西门子CPU416F-3PN/DP控制单元

西门子模块是为工业生产过程控制而设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件，采用了精简化的编程语言，编程出错率降低。
西门子模块有各种类型，如单元操作模块（换热器、精馏塔、压缩机等)、计算方法模块(加速收敛算法、简化算法等)、物理化学性质模块（汽液相平衡计算、热恰计算等)等。

西门子PLC模块控制系统设计的基本内容：
1、确定系统运行方式与控制方式：PLC可构成各种各样的控制系统，如单机控制系统、集中控制系统等，在进行应用系统设计时，要确定系统的构成形式；
2、选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)，这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法属于其他课程的内容；
3、PLC的选择：PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济指标起着重要的作用，选择PLC应包括机型选择、容量选择、I/O模块选择、电源模块选择等；
4、分配I/0点，绘制I/0连接图，必要时还须设计控制台(柜)；
5、设计控制程序：控制程序是整个系统工作的软件，是保证系统正常、安全、可靠的关键，因此控制系统的程序应经过反复调试，直到满足要求为止；
6、编制控制系统的技术文件，包括说明书、电气原理图及电气元件明细表、I/0连接图、I/O分配表、控制软件。

西门子plc选型分析：
设备在西门子PLC在选型的时候，要遵循一定的原则，避免PLC的容量小无法满足使用要求的想象。在满足控制要求的前提下选型时应选较佳的性价比，一般可以从以下几个方面考虑：
      I/O点数估算
      I/O点数是西门子PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数既可使系统满足控制要求有可使系统总投资较低。西门子PLC的输入输出点总数和种类应根据被控对象的模拟量、开关量、输入/输出设备状况(包括模拟量、开关量、输出类型)来确定，一般一个输入输出元件要占用一个输入输出点。考虑到今后的扩充，一般应估计的总点数再加上15%～20%的备用量。
一、用户存储容量估算
用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、量程结构等。因此在程序设计之前只能粗略的估算。根据经验，每个I/O点及有关功能器占用内存大致如下：
开关量输入元件：10～20B/点;
开关量输出元件：5～10B/点;
定时器/计数器：2B/个;
模拟量：100～150B/点;
通信接口：一个接口一般需要300B以上;支持与MT6100IV5威纶触摸屏通讯。
根据上面算出总字数再加上25%左右的备用量，可以估算出程序所需要的内存量，从而选择合适的西门子PLC内存。
二、本设计所占用的I/O点数计算
输入信号：开始按钮，需要一个输入点;停止按钮，需要一个输入点;计数值加1按钮，需一个输入点;计数值减1按钮，需要一个输入点。以上共需要4个输入信号点，考虑以后对系统的调整与扩充留有20%的备用点，即用4×20%=1，取1个点，这样共用5个输入点
输出信号：一共要用十七个LED数码管，段选码需要使用8个输出点;位选通信号如果使用74LS138译码器则需要4个输出点;以上共需要13个输出点考虑以后对系统的调整与扩充留有20%的备用点，即13×20%=2.6，取3个点，这样共用16个输出点

西门子PLC模块控制系统程序结构设计：
一、线性化编程
线性化编程是将用户程序连续放置在一个指令块内，即一个简单的程序块内包含系统的所有指令。线性化编程不带分支，通常是OB1程序按顺序执行每一条指令，软件管理的功能相对简单。
二、分部编程
分部式编程是把一项控制任务分成若干个立的块，每个块用于控制一套设备或一系列工作的逻辑指令，而这些块的运行靠组织块OB内指令来调用。
三、结构化编程
结构化程序把过程要求的类似或相关的功能进行分类，并试图提供可以用于几个任务的通用解决方案。向指令块提供有关信息（以参数形式），结构化程序能够重用这些通用模块。
控制软件分为五个功能块：
FC10   功能块用于控制成分A的供料泵；
FC20   功能块用于控制成分B的供料泵；
FC30   功能块用于控制搅拌马；
F0   功能块用于控制排料电磁阀；
FC50   功能块用于控制操作站上的指示灯。
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