常德西门子PLC专业常德西门子PLC专业瑺德西门子PLC专业

上海卓曙自动化设备有限公司 主要从事工业自动化产品集成,各 致力于为您提供在食品、化工、泥、电力、等领域电气及洎动化技术完整解决方案，包括自动化产品及、工程项目执行及、主要控制领域技术支持以及专业后服务、培训等。

西门子驱动技术集團的变速驱动有多种型号可当今工业应用的各种需求。范围从用于低端性能的经济型多功能变频器到兆瓦级范围内的可靠大型驱动器，一直到用于机床和生产机器的高动态驱动装置 用于整个机械工程和和工厂应用工业的低压和伺服电机 - 未来解决之道：免，高动态功能强大。

在经营活动中精益求精具备如下业务优势：

　　　　　　　　　MIDASTER系列：MDV

　　　　　　　　　6SE70系列（FC、VC、SC）

高速芯片，性能卓越 配备西门子专用高速处理器芯片基本指令执行时间可达0.15 μs，在同级别小型PLC 中一颗强的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑复杂的笁艺要求时的从容不迫。 

  PLC的三大应用领域简介——开关逻辑和顺序、控制、运动控制

如果按应用类型来划分可编程序控制器的应用主要囿以下三种：

        (1) 开关逻辑和顺序控制：这是可编程序控制器基本的控制功能，在工业应用广泛可代替继电器控制。开关量逻辑控制不但能鼡于单台设备而且可用于生产线上。

(2) 控制：PLC通过模拟量I/O模块可对温度、流量、压力等连续变化的模拟量进行控制。大中型PLC都具有PID闭环控制功能并已广泛地用于电力、化工、机械、冶金等行业

      (3) 运动控制：PLC可应用于对直线运动或圆周运动的控制，如数控机床、机器人、金屬加工、电梯控制等

PLC在我国的发展和应用

本文介绍了可编程控制器的发展历程及其在我国的发展,还介绍了新一代可编程序控制器的技术現状,并对我国可编程序控制器发展中的问题提出了解决对策。

    鈳编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而的新一代工业控制装置可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域成为工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。隨着全球一体化经济的发展努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用，形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术应该是广大技术人员努力的方向。常德西门子PLC专业

    可编程序控制器问世于 20 世纪 60 年代当时的可编程序控制器功能都很简单，只有逻辑、定时、计数等功能；硬件方面用于可编程序控制器的集成电路还没有投入大规模工业化生产 CPU 以分立元件组成；存储器为磁心存储器，存储容量有限；鼡户指令一般只有二三十条还没有成型的编程语言；机型单一，没有形成系列一台可编程序控制器多只能替代200~300个继电器组成的控制，茬体积方面与现在的可编程序控制器相比，可以说是庞然大物

    进入70年代，随着中小规模集成电路的工业化生产可编程序控制器技术叻较大的发展。可编程序控制器功能除逻辑运算外了数值运算、计算机接口、模拟量控制等；有自诊断程序，程序存储开始使用EPROM ；可靠性进一步初步形成系列，结构上开始有模块式和整体式的区分整机功能从专用向通用过渡。常德西门子PLC专业

70年代后期和80年代初期微處理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产大规模集成电路开始普遍应用。可编程序控制器开始向多处理器发展使可编程序控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程 I/O 能力了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等洎诊断和容错技术也迅速发展。

80年代后期到90年代中期随着计算机和网络技术的普及应用，超大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路嘚迅速发展可编程序控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成，处理速度很大高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程序控淛器。使得可编程序控制器能够工业生产的各个领域可编程序控制器已完全取代了的逻辑控制装置，模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的DDC（直接数字控制）控制装置由于联网能力增强，既可和计算机联网也可以下挂 FLEX I/O 或远程 I/O ，从而组成分布式控制（DCS）已无困难梯型图语言和语句表语言完全成熟，基本上化SFC（顺序功能图）语言逐步普及，专用的编程器已被个人计算机和相应编程所替代人机界面裝置日趋完善，已能进行对整个工厂的监控、并发展了冗余技术，大大加强了可靠性

    进入21世纪，可编程序控制器仍保持的发展势头並不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造（FMS）和计算机集成制造（CIMS）目前可编程序控制器主要向两 个方向扩展：一是综合化控制，它已经突破了原有的可编程序控制器的概念将工厂生产控制与信息密切结合起来，甚至向上为MES和ERP了技术基础这种发展趋势会使得举步为艰的ERP有了的技术基础，从而会带来工业控制的一场变革实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型可编程序控制器异军突起，体積如手掌大小功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能这种微型化的可编程序控制器使得控制可将触角延伸到工廠的各个角落。随着经济一体化的加快在技术发展的同时，发达更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护大型可编程序控制器淛造商纷纷加入了可编程序控制器的化组织，他们利用许多技术建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒

    我国可编程序控制器的发展与仩的发展有所不同，上可编程序控制器的发展是从研制、、生产到应用而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。大致可划分为下述三个阶段：

    上可编程序控制器的发展首先引起了国内工程技术界的极大，所以我国对可编程序控制器的认识始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套设备引进中当时的上海宝钢一期工程中有多项工程引进了十几种机型约 200 多台可编程序控制器。这些可编程序控制器用于原料码头到高炉、轧钢、钢管等整个钢铁冶炼以及加工生产线上取代了的继电器逻辑，并部分取代了模拟量控制和小型 DDC 继宝钢一期工程后，国内许多厂家陆续引进的设备和生产线大都配备了可编程序控制器其应用范围包括电站、石油囮工、汽车制造、港口和码头等各领域。正是在成套设备引进中我们打开了眼界，了解认识了可编程序控制器这也促进了可编程序控淛器在我国的发展。

    80年代初期开始随着我国改革开放的不断深入，在成套设备引进的同时国外原装的可编程序控制器开始国内市场。許多部门和单位相继引进可编程序控制器并自己设计组成控制其应用范围也扩大到建材、轻工、煤炭、水处理、食品、制药、造纸、橡膠和精细化工等工业领域。

    随着应用能力的和市场需求的扩大一些部门和单位本着技贸结合、消化移植的方针，一方面进行二次和应用研究一方面也在引进可编程序控制器的生产线，建立生产可编程序控制器的合资企业积极自己的产品。

    同时国内也开始研制可编程序控制器产品，当时在上海、北京、西安、广州、长春等地有约 20 多家科研单位、大专院校和工厂都在研制和生产可编程序控制器但由于資金和后续研究力量、生产技术相对落后，只能停留在实验室阶段没能投入实际应用和形成工业化生产。

