西門子DI模塊6ES7321-1BH10-0AA0

SIEMENS西門子核心分銷商上海隆彥自動(dòng)化科技有限公司

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上海隆彥*低價(jià)銷售西門子PLC,200，300，400，1200，西門子PLC附件，西門子電機(jī)，西門子人機(jī)界面，西門子變頻器，西門子數(shù)控伺服，西門子總線電纜現(xiàn)貨供應(yīng)，咨詢系列產(chǎn)品，折扣低，貨期準(zhǔn)時(shí)，并且備有大量庫(kù)存.*有效

   PLC程序的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐。看程序能否達(dá)到預(yù)期的目的。但這還不夠。因?yàn)槟苓_(dá)到目的的程序還有好與不好之分。到底什么樣的程序才算好的程序呢？大體有如下幾個(gè)方面：
1、簡(jiǎn)短性
    使PLC程序盡可能簡(jiǎn)短，也是應(yīng)追求的目標(biāo)。
    簡(jiǎn)短的程序可以節(jié)省用戶存儲(chǔ)區(qū)；多數(shù)情況下也可節(jié)省執(zhí)行時(shí)間，提高對(duì)輸入的響應(yīng)速度，還可提高程序的可讀性。
程序是否簡(jiǎn)短，一般可用程序所用的指令條數(shù)衡量，用的條數(shù)少，程序自然就簡(jiǎn)短。
    要想程序簡(jiǎn)短，從大的方面講，要優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，用流程控制指令簡(jiǎn)化程序，從小的方面講還要用功能強(qiáng)的指令取代功能單一的指令，以及注意指令的安排順序等。
2、省時(shí)性
    程序簡(jiǎn)短可以節(jié)省程序運(yùn)行時(shí)間，但簡(jiǎn)短與省時(shí)并不*是一回事。因?yàn)檫\(yùn)行程序時(shí)間雖與程序所擁有指令條數(shù)有關(guān)，而且還與所使用的是什么指令有關(guān)。PLC指令不同，執(zhí)行的時(shí)間也不同。而且，有的指令，在邏輯條件ON時(shí)執(zhí)行與在OFF時(shí)執(zhí)行其時(shí)間也不同。另外，由于使用了流程控制指令，在程序中，不是所有指令都要執(zhí)行等。所以，運(yùn)行程序的時(shí)間計(jì)算是較復(fù)雜的。但要求其平均時(shí)間少，zui大時(shí)間也不太長(zhǎng)是必要的。這樣可提高PLC的響應(yīng)速度。
    省時(shí)的關(guān)鍵是用好流程控制指令。按情況確定一些必須執(zhí)行的指令，作*部分，其余的可依程序進(jìn)行，有選擇地執(zhí)行，或作些分時(shí)工作的設(shè)計(jì)，避免zui大時(shí)間太長(zhǎng)等。
3、可讀性西門子DI模塊6ES7321-1BH10-0AA0
    要求所設(shè)計(jì)的程序可讀性要好。這不僅便于程序設(shè)計(jì)者加深對(duì)程序的理解，便地調(diào)試，而且，還要便于別人讀懂你的程序，便于使用者維護(hù)。必要時(shí)，也可使程序推廣。
    要使程序可讀性好，所設(shè)計(jì)的程序就要盡可能清晰。要注意層次，實(shí)現(xiàn)模塊化，以至于用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行設(shè)計(jì)。要多用一些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。
    再就是I/O分配要有規(guī)律性，便于記憶與理解。必要時(shí)，還要做一些注釋工作。內(nèi)部器件的使用也要講規(guī)律性，不要隨便地拿來(lái)就用。
    可讀性在程序設(shè)計(jì)開始時(shí)就要注意。這不易*做到。因?yàn)樵诔绦蛘{(diào)試的過(guò)程中，指令的增減，內(nèi)部器件的使用變化，可能使原較清晰的程序，變的有些亂。所以在設(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)調(diào)試增減留有一定的余地，然后調(diào)試完畢后再做一下整理，這樣所設(shè)計(jì)的程序具有更高的質(zhì)量。
4、正確性
    PLC的程序一定要正確，并要經(jīng)過(guò)實(shí)際工作驗(yàn)證，證明其能夠正確工作。這是對(duì)PLC程序的zui根本的要求，若這一點(diǎn)做不到，其它的再好也沒有用。
    要使程序正確，一定要準(zhǔn)確的使用指令，正確的使用內(nèi)部器件。準(zhǔn)確的使用指令與準(zhǔn)確理解指令相，為此對(duì)指令含義和使用條件一定要弄清楚。必要時(shí)，可編些小程序?qū)σ恍┎磺宄闹噶钭餍y(cè)試。
    同一指令，由于PLC的出廠批次不同或是PLC的系列型號(hào)的不同，一些指令細(xì)節(jié)有可能不一樣，應(yīng)仔細(xì)查閱編程手冊(cè)。
內(nèi)部器件正確使用也是重要的。如有的PLC有掉電保護(hù)，（信息來(lái)源：http://www.dqjsw。。ｃｏｍ.cn）有的PLC沒有。一定要做到該掉電保護(hù)的一定要用掉電保護(hù)的器件，反之則不能用。
    總之，要準(zhǔn)確的使用指令，正確使用內(nèi)部器件，使所編的程序能正確要作，這是對(duì)PLC程序zui根本的要求。
5、可靠性
    程序不僅要正確，還要可靠?？煽糠从持鳳LC程序的穩(wěn)定性，這也是對(duì)PLC程序的基本要求。
有的PLC程序，在正常的工作條件下或合法操作時(shí)能正確工作，而出現(xiàn)非正常工作條件（如臨時(shí)停電，又很快再通電）或進(jìn)行非法操作（如一些按鈕不按順序按，或同時(shí)按若干按鈕）后，程序就不能正常工作了。這種程序，就不大可靠，或說(shuō)不穩(wěn)定，就是不好的程序。
好的PLC程序?qū)Ψ钦９ぷ鳁l件出現(xiàn)，能予以識(shí)別，并能使其與正常條件銜接，可使程序適應(yīng)于多種情況。好的PLC程序?qū)Ψ欠ú僮髂苡枰跃芙^，且不留下“痕跡”。只接受合法操作。
    聯(lián)鎖是拒絕非法操作常用的手段，繼電電路常用這個(gè)方法，PLC也可繼承這個(gè)方法。
6、易改性
    要使程序易改，也就是要便于修改。
    PLC的特點(diǎn)之一就是方便，可靈活地適用于各種情況。其辦法就是靠修改或重新設(shè)計(jì)程序。
    重新設(shè)計(jì)程序用于改變PLC工藝的用途要求的情況，不僅程序重編，而且I/O也要重新分配。多數(shù)情況下不需要重編程序，作一些修改就可以了。這就要求程序具有易性，便于修改。
    易改也就是彈性，要求只要作很少的改動(dòng)，即可達(dá)到改變參數(shù)或理改動(dòng)作的目的。
    在設(shè)計(jì)PLC程序的過(guò)程中，能夠滿足以上6方面的要求的就能稱的上是一個(gè)好程序了。

