Programmierbare Steuerungen werden durch die Anforderungen der modernen Produktion generiert, und die Klassifizierung programmierbarer Steuerungen muss auch den Anforderungen der modernen Produktion entsprechen. Generell lassen sich speicherprogrammierbare Steuerungen aus drei Perspektiven klassifizieren. Eine besteht darin, auf der Grundlage der Steuerungsskala programmierbarer Steuerungen zu klassifizieren, die zweite auf der Grundlage des Leistungsniveaus programmierbarer Steuerungen zu klassifizieren und die dritte auf der Grundlage der strukturellen Eigenschaften programmierbarer Steuerungen zu klassifizieren. Klappbare Kontrollskala Es kann in Großrechner, mittelgroße und kleine Maschinen unterteilt werden. Minicomputer: Die Kontrollpunkte eines Minicomputers liegen im Allgemeinen innerhalb von 256 Punkten und eignen sich für die Steuerung einzelner Maschinen oder kleiner Systeme. Siemens-Minimaschinen verfügen über S7-200: Verarbeitungsgeschwindigkeit von 0,8 bis 1,2 ms; Speicher 2k; 248 digitale Punkte; Analoge Anzahl 35 Kanäle. Mittelgroße Maschine: Die Kontrollpunkte einer mittelgroßen Maschine sind im Allgemeinen nicht größer als 2048 Punkte und können zur direkten Steuerung von Geräten und zur Überwachung mehrerer programmierbarer Steuerungen auf niedrigerer Ebene verwendet werden. Es eignet sich für mittlere bis große Steuerungssysteme. Siemens-Maschinen mittlerer Größe verfügen über S7-300: Verarbeitungsgeschwindigkeit von 0,8–1,2 ms; Speicher 2k; 1024 digitale Punkte; Analoganzahl 128 Kanäle; Netzwerk-PROFIBUS; Industrielles Ethernet; MPI. Mainframe: Der Kontrollpunkt eines Mainframes ist im Allgemeinen größer als 2048 Punkte und kann nicht nur komplexe arithmetische Operationen, sondern auch komplexe Matrixoperationen ausführen. Es kann nicht nur zur direkten Steuerung von Geräten verwendet werden, sondern auch zur Überwachung mehrerer untergeordneter speicherprogrammierbarer Steuerungen. Siemens-Großrechner verfügen über S7-1500 und S7-400: Verarbeitungsgeschwindigkeit von 0,3 ms/1.000 Wörter; Speicher 512k; I/O-Punkt 12672; Leistung der Faltsteuerung Es kann in High-End-Maschinen, Mittelklasse-Maschinen und Low-End-Maschinen unterteilt werden. Low-End-Maschine Dieser Typ programmierbarer Steuerung verfügt über grundlegende Steuerfunktionen und allgemeine Rechenleistung. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist relativ gering und die Anzahl der mitführbaren Ein- und Ausgabemodule ist relativ gering. Zu dieser Kategorie gehört beispielsweise die von SIEMENS in Deutschland hergestellte S7-200. Mittelklasse-Maschine Diese Art von programmierbarer Steuerung verfügt über starke Steuerungsfunktionen und Rechenleistung. Es kann nicht nur allgemeine Logikoperationen ausführen, sondern auch komplexere trigonometrische Funktionen, Exponenten- und PID-Operationen. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist relativ hoch und die Anzahl der mitführbaren Ein- und Ausgabemodule ist ebenfalls recht groß, und es gibt auch viele Arten von Ein- und Ausgabemodulen. Zu dieser Kategorie gehört beispielsweise die von SIEMENS in Deutschland hergestellte S7-300. High-End-Maschine Dieser Typ programmierbarer Steuerung verfügt über leistungsstarke Steuerungsfunktionen und Rechenleistung. Es kann nicht nur logische Operationen, trigonometrische Funktionen, Exponentialoperationen und PID-Operationen durchführen, sondern auch komplexe Matrixoperationen durchführen. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist sehr hoch und es können zahlreiche Ein- und Ausgabemodule mitgeführt werden. Auch die Arten der Ein- und Ausgabemodule sind sehr umfangreich. Dieser Typ programmierbarer Steuerung kann umfangreiche Steuerungsaufgaben erledigen. Wird im Allgemeinen als Hauptstation im Netzwerk verwendet. Zu dieser Kategorie gehört beispielsweise die von SIEMENS in Deutschland hergestellte S7-400.   Faltstruktur Integral Die integrierte programmierbare Steuerung integriert Stromversorgung, CPU, Speicher und I/O-System in einer Einheit, der sogenannten Grundeinheit. Eine Grundeinheit ist eine komplette SPS. Wenn die Kontrollpunkte nicht den Anforderungen entsprechen, kann erneut eine Erweiterungseinheit angeschlossen werden. Die Merkmale der integrierten Struktur sind sehr kompakt, klein, kostengünstig und bequem zu installieren. Kombiniert Eine modulare speicherprogrammierbare Steuerung unterteilt die verschiedenen Komponenten eines SPS-Systems entsprechend ihrer Funktion in mehrere Module, z. B. CPU-Modul, Eingangsmodul, Ausgangsmodul, Leistungsmodul usw. Die Funktionen jedes Moduls sind relativ einfach, aber die Modultypen werden immer umfangreicher. Beispielsweise verfügen einige programmierbare Steuerungen zusätzlich zu den grundlegenden E/A-Modulen auch