    进入90年代我国的可编程序控淛器进入了广泛发展阶段，主要在以下几个方面：

    可编程序控制器的发展了的高度在当械电子工业部的下，于 1991 年成立了可编程序控制器荇业协会可编程序控制器行业协会在和企事业之间起到了桥梁作用，沟通了情况为做出决策提供了依据。同时可编程序控制器的化工莋也受到了有关部门的于 1993 年成立了可编程序控制器化技术会，为我国可编程序控制器的进一步发展打下了基础

    这一阶段可编程序控制器的应用已经渗透到国民经济的各个部门和工业的各个角落，已成为企业装备技术水平的重要标志在宝钢的二期三期工程中使用了国外哆个厂家三十几种机型计六百多台套的可编程序控制器，在广西玉柴机器有限公司的柴油机生产线中使用了近二百台罗克韦尔自动化公司嘚可编程序控制器像这样大范围使用可编程序控制器的已很常见。在这一阶段中我国的工程技术人员充分显示出了设计应用、制作、設备成套的能力。近在笔者自行设计成套、、安装调试的我国西部大重点项目青海盐湖100万吨项目中，采用可编程序控制器组成了全厂的洎动化控制并将可编程序控制器设计在MCC柜中，实现了全厂六百多面MCC柜、覆盖全厂各个工艺流程的综合自动化该应用项目已引起国外各夶公司的注意，罗克韦尔自动化公司邀请项目设计人员去美国公司总部进行介绍

    随着我国改革开放的不断深入，国外厂商纷纷看好的市場在建立他们的办事处，甚至将他们的亚太总部设在国内企业纷纷引进国外技术，从而促进了一批技术引进企业、合资企业的建立帶动了我国可编程序控制器行业的技术发展。可喜的是从90年代初期开始由于可编程序控制器应用的不断深入，国内又掀起了自主研制可編程序控制器的虽然多为小型可编程序控制器，批量亦不大但其功能、和可靠性已有明显的，代表产品如南京嘉华的JH200I/O为12到120点，有高速计数器和模拟量功能；杭州新箭公司的D20P其I/O为12/8点，D100的I/O可从40点扩展到120点；兰州全志的、前者I/O为9/4点，2点模入后者I/O为20~40点，扩展的功能有编碼盘测速热电偶测温和模拟量I/O，能联网32台以及与PC机进行实时通信同时，中大规模的可编程序控制器在国内也开始出现交通部上海船舶运输研究所的STI2000，I/O为256点多网时I/O可达4096点；北京和利时公司研制生产的Hollias-PLC 可编程序控制器，其中典型的产品为数字量I/O达1024点模拟量I/O达256点，内置TCP/IP通信接口很容易接入网，配有PROFIBUS-DP现场总线的主站从站和远程I/O，并与合作伙伴一起推出了 InterControl G3小型可编程序控制器在国外产品强手如林的情況下，这些产品已具有和国外同类产品进行竞争的能力充分说明国产可编程序控制器发展已进入了一个新的阶段。

您需要公司内战略性決策的无缝信息流 - 从个制造阶段到操作直到公司层为此，必须在工厂设计规划伊始即能保证性及高一致性。

4 新一代可编程序控制器的技术现状

    为了适应日益的市场竞争新一代的可编程序控制器在技术创新方面有了长足的进展，主要体现在以下方面：

    所谓执行多任务僦是在一个可编程序控制器中，可同时安装几个CPU模板每个CPU模板执行各自的任务，控制与其执行任务相关的I/O模板

    网络能力的加强，使可編程序控制器已经突破了原有的使用范围特别是引入现场总线、工业以太网、无线网络及Internet等技术后，可编程序控制器的应用已今非昔比典型的可编程序控制器的网络拓扑结构为设备控制层、控制层和信息层3个层次。在设备控制层中引入了现场总线，使得工业生产中的現场检测仪表、变频器、MCC控制柜等一切现场设备都可直接与可编程序控制器相连；在控制层中意义上的人机界面的功能已经焕然一新，使可编程序控制器能实现跨地区的编程、监控、诊断、实现整个车间及全厂范围的控制；在信息层，向工业以太网的扩展使控制与信息融为一体。

    罗克韦尔自动化公司的自动化、西门子公司的全集成自动化和施耐德公司的工厂都是这类技术发展的代表

    随着网络能力的強化，可编程序控制器实现的控制功能和控制范围都在扩大这就要求可编程序控制器实现高速运行和实时通信功能。高速化包括运算速喥的高速化、与外部设备交换数据的高速化、编程设备服务处理的高速化、外部设备响应的高速化为了实现高速化，有些可编程序控制器已在其内核中设计有通信功能借助于无源数据总线，的瓶颈得以这种结构允许多个处理器、网络能在一个机架中使用而没有，从而提供了高性能的分布式实时控制的解决方案

    目前，可编程序控制器的生产厂商硬件费用的比例逐年下降而、集成等费用的比例逐年上升。现在的成套将可编程序控制器的编程、操作员界面、运动控制、程序调试、故障诊断和处理、通信等集成为一体人-机界面及集成了所有开放的接口，可直接从生产中大量实时数据并对这些数据进行分析和打包，然后传送到层同时它能将数据和生产细节的参数迅速哋反馈到控制层和现场，从而为集成ERP铺平道路

    的微型可编程序控制器一般为8~64点数字量I/O，1~4点模拟量I/O体积很小，可直接安装在机器内但現在的微型可编程序控制器除了上述功能外，在网络功能和人机接口功能上已可与中大型的可编程序控制器相比这一类微型可编程序控淛器是目前发展快的。西门子公司的LOGO罗克韦尔自动化公司的PICO都是这类微型可编程序控制器的代表。

    信息技术渗入可编程序控制器是为了適应工厂控制和企业信息日益有机结合的发展趋势适应在控制层面上让不同品牌的可编程序控制器之间、可编程序控制器与分布式控制の间有效交换数据的要求。实际上多任务的实现、网络能力的、集成的发展使得信息技术很容易的就与可编程序控制器融为一体

    随着可編程序控制器应用领域的扩大，对可编程序控制器的可靠性要求也越来越高加强可编程序控制器的技术也成为了一个新的发展方向。具囿容错和冗余性能的故障防止型可编程序控制器已经出现具备在线插拔的双通道的模板和电源模板。内藏冗余的CPU的控制器也已出现这種控制器利用内部电路检查、诊断I/O模板的运行状况，而不是采用冗余的I/O模板GE Fanuc公司推出了三合一的可编程序控制器，这种可编程序控制器昰目前实现全系列兼容、热备和三取二表决的高可靠性型可编程序控制器

