西西門子6ES7953-8LL20-0AA0詳細(xì)介紹 

PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，該部分程序由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。

　　系統(tǒng)管理程序主要控制PLC的運(yùn)行，使PLC按正確的次序工作；用戶指令解釋程序?qū)LC的用戶指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言指令，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。

　　系統(tǒng)程序?qū)儆谛?保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲(chǔ)器采用ROM或EPROM。ROM是只讀存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器只能讀出內(nèi)容，不能寫入內(nèi)容，ROM具有非易失性，即電源斷開后仍能保存已存儲(chǔ)的內(nèi)容。

　　EPEROM為可電擦除只讀存儲(chǔ)器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器還有E2PROM、FLASH等。

　　2)用戶程序存儲(chǔ)器

　　用戶程序存儲(chǔ)器用于存放用戶載入的PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程序因需修改與調(diào)試，所以稱為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。

　　通過修改與調(diào)試后的程序稱為用戶執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)*使

       由圖1可見，PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的計(jì)算機(jī)。PLC系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。其軟件主要有以下幾個(gè)邏輯部件： 

（1）繼電器邏輯

為適應(yīng)電氣控制的需要，PLC為用戶提供繼電器邏輯，用邏輯與或非等邏輯運(yùn)算來處理各種繼電器的連接。PLC內(nèi)部有儲(chǔ)單元有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于“0N”和“0FF”兩種狀態(tài)。因此PLC中所說的繼電器是一種邏輯概念的，而不是真正的繼電器，有時(shí)稱為“軟繼電器”。這些“軟繼電器”與通常的繼電器相比有以下特點(diǎn)：

①體積小、功耗低

②無觸點(diǎn)、速度快、壽命長

③有無數(shù)個(gè)觸點(diǎn)，使用中不必考慮接點(diǎn)的容量

PLC一般為用戶提供以下幾種繼電器（以FX2N系列PLC為例）：

輸入繼電器（X）：把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入PLC，同時(shí)提供無限多個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)供用戶編程使用。在程序中只有觸點(diǎn)沒有線圈，信號(hào)由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為X000—X007，X010-X017等。

輸出繼電器（Y）：具備一對(duì)物理接點(diǎn)，可以串接在負(fù)載回路中，對(duì)應(yīng)物理元件有繼電器、晶閘管和晶體管。外部信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)，只能在程序中用指令驅(qū)動(dòng)。編號(hào)采用八進(jìn)制，分別為Y000—Y007，Y010-Y017等。

內(nèi)部繼電器（M）：與外界沒有直接，僅作運(yùn)算的中間結(jié)果使用。有時(shí)也稱為輔助繼電器或中間繼電器。和輸出繼電器一樣，只能由程序驅(qū)動(dòng)。每個(gè)輔助繼電器有無限多對(duì)常開、常閉觸點(diǎn)，供編程使用。地址號(hào)按十進(jìn)制分配，通用型輔助繼電器有M0-M499共500點(diǎn)，保持型輔助繼電器有M500-M1023共524點(diǎn)，特殊型輔助繼電器有M8000-M8255共157點(diǎn)。

(2)定時(shí)器邏輯

PLC一般采用硬件定時(shí)中斷，軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)定時(shí)邏輯功能，定時(shí)器一般包括：

定時(shí)條件：控制定時(shí)器操作。

定時(shí)語句：所使用的定時(shí)器，給出定時(shí)設(shè)定值。

定時(shí)器的當(dāng)前值：記錄定時(shí)時(shí)間。

定時(shí)繼電器：定時(shí)器達(dá)到設(shè)定的值時(shí)為“1“（0N）狀態(tài)，未開始定時(shí)或定時(shí)未達(dá)到設(shè)定值時(shí)為“0”（0FF）狀態(tài)。

可編程控制器的構(gòu)成框圖和計(jì)算機(jī)是一樣的，都由*處理器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口等構(gòu)成。因此，從硬件結(jié)構(gòu)來說，可編程控制器實(shí)際上就是計(jì)算機(jī)，圖1是其硬件系統(tǒng)的簡化框圖。從圖中可以看出PLC內(nèi)部主要部件有:

（1）CPU（Central  Process  Unit）

CPU是PLC的核心組成部分，與通用微機(jī)的CPU一樣，它在PLC系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，故稱為“電腦”。其功能是：

a、按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。

b、用掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)式數(shù)據(jù)，并存入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。

c、診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤。

d、在PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)，產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，去啟閉有關(guān)控制門電路。分時(shí)分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等操作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯式算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸出映象寄存器的位狀態(tài)式數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印式數(shù)據(jù)通訊等。

PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器。通用的微處理器常用的是8位機(jī)和16位機(jī)，如Z80A、8085、8086、6502、M6800、M6809、M68000等。單片機(jī)常用的有8039、8049、8031、8051等。雙極型位片式微處理器常用的有AMD2900、AMD2903等。