über einige spezielle Funktionsmodule, wie z. B. Temperaturerkennungsmodule, Positionserkennungsmodule, PID-Steuerungsmodule, Kommunikationsmodule usw. Das Merkmal einer modularen SPS besteht darin, dass CPU, Eingang und Ausgang unabhängige Module sind. Einheitliche Modulgröße, saubere Installation, freie Auswahl der E/A-Punkte, bequeme Installation, Fehlerbehebung, Erweiterung und Wartung. Gestapelter Typ Die gestapelte Struktur vereint die Vorteile von Kompaktheit, geringer Größe und einfacher Installation der Gesamtstruktur sowie der flexiblen und sauberen Installation der E/A-Punkte in der kombinierten Struktur. Es besteht auch aus Kombinationen verschiedener Einheiten. Sein Merkmal besteht darin, dass die CPU eine unabhängige Grundeinheit ist (bestehend aus der CPU und bestimmten E/A-Punkten) und andere E/A-Module Erweiterungseinheiten sind. Bei der Installation gibt es keineDa kein Untergrund erforderlich ist, werden für die Verbindung zwischen den Einheiten nur Kabel verwendet, und jede Einheit kann einzeln gestapelt werden. Ermöglichen Sie dem System eine flexible Konfiguration und eine kompakte Größe.   Ausführliche Einführung 1. SIMATIC S7-200 SPS S7-200 SPS ist eine miniaturisierte SPS, die für die automatische Erkennung, Überwachung und Steuerung in verschiedenen Branchen und Anlässen geeignet ist. Die leistungsstarken Funktionen der S7-200-SPS ermöglichen die Umsetzung komplexer Steuerungsfunktionen, unabhängig davon, ob sie alleine läuft oder an ein Netzwerk angeschlossen ist. Bei der S7-200-SPS stehen 4 verschiedene Grundmodelle und 8 CPU-Typen zur Auswahl. 2. SIMATIC S7-300 SPS S7-300 ist ein modulares Klein-SPS-System, das mittlere Leistungsanforderungen für Anwendungen erfüllen kann. Verschiedene Individuen Die Module lassen sich vielfältig zu Systemen mit unterschiedlichen Anforderungen kombinieren. Im Vergleich zur S7-200-SPS weist die S7-300-SPS eine modulare Struktur auf und verfügt über eine hohe Geschwindigkeit (0,6–0,1 μs). Mit der Gleitkomma-Arithmetik können komplexere Rechenoperationen effektiv realisiert werden. Ein Softwaretool mit einer Standardbenutzeroberfläche, mit der Benutzer allen Modulen problemlos Parameter zuweisen können. In das S7-300-Betriebssystem wurden komfortable Mensch-Maschine-Schnittstellendienste integriert, die den Programmieraufwand für den Mensch-Maschine-Dialog deutlich reduzieren. Das SIMATIC Human Machine Interface (HMI) erhält Daten von der S7-300, die sie mit einer vom Benutzer festgelegten Aktualisierungsrate überträgt. Die Datenübertragung erfolgt automatisch über das Betriebssystem der S7-300; Das intelligente Diagnosesystem der CPU überwacht kontinuierlich, ob das System normal funktioniert, zeichnet Fehler und spezielle Systemereignisse (wie Timeout, Modulaustausch usw.) auf; Mit dem mehrstufigen Passwortschutz können Benutzer ihre technischen Geheimnisse umfassend und effektiv schützen und unbefugtes Kopieren und Ändern verhindern. Die S7-300 SPS ist mit einem Betriebsartenwahlschalter ausgestattet, der wie ein Schlüssel abgezogen werden kann. Wenn der Schlüssel entfernt wird, kann der Betriebsmodus nicht geändert werden, wodurch ein illegales Löschen oder Neuschreiben von Benutzerprogrammen verhindert werden kann. Ausgestattet mit leistungsstarken Kommunikationsfunktionen kann die S7-300-SPS über die Benutzeroberfläche der Programmiersoftware Step 7 Kommunikationskonfigurationsfunktionen bereitstellen, wodurch die Konfiguration sehr einfach und unkompliziert wird. Die S7-300-SPS verfügt über eine Vielzahl verschiedener Kommunikationsschnittstellen und verbindet die AS-I-Busschnittstelle und das Industrial Ethernet-Bussystem über eine Vielzahl von Kommunikationsprozessoren. Der serielle Kommunikationsprozessor dient der Verbindung von Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystemen; Multi Point Interface (MPI) ist in die CPU integriert und dient der gleichzeitigen Anbindung von Programmierern, PCs, Mensch-Maschine-Schnittstellensystemen und anderen Automatisierungssteuerungssystemen der Baureihe SIMATIC S7/M7/C7. 3. SIMATIC S7-400 SPS S7-400 SPS ist eine speicherprogrammierbare Steuerung für den Einsatz im mittleren bis hohen Leistungsbereich. Die S7-400-SPS verfügt über ein modulares, lüfterloses Design, das zuverlässig und langlebig ist. Gleichzeitig kann es mehrere CPU-Stufen auswählen (mit schrittweise verbesserten Funktionen) und ist mit Vorlagen für verschiedene universelle Funktionen ausgestattet, sodass Benutzer diese je nach Bedarf in verschiedenen Spezialsystemen kombinieren können. Wenn der Umfang des Steuerungssystems erweitert oder aktualisiert wird, kann das System aktualisiert werden und die Anforderungen vollständig erfüllen, sofern einige Vorlagen entsprechend hinzugefügt werden.