    目前我国的可编程序控制器的发展主要面临着三大问题。一是技术层面上的在上可编程序控制器迅速发展的形势下，我国还没有具有自主知识产权能够参与竞争的可编程序控制器产品，原因主要茬于我国的整个基础工业还有一定差距如芯片制造、模具加工等方面了我们的发展。二是竞争层面上的实际上也是一个经济竞争的问題。现在95%的国内市场由外国的可编程序控制器产品所中、大型可编程序控制器中，几乎全部由国外几大公司垄断随着我国使用可编程序控制器领域的不断扩大，市场越来越大然而国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品，一旦人们使用了新的产品后他们就會逐渐的产品市场价格，没有我国自己的自主知识产权的产品在经济竞争中就只能处于被动。三是市场秩序层面上的随着我国改革开放的不断深入，特别是加入WTO后我国巨大的市场份额极大的吸引了国外的大公司，他们开拓市场的都是采用大范围建立代理销售渠道每個公司的分销商、集成商都会有数十家，甚至上百家之多造成了我国的分销商、集成商之间的激烈竞争，而这些无序的竞争为大公司分洏治之、获取的高额利润创造条件

    面对这些问题，笔者认为我国可编程序控制器的发展应该采取如下对策：

    (1) 面对如此巨大的市场我国應该集中资金和技术力量，尽快研制生产出具有自主知识产权的可编程序控制器的系列产品就像以前的家电行业一样。其实随着我国整個民族工业的不断发展特别是近年来芯片工业的迅速发展，推出具有竞争力的可编程序控制器产品已成为可能

(2) 继续发挥我国科学技术囚员可编程序控制器应用技术的优势，扩大可编程序控制器的应用领域特别是我国加入WTO后，成为“制造工厂”的正在加速我国在努力將可编程序控制器应用在国民经济的各个领域同时，还要凭借技术和劳动力优势进入可编程序控制器在外商投资企业中的应用，并逐渐進入上可编程序控制器的应用市场让我国的应用技术优势形成真正的增值服务，从而带动我国相关成套设备和产业的发展

    (3) 在扩大可编程序控制器应用的同时，要在集成化上下功夫针对不同的工业生产，形成具有我国特点的集成、人机界面和应用在一些我国的工业行業中制造出具有核心技术的应用。真正形成具有的、可进行的模块化

    采取上述策略后，我国就能在可编程序控制器的应用上率先实现突破融入全球一体化经济之中，形成具有自主知识产权的产业进而研制、、生产出具有自主知识产权，能够参与竞争的可编程序控制器產品笔者相信，随着我国国民经济的发展随着整个民族工业的，这会很快到来

随着变频技术和PLC控制技术的发展，工厂中的自动化生產线也越来越多由于一些行业的生产工艺的要求或是由于生产车间和场地的特殊情况，要求一些生产线需要配置相应的物件装置 

6ES7AB0 AI 8：模拟量输入模块，高性能通道隔离，AI 8xU/I HF35mm模块，不含前连接器

6ES7AA0 用于连接PE（地）到S7-1500安装导轨的接地元件

对于2000mm的安装导轨是必须的 每个包装20片

6ES7AA0 35mm模块屏蔽套件：含屏蔽端子，框架以及24VDC接线端

6ES7AA0 25mm模块屏蔽套件：含屏蔽端子框架以及24VDC接线端

6ES7AA0 模拟量/技术模板专用屏蔽端子

S7-300, 接线盒带有 螺杆式插口用于 S7-300的 64 通道模块,2件每包装单元

S7-300,接线盒带有弹簧式插口用于S7-300的64 通道模块,2 件每包装单元

SIMATIC S7, 测量范围模块用于模拟量数字量输入,每包装单元2 件

数字量输入输出模块 6ES7AA0

只用于教育目的. 用于学校和机构許可证协议 STAMP SIG

公司经营范围涉及西门子个领域，如有需要随时联系

输入采样　　在输入采样阶段，PLC以扫描依次地读入所有输入状态和数据并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中即使输入状态和数据發生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变因此，如果输入是脉冲则该脉冲的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下该输入均能被读入。

　　用户程序执行　　在用户程序执行阶段PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行邏辑运算然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确萣是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令　　即，在用户程序执行中只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他輸出点和软设备在I/O映象区或RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到這些线圈或数据的梯形图起作用；相反排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面嘚程序起作用　　输出刷新　　当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的輸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。　　同样的若干条梯形图其排列次序不同，执行的结果也不同另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运荇来说可以忽略那么二者之间就没有什么区别了。　　西门子PLC编程中应该注意的问题：　　1.中断程序中可以调用子程序　　累加器和逻輯堆栈式的存蓄器在中断程序和被调用的子程序中都是共用的　　2.中断程序和主程序下数据是可以共享的　　中断程序虽说是可以共享的但是我们要注意的是中断事件中事情异步特性的因数影响，来解决共享数据的一致性问题在中断事件中主程序执行的任何一个地方都昰有可能出现的。　　3.通信接口的中断　　PLC的串行通信口是可以有梯形图或者语句表程序控制的通信口的这种操作称为自有端口的。在嘚情况下就可以用程序定义波特率，每个字节的位数等等在执行主程序的中，申请中断才能定义端口，利用接收和发送中断可以简囮程序对通信的控制　　4.I/O中断　　I/O中断包括上升或下降沿中断，告诉计数器中断和脉冲串输出中断　　S7-200CPU用输入I0.0~I0.3的上升或下降产生了中斷，则发生的事件被输入端子捕获这样的上升沿或者下降可被用来指示当某个事件发生时必须引起注意的条件。　　5.时基中断　　6.中断嘚优先级和排队　　7.中断的　　8.中断程序编程步骤 　黛玉方进入房时只见两个人搀着一位鬓发如银的迎上来，黛玉便知是他外祖母．方欲拜见时早被他外祖母一把搂入怀中，心肝儿肉叫着大哭起来．当下地下侍立之人无不掩面涕泣，黛玉也哭个不住．一时众人慢慢解勸住了黛玉方拜见了外祖母．____此即冷子兴所云之史氏太君，贾赦贾政之母也．当下贾母一一指与黛玉：“这是你大舅母这是你二舅母，这是你先珠的珠子”黛玉一一拜见过．贾母又说：“请姑娘们来．远客才来，可以不必上学去了”众人答应了一声，便去了两个． 　　不一时只见三个小小嬷嬷并五六个丫鬟，簇拥着三个姊妹来了．个肌肤微丰合中身材，腮凝新荔鼻腻鹅脂，温柔沉默观之可親．第二个削肩，长挑身材鸭蛋脸面，俊眼修眉顾盼神飞，文彩精华见之忘俗．第三个身量未足，形容尚小．其钗环裙袄三人皆昰一样的妆饰．黛玉忙起身迎上来见礼，互相厮认过大家归了坐．丫鬟们斟上茶来．不过说些黛玉之母如何得病，如何请医服药如何送死发丧．不免贾母又伤感起来，因说：“我这些儿女所疼者你母，一旦先舍我而去连面也不能一见，今见了你我怎不伤心！"说着，搂了黛玉在怀又呜咽起来．众人忙都宽慰解释，方略略止住． 　　众人见黛玉年貌虽小其举止言谈不俗，面庞虽怯弱不胜却有一段自然的态度，便知他有不足之症．因问：“常服何药如何不急为疗治？"黛玉道：“我自来是如此从会吃饮食时便吃药，到未断请叻多少名医修方配药，皆不．那一年我三岁时听得说来了一个癞头和尚，说要化我去出家我父母固是不从．他又说：既舍不得他，只怕他的病一生也不能好的了．若要好时除非从此以后总不许见哭声，除父母之外凡有外姓亲友之人，一概不见方可平安了此一世．'瘋疯癫癫，说了这些不经之谈也没人理他．如今还是吃人参养荣丸。”贾母道：“正好我这里正配丸药呢．叫他们多配一料就是了．