①用通用微處理器作CPU內(nèi)存卡 
6ES7 952-0AF00-0AA0 64K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AH00-0AA0 256K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AK00-0AA0 1M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AL00-0AA0 2M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AM00-0AA0 4M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AP00-0AA0 8M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AS00-0AA0 16M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AY00-0AA0 64M字節(jié) RAM
6ES7 952-0KF00-0AA0 64K字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-0KH00-0AA0 256K字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KK00-0AA0 1M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KL00-0AA0 2M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KM00-0AA0 4M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KP00-0AA0 8M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KS00-0AA0 16M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KT00-0AA0 32M字節(jié) FLASH EPROM
6ES7 952-1KY00-0AA0 64M字節(jié) FLASH EPROM
開關(guān)量輸入模板  
  開關(guān)量輸入模塊(16點(diǎn),24VDC)中斷
6ES7 421-1BL01-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(32點(diǎn),24VDC)
6ES7 421-1EL00-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(32點(diǎn),120VUC)
6ES7 421-1FH20-0AA0 開關(guān)量輸入模塊(16點(diǎn),120/230VUC)
6ES7 421-7DH00-0AB0 開關(guān)量輸入模塊(16點(diǎn),24V到60VUC)
開關(guān)量輸出模板 
6ES7 422-1BH11-0AA0 開關(guān)量輸出模塊(16點(diǎn),24VDC，2A）
6ES7 422-1BL00-0AA0 32點(diǎn)輸出，24VDC,0.5A
6ES7 422-7BL00-0AB0 32點(diǎn)輸出，24VDC,0.5A,中斷
6ES7 422-1FH00-0AA0 16點(diǎn)輸出，120/230VAC，2A
6ES7 422-1HH00-0AA0 16點(diǎn)輸出，繼電器，5A
模擬量模塊 
6ES7 431-0HH00-0AB0 16路模擬輸入，13位
6ES7 431-1KF00-0AB0 8路模擬輸入，13位，隔離
6ES7 431-1KF10-0AB0 8路模擬輸入，14位，隔離，線性化
6ES7 431-1KF20-0AB0 8路模擬輸入，14位，隔離
6ES7 431-7QH00-0AB0 16路模擬輸入，16位，隔離
6ES7 431-7KF00-0AB0 8路模擬輸入，16位，隔離，熱電偶
6ES7 431-7KF10-0AB0 8路模擬輸入，16位，隔離，熱電阻
6ES7 432-1HF00-0AB0 8路模擬輸出，13位，隔離
功能模板 
6ES7 450-1AP00-0AE0 FM450-1計(jì)數(shù)器模板
6ES7 451-3AL00-0AE0 FM451定位模板
6ES7 452-1AH00-0AE0 FM452電子凸輪控制器
6ES7 453-3AH00-0AE0 FM453定位模板
6ES7 455-0VS00-0AE0 FM455C閉環(huán)控制模塊
6ES7 455-1VS00-0AE0 FM455S閉環(huán)控制模塊
6DD1 607-0AA2 FM 458-1DP快速處理系統(tǒng)
6ES7 953-8LJ20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)
6DD1 607-0CA1 EXM 438-1 I/O擴(kuò)展模板
6DD1 607-0EA0 EXM 448 通訊擴(kuò)展模板
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在低檔PLC中，用Z80A做CPU較為普遍，Z80A用于PLC有如下長處： Z80（或Z80A）CPU及其配套的芯片廉價(jià)、普及、通用，用這套芯片制成的PC，給維修及推廣普及帶來方便。Z80有獨(dú)立的輸入/輸出指令,而且指令格式較短，執(zhí)行時(shí)間也較短，這樣有利于掃描周期的縮短。Z80輸入/輸出指令格式較短，相應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備編碼也較短，所以相應(yīng)的譯碼硬件器較簡單。由于Z80的信息是采用輸入/輸出映射方式，因而設(shè)計(jì)流程序時(shí)，對(duì)輸入/輸出與存儲(chǔ)器尋址容易區(qū)別。

②用單片機(jī)作CPU

自從1974年出現(xiàn)單片機(jī)以來，已有不少產(chǎn)品采用單片機(jī)做可編程序控制器。日本三菱F系列PLC就采用美國IN公司MES－48系列的單片機(jī)8049和8039做處理器，8039單片機(jī)在一塊片子上集成了8位的CPU，128×8的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。27條輸入/輸出線，T0、T1、INT測(cè)試線及8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘振蕩電路等。

