用来确定步激活时其动作什么时候执行或终止。
有向连线
从上到下、从左到右的步间连线。也可用加箭头做非上下、左右的步间连线。
转移
在有向连线上的垂直短线。与转移相关的逻辑条件，用文字、布尔代数表达式、图形符号标注在转移短线旁。
2)SFC转移规则
步的转移指的是有向连线相连的前后步激活状态的转换。
步间转移的规则是：
①步间的转移逻辑条件为真；
②被转移步的前一步是活动的。
不满足此两条件，将不转移。
为了启动顺序功能流程图程序的执行，总是要指定一个初始步，其标志为S0，是程序运行开始时被激活的那个步。有个这个初始步，则随着相应转移逻辑条件满足，流程图中步的激活状态将逐步转换，直至后一步被激活，或根据有向线指定路线不停地循环转换。
3)SFC主要形式
根据结构的不同，可分为以下几种形式：单序列控制、并行序列控制、分支结构序列、转移序列等。
下图所示为一段SFC语言编写的程序。
同样称SFC语言，但有的是合乎标准的，如欧姆龙CJ2所用的，其Action有以上修饰词。有的没有，使用时要看具体软件的说明。