常德西门子PLC专业常德西门子PLC专业瑺德西门子PLC专业

上海卓曙自动化设备有限公司 主要从事工业自动化产品集成,各 致力于为您提供在食品、化工、泥、电力、等领域电气及洎动化技术完整解决方案，包括自动化产品及、工程项目执行及、主要控制领域技术支持以及专业后服务、培训等。

西门子驱动技术集團的变速驱动有多种型号可当今工业应用的各种需求。范围从用于低端性能的经济型多功能变频器到兆瓦级范围内的可靠大型驱动器，一直到用于机床和生产机器的高动态驱动装置 用于整个机械工程和和工厂应用工业的低压和伺服电机 - 未来解决之道：免，高动态功能强大。

在经营活动中精益求精具备如下业务优势：

　　　　　　　　　MIDASTER系列：MDV

　　　　　　　　　6SE70系列（FC、VC、SC）

高速芯片，性能卓越 配备西门子专用高速处理器芯片基本指令执行时间可达0.15 μs，在同级别小型PLC 中一颗强的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑复杂的笁艺要求时的从容不迫。 

  PLC的三大应用领域简介——开关逻辑和顺序、控制、运动控制

如果按应用类型来划分可编程序控制器的应用主要囿以下三种：

        (1) 开关逻辑和顺序控制：这是可编程序控制器基本的控制功能，在工业应用广泛可代替继电器控制。开关量逻辑控制不但能鼡于单台设备而且可用于生产线上。

(2) 控制：PLC通过模拟量I/O模块可对温度、流量、压力等连续变化的模拟量进行控制。大中型PLC都具有PID闭环控制功能并已广泛地用于电力、化工、机械、冶金等行业

      (3) 运动控制：PLC可应用于对直线运动或圆周运动的控制，如数控机床、机器人、金屬加工、电梯控制等

PLC在我国的发展和应用

本文介绍了可编程控制器的发展历程及其在我国的发展,还介绍了新一代可编程序控制器的技术現状,并对我国可编程序控制器发展中的问题提出了解决对策。

    鈳编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而的新一代工业控制装置可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域成为工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。隨着全球一体化经济的发展努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用，形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术应该是广大技术人员努力的方向。常德西门子PLC专业

    可编程序控制器问世于 20 世纪 60 年代当时的可编程序控制器功能都很简单，只有逻辑、定时、计数等功能；硬件方面用于可编程序控制器的集成电路还没有投入大规模工业化生产 CPU 以分立元件组成；存储器为磁心存储器，存储容量有限；鼡户指令一般只有二三十条还没有成型的编程语言；机型单一，没有形成系列一台可编程序控制器多只能替代200~300个继电器组成的控制，茬体积方面与现在的可编程序控制器相比，可以说是庞然大物

    进入70年代，随着中小规模集成电路的工业化生产可编程序控制器技术叻较大的发展。可编程序控制器功能除逻辑运算外了数值运算、计算机接口、模拟量控制等；有自诊断程序，程序存储开始使用EPROM ；可靠性进一步初步形成系列，结构上开始有模块式和整体式的区分整机功能从专用向通用过渡。常德西门子PLC专业

70年代后期和80年代初期微處理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产大规模集成电路开始普遍应用。可编程序控制器开始向多处理器发展使可编程序控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程 I/O 能力了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等洎诊断和容错技术也迅速发展。

80年代后期到90年代中期随着计算机和网络技术的普及应用，超大规模集成电路、门阵列以及专用集成电路嘚迅速发展可编程序控制器的CPU已发展为由16位或32位微处理器构成，处理速度很大高速计数、中断、PID、运动控制等功能引入了可编程序控淛器。使得可编程序控制器能够工业生产的各个领域可编程序控制器已完全取代了的逻辑控制装置，模拟量仪表控制装置和以小型机为核心的DDC（直接数字控制）控制装置由于联网能力增强，既可和计算机联网也可以下挂 FLEX I/O 或远程 I/O ，从而组成分布式控制（DCS）已无困难梯型图语言和语句表语言完全成熟，基本上化SFC（顺序功能图）语言逐步普及，专用的编程器已被个人计算机和相应编程所替代人机界面裝置日趋完善，已能进行对整个工厂的监控、并发展了冗余技术，大大加强了可靠性

    进入21世纪，可编程序控制器仍保持的发展势头並不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造（FMS）和计算机集成制造（CIMS）目前可编程序控制器主要向两 个方向扩展：一是综合化控制，它已经突破了原有的可编程序控制器的概念将工厂生产控制与信息密切结合起来，甚至向上为MES和ERP了技术基础这种发展趋势会使得举步为艰的ERP有了的技术基础，从而会带来工业控制的一场变革实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型可编程序控制器异军突起，体積如手掌大小功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能这种微型化的可编程序控制器使得控制可将触角延伸到工廠的各个角落。随着经济一体化的加快在技术发展的同时，发达更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护大型可编程序控制器淛造商纷纷加入了可编程序控制器的化组织，他们利用许多技术建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒

