6ES7355-0VH10-0AE0参数详细
| 一、 选型说明： |
这个说明是查阅资料后编写的，如有相关意见可以修改。 整个需求分三部分: 1. 是利用现有的成熟的PLC技术，对各设备的监控点数据进行采集； 2. 再使用单片机技术，对PLC采集后的数据进行读取，并按照一定的格式存储在存储设备中，存储设备可以是U盘，存储卡等； 3. 使用读卡设备将存储的数据读出，并导入普通PC中，对读取数据进行分析。 |
| 二、 基本组成图： |
图1 总框图 |
| 三、 PLC数据采集： |
| 采用成熟的PLC技术，不需开发，使用西门子S7-200系列。 S7-200 PLC是串行通讯方式为丰富的小型PLC，支持多种通信协议，如点对点接口协议（PPI协议）、多点接口协议（MPI协议）和PROFIBUS协议以及自由通信协议等。其中自由通信协议又叫用户定义协议，利用自由端口模式，可以实现用户定义的通信协议，连接多种智能设备，使用起来非常方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。 |
| 四、 单片机数据存储 |
此部分为整个技术的重点之一，他要完成的主要功能为，从PLC采集数据，并将数据按预先规定格式写入存储设备中，存储设备可设计成存储卡，U盘之类的。 |
| 1、 单片机与PLC通讯 |
单片机选用MCS51，MCS-51的串行口与MAX485芯片相接，然后与S7-200 PLC的RS-485口进行通讯，如图1所示： |
图1 MCS-51单片机与S7-200的硬件接线图 |
在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用户来控制，通过梯形图程序以及和单片机的汇编语言进行配合，来使用完成中断、字符接收中断、发送完成中断等，通信协议由用户完全控制。这时单片机处于主机状态，由单片机主动发送握手信号，PLC接到信号后被动反馈信息即可。 |
| a) 通信协议设计 |
定义根据经验和有关参考资料，定义协议结构和参数。 |
（1）通信波特率为9.6kbps，无校验，8个数据位，1个可编程位，1位起始位，1位停止位。 （2）定义通信协议的数据流结构的格式为起始码、命令码、元件首址、字节数、数据块、BCC校验码和结束码。 ● 起始码：表示单片机与PLC开始发送数据，是数据流个字符，告诉PLC开始进行通信了，可以用00H表示 ● 命令码：表示单片机对PLC的各种操作： 40H：读取目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态；41H：修改目标元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的数据或状态； 42H：强制目标单元为ON； 43H：强制目标单元为OFF； ● 元件首址：表示PLC内部的元件类型以及寄存器的地址（但不能表示一个位地址）。前两个字节表示寄存器类型，后两个字节表示寄存器号。00 00（H）：I寄存器区 01 00（H）：Q寄存器区。02 00（H）：M寄存器区 08 00（H）：V寄存器区； ● 字节数：从元件首地址起，读取或写入PLC元件的数据个数数据块：准备读取或者写入PLC的数据或状态； ● BCC校验码：在传输过程中，指令有可能受到任何的干扰而使原来的数据信号发生扭曲，此时的指令当然是错误的，为了侦测指令在传输过程中发生的错误，接收方必须对指令作进一步的确认工作，以防止错误的指令被执行，简单的方法就是使用校验码。BCC校验码的方法就是将要传送的字符串的ASCII码以字节为单位作异或和，并将此异或和作为指令的一部分传送出去；同样地，接收方在接到指令后，以相同的方式对接收到的字符串作异或和，并与传送方所送过来的值作对比，若其值相等，则代表接收到的指令是正确的，反之则是错误的 ● 结束码：结束字符标志着指令的结束，在本例中被定义为FFH，不同的PLC从站可以定义不同的结束字符以接收针对该PLC的指令。 |
| b) 通信程序的实现 |
（1）单片机端程序的实现。单片机在主程序中初始化，采用串行口工作方式3[2]，波特率为9.6kbps，采用单片机作为主机，向PLC进行呼叫，定期读取数据或者写入数据，其程序流程图参见图2。 |
图2 单片机端通讯程序流程图 |
（2）PLC端程序流程图的实现。PLC端作为从机，采用梯形图或者STL编程，主要是先设置通讯协议，然后按照协议把采集到的数据进行处理，再发送给主机单片机，其具体的程序流程图如图3所示。 |
图3 PLC端通讯程序流程图 |
| 2、 单片机数据存储实现 |
采用西安达泰电子的单片机读写U盘的模块 USB118AD,接线图如图4： |
图4 USB118接线图 |
| 说明：采用USB118AD模块直接连U盘。具体接口方式需查USB118AD相关资料。 |
| 五、 数据软件分析 |
通过U盘或其它存储设备，将数据读入电脑软件中，电脑软件根据实际业务需要设计相应的算法，对数据进行分析，以数据报表，图表等方式展现结果 |
辅助继电器是PLC中数量多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。
辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次使用。
辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器才用八进制数）。
1．通用辅助继电器（M0～M499）
FX2N系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行时，如果电源突然断电，则全部线圈均OFF。当电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持OFF状态，它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。
根据需要可通过程序设定，将M0～M499变为断电保持辅助继电器。
2．断电保持辅助继电器（M500～M3071）
FX2N系列有M500～M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用PLC中的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中M500～M1023可由软件将其设定为通用辅助继电器。
下面通过小车往复运动控制来说明断电保持辅助继电器的应用，如图1所示。
图1 断电保持辅助继电器的作用
小车的正反向运动中，用M600、M601控制输出继电器驱动小车运动。X1、X0为限位输入信号。运行的过程是X0= ON→M600=ON→Y0=ON→小车右行→停电→小车中途停止→上电（M600=ON→Y0=ON）再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON（左行）。可见由于M600和M601具有断电保持，所以在小车中途因停电停止后，一旦电源恢复，M600或M601仍记忆原来的状态，将由它们控制相应输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电器当小车中途断电后，再次得电小车也不能运动。
3．特殊辅助继电器
PLC内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N系列中有256个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类
（1）触点型 其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。例如：
M8000：运行监视器（在PLC运行中接通），M8001与M8000相反逻辑。
M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003与M8002相反逻辑。
M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms 、1s和1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。
M8000、M8002、M8012的波形图如图2所示。
图2 M8000、M8002、M8012波形图
（2）线圈型 由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如：
M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。
M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。
M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中指定的扫描时间工作。
四、状态器（S）
状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件，它与后述的步进顺控指令STL配合应用。
如图3-6所示，我们用机械手动作简单介绍状态器S的作用。当启动信号X0有效时，机械手下降，到下降限位X1开始夹紧工件，加紧到位信号X2为ON时，机械手上升到上限X3则停止。整个过程可分为三步，每一步都用一个状态器S20、S21、S22记录。每个状态器都有各自的置位和复位信号（如S21由X1置位，X2复位），并有各自要做的操作（驱动Y0、Y1、Y2）。从启动开始由上至下随着状态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简洁。
图3 状态器（S）的作用
状态器有五种类型：初始状态器S0～S9共10点；回零状态器S10～S19共10点；通用状态器S20～S499共480点；具有状态断电保持的状态器有S500～S899，共400点；供报警用的状态器（可用作外部故障诊断输出）S900～S999共100点。
在使用用状态器时应注意：
1）状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；
2）状态器不与步进顺控指令STL配合使用时，可作为辅助继电器M使用；
3）FX2N系列PLC可通过程序设定将S0～S499设置为有断电保持功能的状态器