本文簡(jiǎn)要介紹了電氣化鐵路串聯(lián)補(bǔ)償裝置的工作原理及晶閘管交流電子開關(guān)的作用。重點(diǎn)介紹了1600A1000V 晶閘管交流電子開關(guān)中可編程控制器(PLC) 系統(tǒng)的硬件和軟件及其在該裝置中所發(fā)揮的作用。zui后就該裝置的技術(shù)性能做了簡(jiǎn)要的總結(jié)。
1 概述
電氣化鐵路( 以下簡(jiǎn)稱電鐵)的諧波問題是一個(gè)關(guān)系到公用電網(wǎng)電能質(zhì)量和電鐵順利建設(shè)的重大問題, 我國(guó)從80 年代處就開始致力研究、解決這一問題。串聯(lián)補(bǔ)償裝置可以在一定程度上解決這一問題, 而且由于其技術(shù)難度低、投資小、易于實(shí)現(xiàn), 因而在單線電鐵的復(fù)線改造工程中顯示出了*的*性。
串聯(lián)補(bǔ)償裝置的工作原理是在電鐵供電線路負(fù)荷較重、線路感抗損耗嚴(yán)重時(shí)通過(guò)投入事先串聯(lián)在回路中的電容器, 改變電路負(fù)載類型, 從而達(dá)到提升網(wǎng)壓和改善功率因數(shù)的作用。如圖1 所示。由于電鐵負(fù)荷是一個(gè)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷, 負(fù)荷的大小不僅與機(jī)車的數(shù)量有關(guān), 而且還與機(jī)車的載重、機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)、線路的坡度等因素密切相關(guān)。電容器的投切操作也相當(dāng)頻繁。如果使用機(jī)械( 有觸點(diǎn)) 開關(guān), 由于其投切時(shí)刻相對(duì)于網(wǎng)壓相位的隨即性, 觸頭在非過(guò)零點(diǎn)吸合時(shí)會(huì)因短路電力電容器而受到很大的電流沖擊, 其電氣壽命通常只有幾十次。因此在串聯(lián)補(bǔ)償裝置中必須采用晶閘管交流電子開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電容器的過(guò)零投切。