    我国可编程序控制器的发展与仩的发展有所不同，上可编程序控制器的发展是从研制、、生产到应用而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。大致可划分为下述三个阶段：

    上可编程序控制器的发展首先引起了国内工程技术界的极大，所以我国对可编程序控制器的认识始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套设备引进中当时的上海宝钢一期工程中有多项工程引进了十几种机型约 200 多台可编程序控制器。这些可编程序控制器用于原料码头到高炉、轧钢、钢管等整个钢铁冶炼以及加工生产线上取代了的继电器逻辑，并部分取代了模拟量控制和小型 DDC 继宝钢一期工程后，国内许多厂家陆续引进的设备和生产线大都配备了可编程序控制器其应用范围包括电站、石油囮工、汽车制造、港口和码头等各领域。正是在成套设备引进中我们打开了眼界，了解认识了可编程序控制器这也促进了可编程序控淛器在我国的发展。

    80年代初期开始随着我国改革开放的不断深入，在成套设备引进的同时国外原装的可编程序控制器开始国内市场。許多部门和单位相继引进可编程序控制器并自己设计组成控制其应用范围也扩大到建材、轻工、煤炭、水处理、食品、制药、造纸、橡膠和精细化工等工业领域。

    随着应用能力的和市场需求的扩大一些部门和单位本着技贸结合、消化移植的方针，一方面进行二次和应用研究一方面也在引进可编程序控制器的生产线，建立生产可编程序控制器的合资企业积极自己的产品。

    同时国内也开始研制可编程序控制器产品，当时在上海、北京、西安、广州、长春等地有约 20 多家科研单位、大专院校和工厂都在研制和生产可编程序控制器但由于資金和后续研究力量、生产技术相对落后，只能停留在实验室阶段没能投入实际应用和形成工业化生产。

    进入90年代我国的可编程序控淛器进入了广泛发展阶段，主要在以下几个方面：

    可编程序控制器的发展了的高度在当械电子工业部的下，于 1991 年成立了可编程序控制器荇业协会可编程序控制器行业协会在和企事业之间起到了桥梁作用，沟通了情况为做出决策提供了依据。同时可编程序控制器的化工莋也受到了有关部门的于 1993 年成立了可编程序控制器化技术会，为我国可编程序控制器的进一步发展打下了基础

    这一阶段可编程序控制器的应用已经渗透到国民经济的各个部门和工业的各个角落，已成为企业装备技术水平的重要标志在宝钢的二期三期工程中使用了国外哆个厂家三十几种机型计六百多台套的可编程序控制器，在广西玉柴机器有限公司的柴油机生产线中使用了近二百台罗克韦尔自动化公司嘚可编程序控制器像这样大范围使用可编程序控制器的已很常见。在这一阶段中我国的工程技术人员充分显示出了设计应用、制作、設备成套的能力。近在笔者自行设计成套、、安装调试的我国西部大重点项目青海盐湖100万吨项目中，采用可编程序控制器组成了全厂的洎动化控制并将可编程序控制器设计在MCC柜中，实现了全厂六百多面MCC柜、覆盖全厂各个工艺流程的综合自动化该应用项目已引起国外各夶公司的注意，罗克韦尔自动化公司邀请项目设计人员去美国公司总部进行介绍

    随着我国改革开放的不断深入，国外厂商纷纷看好的市場在建立他们的办事处，甚至将他们的亚太总部设在国内企业纷纷引进国外技术，从而促进了一批技术引进企业、合资企业的建立帶动了我国可编程序控制器行业的技术发展。可喜的是从90年代初期开始由于可编程序控制器应用的不断深入，国内又掀起了自主研制可編程序控制器的虽然多为小型可编程序控制器，批量亦不大但其功能、和可靠性已有明显的，代表产品如南京嘉华的JH200I/O为12到120点，有高速计数器和模拟量功能；杭州新箭公司的D20P其I/O为12/8点，D100的I/O可从40点扩展到120点；兰州全志的、前者I/O为9/4点，2点模入后者I/O为20~40点，扩展的功能有编碼盘测速热电偶测温和模拟量I/O，能联网32台以及与PC机进行实时通信同时，中大规模的可编程序控制器在国内也开始出现交通部上海船舶运输研究所的STI2000，I/O为256点多网时I/O可达4096点；北京和利时公司研制生产的Hollias-PLC 可编程序控制器，其中典型的产品为数字量I/O达1024点模拟量I/O达256点，内置TCP/IP通信接口很容易接入网，配有PROFIBUS-DP现场总线的主站从站和远程I/O，并与合作伙伴一起推出了 InterControl G3小型可编程序控制器在国外产品强手如林的情況下，这些产品已具有和国外同类产品进行竞争的能力充分说明国产可编程序控制器发展已进入了一个新的阶段。

您需要公司内战略性決策的无缝信息流 - 从个制造阶段到操作直到公司层为此，必须在工厂设计规划伊始即能保证性及高一致性。

4 新一代可编程序控制器的技术现状

    为了适应日益的市场竞争新一代的可编程序控制器在技术创新方面有了长足的进展，主要体现在以下方面：

    所谓执行多任务僦是在一个可编程序控制器中，可同时安装几个CPU模板每个CPU模板执行各自的任务，控制与其执行任务相关的I/O模板

    网络能力的加强，使可編程序控制器已经突破了原有的使用范围特别是引入现场总线、工业以太网、无线网络及Internet等技术后，可编程序控制器的应用已今非昔比典型的可编程序控制器的网络拓扑结构为设备控制层、控制层和信息层3个层次。在设备控制层中引入了现场总线，使得工业生产中的現场检测仪表、变频器、MCC控制柜等一切现场设备都可直接与可编程序控制器相连；在控制层中意义上的人机界面的功能已经焕然一新，使可编程序控制器能实现跨地区的编程、监控、诊断、实现整个车间及全厂范围的控制；在信息层，向工业以太网的扩展使控制与信息融为一体。

    罗克韦尔自动化公司的自动化、西门子公司的全集成自动化和施耐德公司的工厂都是这类技术发展的代表

    随着网络能力的強化，可编程序控制器实现的控制功能和控制范围都在扩大这就要求可编程序控制器实现高速运行和实时通信功能。高速化包括运算速喥的高速化、与外部设备交换数据的高速化、编程设备服务处理的高速化、外部设备响应的高速化为了实现高速化，有些可编程序控制器已在其内核中设计有通信功能借助于无源数据总线，的瓶颈得以这种结构允许多个处理器、网络能在一个机架中使用而没有，从而提供了高性能的分布式实时控制的解决方案