Funktionsprinzip Nach der Inbetriebnahme der SPS gliedert sich ihr Arbeitsprozess im Allgemeinen in drei Phasen: Eingabeabtastung, Ausführung des Benutzerprogramms und Ausgabeaktualisierung. Der Abschluss der oben genannten drei Phasen wird als Scanzyklus bezeichnet. Während des gesamten Betriebszeitraums führt die CPU der SPS wiederholt die oben genannten drei Schritte mit einer bestimmten Abtastgeschwindigkeit aus.   Eingabestichprobe ausblenden In der Eingangsabtastphase liest die SPS nacheinander alle Eingangszustände und Daten scannend ein und speichert sie in den entsprechenden Einheiten im I/O-Abbildbereich. Nachdem die Eingabeabtastung abgeschlossen ist, tritt sie in die Phase der Ausführung des Benutzerprogramms und der Ausgabeaktualisierung ein. Selbst wenn sich in diesen beiden Phasen der Eingangsstatus und die Daten ändern, ändern sich der Status und die Daten der entsprechenden Einheiten im E/A-Bildbereich nicht. Wenn es sich bei dem Eingang um ein Impulssignal handelt, muss daher die Breite des Impulssignals größer als ein Abtastzyklus sein, um sicherzustellen, dass der Eingang in jedem Fall gelesen werden kann.   Benutzerprogrammausführung reduzieren Während der Ausführungsphase des Anwenderprogramms scannt die SPS das Anwenderprogramm (Kontaktplan) immer in der Reihenfolge von oben nach unten. Scannen Sie beim Scannen jedes Kontaktplans immer zuerst den Steuerstromkreis, der aus jedem Kontakt auf der linken Seite des Kontaktplans besteht, und führen Sie logische Operationen am Steuerstromkreis aus, der aus den Kontakten in der Reihenfolge von links nach rechts und von oben nach unten besteht. Aktualisieren Sie dann basierend auf den Ergebnissen der logischen Operationen den entsprechenden Bitstatus der logischen Spule im System-RAM-Speicherbereich. Oder aktualisieren Sie den Status des entsprechenden Bits der Ausgangsspule im E/A-Bildbereich. Oder bestimmen Sie, ob die im Kontaktplan angegebenen speziellen Funktionsanweisungen ausgeführt werden sollen.   Das heißt, während der Ausführung des Benutzerprogramms ändern sich nur der Zustand und die Daten der Eingabepunkte im E/A-Bildbereich nicht, während sich der Zustand und die Daten anderer Ausgabepunkte und Softwaregeräte im E/A-Bildbereich nicht ändern oder der RAM-Speicherbereich des Systems kann sich ändern. Darüber hinaus wirken sich die Ergebnisse der Programmausführung des oben aufgeführten Kontaktplans auf den unten aufgeführten Kontaktplan aus, der diese Spulen oder Daten verwendet. Im Gegensatz dazu können im untenstehenden Kontaktplan der Status oder die Daten der aktualisierten Logikspule erst im nächsten Abtastzyklus auf das darüber liegende Programm angewendet werden.   Ausgabeaktualisierung reduzieren Nach dem Scannen des Benutzerprogramms tritt die SPS in die Phase der Ausgabeaktualisierung ein. Während dieser Zeit aktualisiert die CPU alle Ausgangs-Latch-Schaltkreise entsprechend dem entsprechenden Status und den entsprechenden Daten im E/A-Bildbereich und treibt dann die entsprechenden Peripheriegeräte über den Ausgangsschaltkreis an. Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich um die wahre Ausgabe der SPS.   Die gleiche Anzahl von Kontaktplänen mit unterschiedlicher Anordnungsreihenfolge führt zu unterschiedlichen Ausführungsergebnissen. Darüber hinaus gibt es Unterschiede zwischen den Ergebnissen des Scannens von Benutzerprogrammen und den Ergebnissen des harten Logik-Parallelbetriebs von Relaissteuergeräten. Wenn die durch den Scanzyklus beanspruchte Zeit für den gesamten Lauf vernachlässigt werden kann, gibt es natürlich keinen Unterschied zwischen beiden.