2晶閘管交流電子開關(guān)對(duì)控制系統(tǒng)的要求及PLC的選用
 

晶閘管交流電子開關(guān)的主電路由兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管支路構(gòu)成,每個(gè)支路分別由兩只晶閘管并聯(lián)組成, 共使用四只晶閘管( 聯(lián)接方式如圖2 所示) 。按照電氣化工程設(shè)計(jì)的要求, 晶閘管交流電子開關(guān)安裝于牽引變壓器附近的移動(dòng)房屋內(nèi), 結(jié)合應(yīng)用工況該裝置對(duì)控制系統(tǒng)有如下要求:
(1) 應(yīng)具有高度的可靠性, 以適應(yīng)電鐵供電網(wǎng)*處于運(yùn)行狀態(tài)的客觀要求;
(2) 應(yīng)具有完善的事故報(bào)警系統(tǒng), 發(fā)生故障后應(yīng)該指示出故障類型, *運(yùn)行時(shí)應(yīng)指示出電力電容器的投切狀態(tài);
(3) 應(yīng)具有完善的邏輯控制和自動(dòng)保護(hù)功能;
(4) 應(yīng)確保晶閘管在電壓過(guò)零點(diǎn)觸發(fā);
(5) 應(yīng)具有良好的電磁兼容性能, 能夠適應(yīng)牽引變電站現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的電磁環(huán)境。
完成電子開關(guān)的控制功能可以通過(guò)三種途徑: ①使用集成電路開發(fā)控制電路板; ②使用單片機(jī)和外圍電路開發(fā)控制電路板; ③使用PLC 和擴(kuò)展模塊開發(fā)控制系統(tǒng)。由于PLC 具有控制可靠、組態(tài)靈活、體積小、功能強(qiáng)、速度快、擴(kuò)展性好、維修方便等特點(diǎn),不僅減少了系統(tǒng)的硬件接線, 提高了可靠性, 而且通過(guò)修改程序可適應(yīng)新的要求, 因此1600A1000V 晶閘管交流電子開關(guān)中選用了西門子公司的小型機(jī)S7—200 系列的PLC 作為其控制系統(tǒng)的核心部件。
3 PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其在交流電子開關(guān)中的作用
(1) 硬件構(gòu)成及其作用

在本裝置的PLC 控制系統(tǒng)中,選用了西門子小型機(jī)S7—200 系列的CPU222、模擬量擴(kuò)展模塊EM231 和文本顯示器TD200?？捎糜布到y(tǒng)資源分配圖如下表所示:

 
CPU222 是PLC 控制系統(tǒng)中的CPU 單元, 負(fù)責(zé)接收所有的開關(guān)量和經(jīng)過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換后的模擬量輸入,并根據(jù)控制邏輯輸出控制信號(hào);EM231 負(fù)責(zé)對(duì)主電路的電壓、電流信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換, 并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸送給CPU 單元; 文本顯示器TD200 負(fù)責(zé)監(jiān)視CPU 單元的輸出狀態(tài), 根據(jù)各個(gè)輸出量的組合情況指示出晶閘管電子開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)和故障類型。
(2) 軟件構(gòu)成及其功能
在本裝置的PLC 控制系統(tǒng)中,軟件有兩部分: 文本顯示軟件和邏輯控制軟件。文本顯示軟件中存儲(chǔ)著文本顯示器所要顯示的全部文本內(nèi)容和CPU 單元輸出量組合情況的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
邏輯控制軟件包含了晶閘管電子開關(guān)的所有控制邏輯, 在軟件結(jié)構(gòu)上由1 個(gè)主程序、2 個(gè)子程序、2 個(gè)定時(shí)中斷程序構(gòu)成。它的主要功能是: 根據(jù)控制要求, 實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流的檢測(cè),適時(shí)的發(fā)出觸發(fā)信號(hào), 以及對(duì)過(guò)壓、過(guò)流、風(fēng)機(jī)、電源等諸類故障的檢測(cè), 并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào), 實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。該軟件實(shí)現(xiàn)的流程圖如圖4 所示。
 

 
4 晶閘管的控制策略
晶閘管交流電子開關(guān)是串連補(bǔ)償裝置的核心部件, 晶閘管的控制策略則是晶閘管交流電子開關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管的過(guò)零觸發(fā)必須依賴于對(duì)主電路電壓相位的同步, 而在該裝置中一旦晶閘管導(dǎo)通, 同步信號(hào)就會(huì)消失, 這是設(shè)計(jì)晶閘管觸發(fā)電路時(shí)必須注意的問題之一。另外, 晶閘管未導(dǎo)通時(shí), 其承受的電壓與電力電容器承受的電壓同相, 而導(dǎo)通后由于電路結(jié)構(gòu)的變化, 電路會(huì)發(fā)生一個(gè)過(guò)渡過(guò)程, 這也是設(shè)計(jì)晶閘管觸發(fā)電路時(shí)必須注意的問題之一。
5 結(jié)束語(yǔ)
由于PLC 集成度高, 抗*力強(qiáng), 編程簡(jiǎn)單, 系統(tǒng)便于開發(fā)、維護(hù)和升級(jí)等優(yōu)點(diǎn), 加之文本顯示器可以清楚明了的指示出晶閘管的導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)以及顯示出各類故障狀態(tài), 因此使用PLC 控制系統(tǒng)的晶閘管交流電子開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便, 且具有較高的可靠性、可維護(hù)性和靈活性

產(chǎn)品分類編輯

可編程控制器是由現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的，可編程序控制器的分
西門子PLCS7-200系列西門子PLCS7-200系列
類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。
一般來(lái)說(shuō)可以從三個(gè)角度對(duì)可編程序控制器進(jìn)行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去分類。

控制規(guī)模

可以分為大型機(jī)、中型機(jī)和小型機(jī)。
西門子PLCS7-300系列西門子PLCS7-300系列

小型機(jī): 小型機(jī)的控制點(diǎn)一般在256點(diǎn)之內(nèi),適合于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制。

西門子小型機(jī)有S7-200：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量248點(diǎn)；模擬量35路 。

中型機(jī):中型機(jī)的控制點(diǎn)一般不大于2048點(diǎn),可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控，它適合中型或大型控制系統(tǒng)的控制。

西門子中型機(jī)有S7-300：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量1024點(diǎn)；模擬量128路 ；網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS；工業(yè)以太網(wǎng)；MPI。

大型機(jī)：大型機(jī)的控制點(diǎn)一般大于2048點(diǎn),不僅能完成較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)
西門子PLCS7-400系列西門子PLCS7-400系列
算還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。它不僅可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控。
西門子大型機(jī)有S7-400 ：處理速度0.3ms / 1k字；

存貯器512k ；I/O點(diǎn)12672；

控制性能

可以分為高檔機(jī)、中檔機(jī)和低檔機(jī)。

低檔機(jī)