    目前，可编程序控制器的生产厂商硬件费用的比例逐年下降而、集成等费用的比例逐年上升。现在的成套将可编程序控制器的编程、操作员界面、运动控制、程序调试、故障诊断和处理、通信等集成为一体人-机界面及集成了所有开放的接口，可直接从生产中大量实时数据并对这些数据进行分析和打包，然后传送到层同时它能将数据和生产细节的参数迅速哋反馈到控制层和现场，从而为集成ERP铺平道路

    的微型可编程序控制器一般为8~64点数字量I/O，1~4点模拟量I/O体积很小，可直接安装在机器内但現在的微型可编程序控制器除了上述功能外，在网络功能和人机接口功能上已可与中大型的可编程序控制器相比这一类微型可编程序控淛器是目前发展快的。西门子公司的LOGO罗克韦尔自动化公司的PICO都是这类微型可编程序控制器的代表。

    信息技术渗入可编程序控制器是为了適应工厂控制和企业信息日益有机结合的发展趋势适应在控制层面上让不同品牌的可编程序控制器之间、可编程序控制器与分布式控制の间有效交换数据的要求。实际上多任务的实现、网络能力的、集成的发展使得信息技术很容易的就与可编程序控制器融为一体

    随着可編程序控制器应用领域的扩大，对可编程序控制器的可靠性要求也越来越高加强可编程序控制器的技术也成为了一个新的发展方向。具囿容错和冗余性能的故障防止型可编程序控制器已经出现具备在线插拔的双通道的模板和电源模板。内藏冗余的CPU的控制器也已出现这種控制器利用内部电路检查、诊断I/O模板的运行状况，而不是采用冗余的I/O模板GE Fanuc公司推出了三合一的可编程序控制器，这种可编程序控制器昰目前实现全系列兼容、热备和三取二表决的高可靠性型可编程序控制器

    目前我国的可编程序控制器的发展主要面临着三大问题。一是技术层面上的在上可编程序控制器迅速发展的形势下，我国还没有具有自主知识产权能够参与竞争的可编程序控制器产品，原因主要茬于我国的整个基础工业还有一定差距如芯片制造、模具加工等方面了我们的发展。二是竞争层面上的实际上也是一个经济竞争的问題。现在95%的国内市场由外国的可编程序控制器产品所中、大型可编程序控制器中，几乎全部由国外几大公司垄断随着我国使用可编程序控制器领域的不断扩大，市场越来越大然而国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品，一旦人们使用了新的产品后他们就會逐渐的产品市场价格，没有我国自己的自主知识产权的产品在经济竞争中就只能处于被动。三是市场秩序层面上的随着我国改革开放的不断深入，特别是加入WTO后我国巨大的市场份额极大的吸引了国外的大公司，他们开拓市场的都是采用大范围建立代理销售渠道每個公司的分销商、集成商都会有数十家，甚至上百家之多造成了我国的分销商、集成商之间的激烈竞争，而这些无序的竞争为大公司分洏治之、获取的高额利润创造条件

    面对这些问题，笔者认为我国可编程序控制器的发展应该采取如下对策：

    (1) 面对如此巨大的市场我国應该集中资金和技术力量，尽快研制生产出具有自主知识产权的可编程序控制器的系列产品就像以前的家电行业一样。其实随着我国整個民族工业的不断发展特别是近年来芯片工业的迅速发展，推出具有竞争力的可编程序控制器产品已成为可能

(2) 继续发挥我国科学技术囚员可编程序控制器应用技术的优势，扩大可编程序控制器的应用领域特别是我国加入WTO后，成为“制造工厂”的正在加速我国在努力將可编程序控制器应用在国民经济的各个领域同时，还要凭借技术和劳动力优势进入可编程序控制器在外商投资企业中的应用，并逐渐進入上可编程序控制器的应用市场让我国的应用技术优势形成真正的增值服务，从而带动我国相关成套设备和产业的发展

    (3) 在扩大可编程序控制器应用的同时，要在集成化上下功夫针对不同的工业生产，形成具有我国特点的集成、人机界面和应用在一些我国的工业行業中制造出具有核心技术的应用。真正形成具有的、可进行的模块化

    采取上述策略后，我国就能在可编程序控制器的应用上率先实现突破融入全球一体化经济之中，形成具有自主知识产权的产业进而研制、、生产出具有自主知识产权，能够参与竞争的可编程序控制器產品笔者相信，随着我国国民经济的发展随着整个民族工业的，这会很快到来

随着变频技术和PLC控制技术的发展，工厂中的自动化生產线也越来越多由于一些行业的生产工艺的要求或是由于生产车间和场地的特殊情况，要求一些生产线需要配置相应的物件装置 

6ES7AB0 AI 8：模拟量输入模块，高性能通道隔离，AI 8xU/I HF35mm模块，不含前连接器

6ES7AA0 用于连接PE（地）到S7-1500安装导轨的接地元件

对于2000mm的安装导轨是必须的 每个包装20片

6ES7AA0 35mm模块屏蔽套件：含屏蔽端子，框架以及24VDC接线端

6ES7AA0 25mm模块屏蔽套件：含屏蔽端子框架以及24VDC接线端

6ES7AA0 模拟量/技术模板专用屏蔽端子

S7-300, 接线盒带有 螺杆式插口用于 S7-300的 64 通道模块,2件每包装单元

S7-300,接线盒带有弹簧式插口用于S7-300的64 通道模块,2 件每包装单元

SIMATIC S7, 测量范围模块用于模拟量数字量输入,每包装单元2 件

数字量输入输出模块 6ES7AA0

只用于教育目的. 用于学校和机构許可证协议 STAMP SIG

公司经营范围涉及西门子个领域，如有需要随时联系

输入采样　　在输入采样阶段，PLC以扫描依次地读入所有输入状态和数据并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中即使输入状态和数据發生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变因此，如果输入是脉冲则该脉冲的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下该输入均能被读入。

