西门子CPU312C可编程控制器6ES7312-5BF04-0AB0

SIMATIC WinCC Basic、Comfort、Advanced 和 Professional等版本是创新的工程组态工具，用于组态 SIMATIC HMI 操作员面板以及基于 PC 的可视化系统 WinCC RuntimeAdvanced 和 WinCC Runtime Professional。

根据选择的产品，可组态各种目标系统：

WinCC Basic

• 代精简面板

• 第二代精简面板

WinCC Comfort

WinCC Basic，外加：

• 精智面板 (Comfort Panel)

• 第二代移动式面板

• 移动式面板 x77 系列

WinCC Advanced

WinCC Comfort，外加：

• 带有 WinCC Runtime Advanced 的 SIMATIC PC：

• SIMATIC Rack PCs

• SIMATIC 箱式 PCs

• SIMATIC 面板式 PCs

• SIMATIC S7 开放式控制器

• 带有 WinCC Runtime Advanced 的标准 PC

• SINUMERIK PC：PCU 50.3、PCU 50.5

全金属 19" 机箱适合嵌入式安装 (4 U)，带防腐蚀表面（蓝色铬酸盐）和可选面层（面漆2）），具有较高电磁兼容性和机械坚固性

• 两种机箱（短行 356 mm 深，标准型 446 mm 深），灵活性高

• 伸缩导轨安装准备

• 可进行水平和垂直安装。通过适宜的套件，可作为工业立式 PC 使用

• 可锁闭式前开门，仅可实现授权对前部可移动数据存储介质、操作员控制件（电源、复位）、USB接口、前部风扇和防尘滤网进行操作

• 板卡固定器保证了 PC 模块的安全运输（抗震动和撞击）

• 只需松开一个螺丝就可打开机箱盖，只用一件工具就能更换 PC 组件（如 PC 板卡或硬盘）

• 前面风扇和尘土过滤器不用工具就可更换

• 通过用前风扇进行过压力通风来提供防尘过滤

• 前面的 LED 状态指示灯：POWER，HDD，ETHERNET 1，ETHERNET 2，ETHERNET3，WATCHDOG，TEMP，FAN，HDD3 ALARM，HDD2 ALARM，HDD1 ALARM，HDD0 ALARM

• 驱动插槽：

• 机箱变体，标配 A 型驱动架（多 4 个驱动），用于安装在可移动托盘的正面

• 机箱变体，标配 B 型驱动架（多 3 个驱动），用于内部安装

• 带有 C 型驱动架（多 2 个驱动）的短机箱型，用于内部安装

提供了以下标准 CPU

• CPU 312，用于小型工厂

• CPU 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂

• CPU 315-2 DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂

• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂

• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

• CPU 319-3 PN/DP，用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINETIO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

主板（H410芯片组）

• 集成图形卡：集成在处理器中的 Intel UHD 630 显卡

• 接口：

• 2 个 Intel 千兆位以太网接口（RJ45，具有协同能力）

• 4 x USB 3.1 代2 个后置，2 个前置

• 5 个 USB 2.0 端口：4 个后置，1 个内置（例如，用于具有可选联锁功能的软件加密狗）

• 1 x DisplayPort V1.2；1 x DVI-D

• 1x COM1

• 音频接口：线路输入，线路输出，麦克风

• 7 个扩展用空余插槽(全部为长插槽)：

• 1 x PCIe x16 Gen. 3

• 1 x PCIe x16（1 排）Gen 3

• 1 x PCIe x8（1 排）Gen 3

• 1 x PCIe x4（1 排）Gen 3

• 2 x PCI

一）分析被控对象并提出控制要求

    详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

    （二）确定输入／输出设备

    根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

    （三）选择PLC

    PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章第二节。

    （四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

    1.分配I/O点

    画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行。

    2.设计PLC外围硬件线路

    画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。

    由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

    （五）程序设计  

    1.程序设计  

    根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。程序通常还应包括以下内容：  

    1）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。  

    2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。  

    3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。  

    2.程序模拟调试  

    程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。  

    1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

    2）软件模拟法是在PLC中编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

     （六）硬件实施  

    硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：  

    1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。  

    2)设计系统各部分之间的电气互连图。  

    3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。  

    由于程序设计与硬件实施可进行，PLC控制系统的设计周期可大大缩短。  

    （七）联机调试  

    联机调试是将通过模拟调试的程序进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。  

    全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。  

    （八）整理和编写技术文件  

    技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等.

SIMATIC WinCC系列工程组态工具的功能是相互依托的。可用的编辑器主要由相应的可组态目标系统及其功能决定。也可使用更加全面的工程组态工具（如 WinCCAdvanced）来组态下层目标设备（如基本型面板）。

可使用一个归档变量包 (Powerpack) 从小型版本升级为大型版本。这不适用于 WinCC Basic。

WinCC 工程组态工具的功能已包含 SIMATIC 面板、WinCC Runtime Advanced 或 WinCCRuntime Professional 的可用运行选项的组态支持，而不管所购买的 RT授权如何。当使用组态的运行选项时，目标系统需要单独一份授权。

主板（W480E芯片组）

• RAID 和内置显卡：集成在处理器中的 Intel UHD 630 显卡

• 3 个 Intel 千兆位以太网接口（RJ45，具有协同能力）

• 6 x USB 3.1 第 2 代，后置，其中 2 个 C 型

• 2 x USB 3.1 第 1 代，前置

• 2 x USB 2.0 内置，如用于软件加密狗，带可选互锁装置

• 2 x DisplayPort V1.2；1 x DVI-D

• 1 x COM1

• 1 x PCIe x16（4 排）Gen 3

• 1 x PCIe x4（4 排）Gen 3

• 1 x M.2 Key M (PCIe x2)，用于 NVMe SSD 2280