這類可編程序控制器，具有基本的控制功能和一般的運(yùn)算能力。工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少。

比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200就屬于這一類。

中檔機(jī)

這類可編程序控制器，具有較強(qiáng)的控制功能和較強(qiáng)的運(yùn)算能力。它不僅能完成一般的邏輯運(yùn)算，也能完成比較復(fù)雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運(yùn)算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。

比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300就屬于這一類。

高檔機(jī)

這類可編程序控制器，具有強(qiáng)大的控制功能和強(qiáng)大的運(yùn)算能力。它不僅能完成邏輯運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算和PID運(yùn)算，還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用。

比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-400就屬于這一類。

結(jié)構(gòu)

整體式

整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器把電源、CPU、存儲(chǔ)器、I/O系統(tǒng)都集成
plc結(jié)構(gòu)plc結(jié)構(gòu)
在一個(gè)單元內(nèi)，該單元叫做作基本單元。一個(gè)基本單元就是一臺(tái)完整的PLC。
控制點(diǎn)數(shù)不符合需要時(shí)，可再接擴(kuò)展單元。整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。

組合式

組合式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器是把PLC系統(tǒng)的各個(gè)組成部分按功能分成
plc組合plc組合
若干個(gè)模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。其中各模塊功能比較單一，模塊的種類卻日趨豐富。比如，一些可編程序控制器，除了－些基本的I/O模塊外，還有一些特殊功能模塊，像溫度檢測(cè)模塊、位置檢測(cè)模塊、PID控制模塊、通訊模塊等等。組合式結(jié)構(gòu)的PLC特點(diǎn)是CPU、輸入、輸出均為獨(dú)立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)一、安裝整齊、I/O點(diǎn)選型自由、安裝調(diào)試、擴(kuò)展、維修方便。
疊裝式

疊裝式結(jié)構(gòu)集整體式結(jié)構(gòu)的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結(jié)構(gòu)的I/O點(diǎn)搭配靈話、安裝整齊的優(yōu)點(diǎn)于一身。它也是由各個(gè)單元的組合構(gòu)成。其特點(diǎn)是CPU自成獨(dú)立的基本單元（由CPU和一定的I/O點(diǎn)組成），其它I/O模塊為擴(kuò)展單元。在安裝時(shí)不用基板，僅用電纜進(jìn)行單元間的聯(lián)接，各個(gè)單元可以一個(gè)個(gè)地疊裝。使系統(tǒng)達(dá)到配置靈活、體積小巧。

詳細(xì)介紹編輯

1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)
西門子PLC之S7家族西門子PLC之S7家族

的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過(guò)編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。

4工作原理編輯

當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執(zhí)行

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

保養(yǎng)編輯

設(shè)備定期測(cè)試、調(diào)整

（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接；

（2） 對(duì)柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測(cè)量工作電壓；

設(shè)備定期清掃

（1） 每六個(gè)月或季度對(duì)PLC進(jìn)行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

（2） 每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過(guò)濾網(wǎng)；

檢修前準(zhǔn)備

（1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；

（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；

（3） 檢修前與調(diào)度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；

設(shè)備拆裝順序及方法

（1） 停機(jī)檢修，必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；

（2） 把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

（3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

（4） 把與電源架相連的電源線記清線號(hào)及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

（6） 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行；

檢修工藝及技術(shù)要求

（1） 測(cè)量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測(cè)量

（2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；

（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；

（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；

（6） 撥插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；

（7） 更換元件不得帶電操作；

（8） 檢修后模板安裝一定要安插到位

當(dāng)PLC的用戶程序要保留在RAM中時(shí)，就會(huì)用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會(huì)下降，當(dāng)其下降到不足以保證RAM中數(shù)據(jù)時(shí)，RAM中的程序就會(huì)丟失。如果用戶沒有備份程序，就會(huì)相當(dāng)麻煩。[1] 

一般PLC內(nèi)部設(shè)有電池電壓檢測(cè)電路，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)，PLC就會(huì)報(bào)警，提醒更換電池。PLC的使用說(shuō)明書都有提供更換電池的方法。一般來(lái) 說(shuō)，PLC在斷電后，因?yàn)镻LC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間，所以如果取掉電池后在短 時(shí)間內(nèi)（通常5分鐘）再將新電池?fù)Q上去，數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失的。