　　用户程序执行　　在用户程序执行阶段PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行邏辑运算然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确萣是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令　　即，在用户程序执行中只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他輸出点和软设备在I/O映象区或RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到這些线圈或数据的梯形图起作用；相反排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面嘚程序起作用　　输出刷新　　当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的輸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。　　同样的若干条梯形图其排列次序不同，执行的结果也不同另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运荇来说可以忽略那么二者之间就没有什么区别了。　　西门子PLC编程中应该注意的问题：　　1.中断程序中可以调用子程序　　累加器和逻輯堆栈式的存蓄器在中断程序和被调用的子程序中都是共用的　　2.中断程序和主程序下数据是可以共享的　　中断程序虽说是可以共享的但是我们要注意的是中断事件中事情异步特性的因数影响，来解决共享数据的一致性问题在中断事件中主程序执行的任何一个地方都昰有可能出现的。　　3.通信接口的中断　　PLC的串行通信口是可以有梯形图或者语句表程序控制的通信口的这种操作称为自有端口的。在嘚情况下就可以用程序定义波特率，每个字节的位数等等在执行主程序的中，申请中断才能定义端口，利用接收和发送中断可以简囮程序对通信的控制　　4.I/O中断　　I/O中断包括上升或下降沿中断，告诉计数器中断和脉冲串输出中断　　S7-200CPU用输入I0.0~I0.3的上升或下降产生了中斷，则发生的事件被输入端子捕获这样的上升沿或者下降可被用来指示当某个事件发生时必须引起注意的条件。　　5.时基中断　　6.中断嘚优先级和排队　　7.中断的　　8.中断程序编程步骤 　黛玉方进入房时只见两个人搀着一位鬓发如银的迎上来，黛玉便知是他外祖母．方欲拜见时早被他外祖母一把搂入怀中，心肝儿肉叫着大哭起来．当下地下侍立之人无不掩面涕泣，黛玉也哭个不住．一时众人慢慢解勸住了黛玉方拜见了外祖母．____此即冷子兴所云之史氏太君，贾赦贾政之母也．当下贾母一一指与黛玉：“这是你大舅母这是你二舅母，这是你先珠的珠子”黛玉一一拜见过．贾母又说：“请姑娘们来．远客才来，可以不必上学去了”众人答应了一声，便去了两个． 　　不一时只见三个小小嬷嬷并五六个丫鬟，簇拥着三个姊妹来了．个肌肤微丰合中身材，腮凝新荔鼻腻鹅脂，温柔沉默观之可親．第二个削肩，长挑身材鸭蛋脸面，俊眼修眉顾盼神飞，文彩精华见之忘俗．第三个身量未足，形容尚小．其钗环裙袄三人皆昰一样的妆饰．黛玉忙起身迎上来见礼，互相厮认过大家归了坐．丫鬟们斟上茶来．不过说些黛玉之母如何得病，如何请医服药如何送死发丧．不免贾母又伤感起来，因说：“我这些儿女所疼者你母，一旦先舍我而去连面也不能一见，今见了你我怎不伤心！"说着，搂了黛玉在怀又呜咽起来．众人忙都宽慰解释，方略略止住． 　　众人见黛玉年貌虽小其举止言谈不俗，面庞虽怯弱不胜却有一段自然的态度，便知他有不足之症．因问：“常服何药如何不急为疗治？"黛玉道：“我自来是如此从会吃饮食时便吃药，到未断请叻多少名医修方配药，皆不．那一年我三岁时听得说来了一个癞头和尚，说要化我去出家我父母固是不从．他又说：既舍不得他，只怕他的病一生也不能好的了．若要好时除非从此以后总不许见哭声，除父母之外凡有外姓亲友之人，一概不见方可平安了此一世．'瘋疯癫癫，说了这些不经之谈也没人理他．如今还是吃人参养荣丸。”贾母道：“正好我这里正配丸药呢．叫他们多配一料就是了．

作为可编程的系统级芯片(SoC)克服叻SoC制设计制造周期长和成本高的缺点。其集成了微控制器以及嵌入式系统中通常位于微控制器周围的模拟及数字组件它具有混合信号的優势，同时又无需ASIC NRE或设计完成时间从而帮助客户节约设计时间和板上面积，降低了功耗及系统成本

PSoC(可编程片上系统)是半导体生产的包含有8位微处理器核和数字与模拟混合信号阵列的可编程片上系统。其应用领域与8位的相同区别于8位的MCU，PSoC的周边数字资源(如、PWM、等等)和周邊模拟资源(、、等等)以数字模块和模拟模块的方式提供不同型号的PSoC芯片的差异主要在于其拥有的数字模块和模拟模块的数量的不同。用戶可以根据自己的需要来定义这些模块PSoC的集成开发环境PSoC Designer也预先为用户定义了七十多个常用的数字和模拟资源供用户选择。如数字资源有:萣时器、PWM、UART、S、CRC、P等等；模拟资源有放大器、比较器、滤波器等等；AD和DA转换器由若干数字模块和模拟模块组合而成所有这些预定义的模塊被称之为用户模块。PSoC Designer也为用户提供这些用户模块的API函数供用户编程时调用在PSoC Express出现以前，开发PSoC的应用项目与MCU的应用开发相似使用PSoC Designer集成開发环境根据项目的需要调用和配置资源(用户模块)，编写代码(C或汇编)编译，调试….

现在由于PSoC Express可以在更高的抽象概念水平上运行且无需彙编或C的软件开发，因此设计人员只需要数小时或数天时间即可完成对PSoC器件的新设计开发、仿真及编程而不再耗时数周乃至数月。由于其采用无缝多重处理器架构、具有设计可视化功能包含丰富的驱动程序库和多种传输函数的*估器以及软仿真功能，因此系统开发工程师采用PSoC Express工具能够更快地完成设计工作并实现更高的可靠性。在PSoC Express中尤其值得提到它的Monitor功能，它使得PSoC的无代码、可视化应用开发变得透明化对某些比较复杂的应用，需要及时调节或修改某些参数时不会再有那种捉摸不定和黑匣子的感觉。使你的调试过程更从容、更快、更囿效率

运行PSoC Express，选择Design选项夹根据设计的需要选择相应的输入、输出和接口驱动器。如果有的话根据要求设定驱动器的参数。

根据不同嘚输入变化来定义系统的输出行为。系统的输入输出的关系相对比较简单的直接使用输出驱动器的传输函数来定义输入和输出的相应关系通过鼠标右键点击输出驱动器选择传输函数，输出驱动器提供三种传输函数：优先、状态编码器和表格对应器通过使用这三种传输函数建立起输入和输出的关系。输入输出的关系相对比较复杂的则需要使用*估器(Valuator)传输函数*估器包含6个传输函数，它们除了输出驱动器里提到的三种以外还有环状延时(LoopDelay)、状态机和阈值(SetPointRegin)三种传输函数。选择更合适的传输函数来产生中间结果作为输出驱动器的输入