自80年代以來，出現(xiàn)了集成度更高。功能更強(qiáng)，并帶有“布爾機(jī)”而又便于作數(shù)據(jù)通信的MCS-51系列單片機(jī)以及功能更高的16位單片機(jī)，大有取代MCS－48系列之勢(shì)。日本三菱的F2系列PLC即采用CPU8031。MCS－51系列單片機(jī)是美國IN公司在MCS－48單片機(jī)基礎(chǔ)上，于80年代初推出的產(chǎn)品，具有高集成度、高可靠性、高功能、高速度、低價(jià)格等特點(diǎn)。它有三個(gè)代表產(chǎn)品：8051、8751和8031，它們分別有不同的應(yīng)用特性。8051是以4K字節(jié)EPR0M代替4K字節(jié)的R0M的8051； 8031是內(nèi)部無R0M8051。必須外接EPR0M；IN公司的96系列的單片機(jī)，字長為16，運(yùn)算速度比51系列更高，這必將為高檔次的PLC開發(fā)和應(yīng)用帶來美好的遠(yuǎn)景。用單片機(jī)制成的PLC有以下顯著特點(diǎn)：為機(jī)電設(shè)備一體化創(chuàng)造了條件，因?yàn)橛蓡纹瑱C(jī)制成PLC，體積更小。同時(shí)PLC邏輯功能很強(qiáng)，并且具有數(shù)值運(yùn)算和通信接口。

③用位片式微處理器作CPU

位片式微處理器的主要特點(diǎn)是：速度快、靈活性強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。可以進(jìn)行“級(jí)聯(lián)”，易于“流水線”操作。

（2）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器

它用以存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋功能子程序的調(diào)用管理程序，以及對(duì)應(yīng)定義（I/0、內(nèi)部繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器等存儲(chǔ)系統(tǒng)）參數(shù)等功能。

（3）用戶存儲(chǔ)器

用以存放用戶程序即存放通過編程器輸入的用戶程序。PLC的用戶存儲(chǔ)器通常以字（16位/字）為單位來表示存儲(chǔ)容量。同時(shí)，由于前面所說的系統(tǒng)程序直接關(guān)系到PLC的性能，不能由用戶直接存取。因而通常PLC產(chǎn)品資料中所指的存儲(chǔ)器型式或存儲(chǔ)方式及容量，是對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言。

常用的用戶存儲(chǔ)方式及容量型式或存儲(chǔ)方式有CM0SRAM，EPR0M和EEPR0M。信息儲(chǔ)存常用盒式磁帶和磁盤。

CM0SRAM存儲(chǔ)器是一種中高密度、低功能、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池作為備用電源。一旦交流電源停電，用鋰電池來維持供電，可保存RAM內(nèi)停電前的數(shù)據(jù)。鋰電池壽命一般為1―5年左右。

EPR0M存儲(chǔ)器是一種常的只讀存儲(chǔ)器，定入時(shí)加高電平，擦除時(shí)用紫外線照射。PLC通過寫入器可將RAM區(qū)的用戶程序固化到R0M盒中的EPR0M中去。在PLC機(jī)中插入R0M盒，PLC則執(zhí)行R0M盒中用戶程序；反之，不插上R0M盒，PLC則執(zhí)行RAM區(qū)用戶程序。

EEPR0M存儲(chǔ)器是一種可用電改寫的只讀存儲(chǔ)器。

（4）輸入輸出組件（I/0模塊）

I/0模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/0裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平與驅(qū)動(dòng)能力的I/0模塊和各種用途的I/0組件供用戶選用。如輸入/輸出電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、串/并行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、誤碼較驗(yàn)、A/D或D/A轉(zhuǎn)換以及其它功能模塊等。I/0模塊將外界輸入信號(hào)變成CPU能接受的信號(hào)，或?qū)PU的輸出信號(hào)變成需要的控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象（包括開關(guān)量和模擬量），以確保整個(gè)系統(tǒng)正常工作。

輸入的開關(guān)量信號(hào)接在IN端和0V端之間，PLC內(nèi)部提供24V電源，輸入信號(hào)通過光電隔離，通過R/C濾波進(jìn)入CPU控制板，CPU發(fā)出輸出信號(hào)至輸出端。PLC輸出有三種型式：繼電器方式、晶體管方式和晶閘管方式。

（5）編程器

編程器是用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和監(jiān)視等。還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過通訊端口與CPU，完成人機(jī)對(duì)話連接。編程器上有供編程用的各種功能鍵和顯示燈以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換開關(guān)。編程器的鍵盤采用梯形圖語言鍵符式命令語言助記符，也可以采用軟件的功能鍵符，通過屏幕對(duì)話方式進(jìn)行編程。

編程器分為簡易型和智能型兩類。前者只能連機(jī)編程，而后者既可連機(jī)編程又可脫機(jī)編程。同時(shí)前者輸入梯形圖的語言鍵符，后者可以直接輸入梯形圖。根據(jù)不同檔次的PLC產(chǎn)品選配相應(yīng)的編程器。

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