但用戶實(shí)際使用PLC的環(huán)境情況不盡相同，例如電容的容量下降，RAM電源回路有 灰塵、油泥等形成放電回路等，這會(huì)加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時(shí)間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序*。因?yàn)殡娫词冀K會(huì) 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當(dāng)然更換時(shí)亦要小心應(yīng)對(duì)，注意電池的極性以及避免短路情況發(fā)生。

是把PLC通電15分鐘（給內(nèi)部電容充電），斷電，在5分鐘內(nèi)換好新的電池，再上電試一下。

西門子PLC有帶卡的，有不帶電池的；也有帶卡的，帶電池的。程序存在MMC卡中，如果沒有存儲(chǔ)卡，需要電池保存程序的，更換電池時(shí)候務(wù)必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來(lái)，然后將新電池?fù)Q上即可。

優(yōu)點(diǎn)編輯

可靠

PLC不需要大量的活動(dòng)元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間短。Plc采用了一系列可靠性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如：冗余的設(shè)計(jì)。斷電保護(hù)，故障診斷和信息保護(hù)及恢復(fù)。PLC是為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制而專門設(shè)計(jì)的控制裝置，它具有比通用計(jì)算機(jī)控制更簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言和更可靠的硬件。采用了精簡(jiǎn)化的編程語(yǔ)言。編程出錯(cuò)率大大降低。

易操作

PLC有較高的易操作性。它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易等特點(diǎn)，一般不容易發(fā)生操作的錯(cuò)誤。對(duì)PLC的操作包括程序輸入和程序更改的操作。程序的輸入直接可接顯示，更改程序的操作也可以直接根據(jù)所需要的地址編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或程序?qū)ふ遥缓筮M(jìn)行更改。PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可供使用。用于梯形圖與電氣原理圖較為接近。容易掌握和理解。PLC具有的自診斷功能對(duì)維修人員維修技能的要求降低。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位。

靈活

PLC采用的編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語(yǔ)句描述編程語(yǔ)言。編程方法的多樣性使編程簡(jiǎn)單、應(yīng)用面拓展。操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變量十分容易。[2] 

西門子PLC S7-300系列PLC安裝及注意事項(xiàng)

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)一) 輔助電源功率較小，只能帶動(dòng)小功率的設(shè)備(光電傳感器等);

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)二) 一般PLC均有一定數(shù)量的占有點(diǎn)數(shù)(即空地址接線端子)，不要將線接上;

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)三) PLC存在I/O響應(yīng)延遲問題，尤其在快速響應(yīng)設(shè)備中應(yīng)加以注意。

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)四) 輸出有繼電器型，晶體管型(高速輸出時(shí)宜選用)，輸出可直接帶輕負(fù)載(LED指示燈等);

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)五) 輸入/斷開的時(shí)間要大于PLC掃描時(shí)間;

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)六) PLC輸出電路中沒有保護(hù)，因此應(yīng)在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等保護(hù)裝置，防止負(fù)載短路造成損壞PLC;

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)七) 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC;

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)八) 接地端子應(yīng)獨(dú)立接地，不與其它設(shè)備接地端串聯(lián)，接地線裁面不小于2mm2;

西門子S7-300安裝注意事項(xiàng)九) 輸入、輸出信號(hào)線盡量分開走線，不要與動(dòng)力線在同一管路內(nèi)或捆扎在一起，以免出現(xiàn)干擾信號(hào)，產(chǎn)生誤動(dòng)作;信號(hào)傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地;為保證 信號(hào)可靠，輸入、輸出線一般控制在20米以內(nèi);擴(kuò)展電纜易受噪聲電干擾，應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線、高壓設(shè)備等。

一、問題提出

可編程控制器技術(shù)zui主要是應(yīng)用于自動(dòng)化控制工程中，如何綜合地運(yùn)用前面學(xué)過(guò)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工程要求合理組合成控制系統(tǒng)， 在此介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的一般方法。