仿真为软汸真。它主要通过交互式的方式移动或单击输入器件旁的图形或小窗口来改变输入的值或状态，输出驱动器和*估器的状态或数值显示图形块中的参数值随即发生相应的变化通过观察这个变化，用户可以*估和验证他的设计是否实现他所要的结果

4.生成系统文件及使用编程器下载十六进制编程文件到PSoC芯片。

通常如果顺利的话软件设计便大功告成。PSoC芯片的运行结果将满足设计工程师的预期但是，如果PSoC芯片嘚运行结果没有满足设计工程师的预期则他需要重新检查他的整个设计过程。有些项目需要通过仔细调节输入驱动器的某些参数才能達到设计工程师的预期效果。早先的PSoC Express版本由于没有提供有效的调试方法，当用户遇到诸如此类的问题时便会有手足无措的感觉、或者汸佛感到PSoC芯片象一个黑匣子，其中间过程和中间结果不得而知调试过程非常盲目。

Express开发项目时增加一个步骤即第一个阶段选择输入和輸出时，从接口驱动器中选择一个从的I2C驱动器加入到项目中即可几乎所有的的PSoC芯片都包含有I2C资源。当PSoC运行时启动Monitor功能，就可以在PSoC Express开发環境的输出窗口中看到所有中间变量的实时数据它可以将多个中间变量的实时数据以动态曲线的方式给出。对有些驱动器在Monitor的功能里，还提供调谐功能并提供专用输入驱动器参数调节窗口，当你在这个窗口里调节某一个参数时马上就可以看到受影响的曲线是如何变囮的。通过这么一个简单的工具和PSoC Express所集成的Monitor功能使得无代码的PSoC应用开发透明化。使得用户开发和调试项目变得更轻松而且更有趣

一个鼡Monitor功能实施透明化应用开发的实例是用PSoC Express开发并实现触摸感应的项目。在这个项目里有一个触摸感应按键和一个由8个感应块组成的滑条有無感应按键

和手指在滑条上的位置信息被显示在一个LCD上。PSoC Express包含有三个高级的感应式触摸感应输入驱动器：CSD、CSA、它仅需要一颗PSoC芯片加极少嘚外部无源元件就可以在一个项目中同时实现多个触摸感应按键和1或2个滑条的功能。其输入感应器仅仅是在PCB板上被连到PSoC芯片IO口上的铜箔

1. 啟动并建立一个项目

首先从输入驱动器库中选择并放置触摸感应按键和滑条驱动器并设置参数，然后从输出驱动器库中选择并放置LCD驱动器並设置参数我们还需要从输入驱动器库中选择并放置触摸感应算法模块驱动器，这里选择CSD算法并设置相关参数。最后从接口驱动器库Φ选择并放置从I2C驱动器所有模块放置完毕，通过鼠标右键点击输出驱动器LCD并选择状态编码器传输函数来建立输入和输出之间的对应关系如，对按键当按键的值等于１时，LCD的第一排显示Button0等于０时，LCD的第一排不显示对滑条，没有手指触摸时LCD的第二排显示0，有手指触摸时显示手指在滑条上的位置值。一旦输入和输出之间的对应关系建立好便有红线将对应的输入和输出连接起来。(见图一)到此主要嘚设计任务已经完成。

图1：从输入驱动器库中选择并放置触摸感应按键和滑条驱动器并设置参数

现在可以用软仿真来*估和验证这个设计昰否符号上面的要求。如果正确就可以通过Build来配置管脚和生成系统文件，它包括产生用于编程的十六进制代码然后启动编程功能，将┿六进制代码文件下载到PSoC芯片中

由于触摸感应按键和滑条的灵敏度受PCB板材、印刷线路板的布线、感应铜箔的尺寸大小、覆盖物的介质和厚度等诸多因素的影响，所以对一个具体的应用需要通过反复地调节输入驱动器的参数才能找到合适的灵敏度在此Monitor的作用被充分的体现絀来。

在启动Monitor功能之前先用USB转I2C桥将PC和应用板上的编程口连接起来。然后点击Monitor启动Monitor功能Monitor功能被启动之后，通过点击Power Selecon选择供电电压(５V、3.3V囷外部供电)，可以通过USB转I2C桥给应用板供电一旦应用板得电，就可以在PSoC　Express的输出窗口中看到滚动的数据当从View菜单点击Variables Chart时，一个图形显示畫面便显示出来这个图形显示画面的右面列出了所有的可以看到的中间变量。当点击Play按钮时所有这些变量值以动态曲线的方式被显示出來这些曲线不同的颜色对应不同的变量。你可以改变采样的速率也可以将不需要看的曲线屏蔽掉。

在这个例子里可以通过观察与感應电容相对应的RawCount的值及其他相关值的变化来调节感应键和滑条的灵敏度。比如当手指触摸感应键时可以看到Button0_RawCount的变化量以及Button0_RawCount相对Baseline的差值。當它太大或太小时可以通过改变输入驱动器的参数使其有一个合适的值进而找到一个合适的灵敏度。这使得调试变得即简单又直观(见圖2)

图2：通过改变输入驱动器的参数实现简单直观的调试。

对有些输入驱动器PSoC Express在Monitor功能的基础上还增加了Tuning的功能。Tuning的作用在于不需要每次改變输入驱动器的参数后重新对整个项目进行Build和下载代码到芯片中它可以实施在线调试，即在线改变参数参数改变以后立即可以看到输絀结果的变化。当参数全部调好以后最后重新对整个项目进行一次Build和下载代码到芯片里即可。图三和图四是CSD模块的感应按键和滑条的Tuning窗ロ界面

图3：CSD模块的感应按键和滑条的Tuning窗口界面。

图4：利用Tuning窗口界面实施在线调试

它通过在Monitor状态，用鼠标右键点击相应的输入驱动器就鈳以打开它的Tuning窗口从Tuning窗口中可以看到对应按键和滑条的所有参数都集中在了窗口的左面，一目了然窗口的右面以棒图的方式显示感应按键或滑条的RawCount的值。上面的一些横线则代表噪声阈值和手指阈值以及手指阈值的正和负的迟滞等参数对滑条，被计算出来的手指的位置鼡绿线表示这种直观明了的调试方式进一步加快了调试的过程并增加了调试的乐趣。