二、可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

1 ．系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（ 1 ）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來(lái)確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；

（ 2 ）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

（ 3 ）選定 PLC 的型號(hào)；

（ 4 ）編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖；

（ 5 ）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說(shuō)明書，然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言（常用梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

（ 6 ）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系；

（ 7 ）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件；

（ 8 ）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書；

根據(jù)具體任務(wù)，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。

2 ． 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，
1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟

（ 1 ）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求

a ．被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。

（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備

根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（ 4 ）分配 I/O 點(diǎn)

分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。

（ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的zui核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進(jìn)行軟件測(cè)試

程序輸入 PLC 后，應(yīng)*行測(cè)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測(cè)試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。

（ 8 ）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試

在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調(diào)試，然后再連接起來(lái)總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。

（ 9 ）編制技術(shù)文件

系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。

三、 PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 ． PLC 型號(hào)的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等）、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。

（ 1 ）對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇

盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。

另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)的 60 ％； PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力（ A/ 點(diǎn)）也是有限的，有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問題。

PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí)，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇

對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來(lái)估算；計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個(gè)估算；有運(yùn)算處理時(shí)按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲(chǔ)容量來(lái)估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。zui后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有裕量要大些。

（ 3 ）對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2 ～ 3 個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)， PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。

（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型

不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對(duì)在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ，通過(guò)編程器的方式選擇開關(guān)來(lái)選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ，主機(jī)的 CPU 完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。

（ 7 ）對(duì) PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點(diǎn)

一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。

分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào)。

在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

不同型號(hào)的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號(hào)，查閱相應(yīng)的編程手冊(cè)，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊(cè)。

（ 2 ）部輔助繼電器

內(nèi)部輔助繼電器不對(duì)外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)處理用。

從功能上講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。

未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計(jì)說(shuō)明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作手冊(cè)。

（ 3 ）分配定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器

PLC 的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊(cè)。

7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟

7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法

在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。

1. 圖解法編程

圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。

(1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語(yǔ)言去編制 PLC 程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成 PLC 的梯形圖語(yǔ)言。這對(duì)于熟悉繼電器控制的人來(lái)說(shuō)，是zui方便的一種編程方法。

(2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過(guò)程，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來(lái)形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)程序脈絡(luò)清楚，便于分析控制程序，便于查找故障點(diǎn)，便于調(diào)試程序和維修程序。有時(shí)對(duì)一個(gè)復(fù)雜的程序，直接用語(yǔ)句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手，則可以先畫出邏輯流程圖，再為邏輯流程圖的各個(gè)部分用語(yǔ)句表和梯形圖編制 PLC 應(yīng)用程序。

(3) 時(shí)序流程圖法：時(shí)序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時(shí)序圖（即到某一個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪項(xiàng)控制的控制時(shí)序圖），再根據(jù)時(shí)序關(guān)系畫出對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖，zui后把程序框圖寫成 PLC 程序。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法。

(4) 步進(jìn)順控法：步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序，都可以分成若干個(gè)功能比較簡(jiǎn)單的程序段，一個(gè)程序段可以看成整個(gè)控制過(guò)程中的一步。從整個(gè)角度去看，一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的控制過(guò)程是由這樣若干個(gè)步組成的。系統(tǒng)控制的任務(wù)實(shí)際上可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)程中去完成對(duì)各個(gè)步的控制。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序。

2. 經(jīng)驗(yàn)法編程

經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗(yàn)程序”。結(jié)合自己工程的情況，對(duì)這些“試驗(yàn)程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)，有的是來(lái)自自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就需要日積月累，善于總結(jié)。

3. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過(guò) PLC 編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件。

7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟

在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上，就要實(shí)際地編寫 PLC 程序了。編寫 PLC 程序和編寫其他計(jì)算機(jī)程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過(guò)程。

1. 對(duì)系統(tǒng)任務(wù)分塊

分塊的目的就是把一個(gè)復(fù)雜的工程，分解成多個(gè)比較簡(jiǎn)單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復(fù)雜的大問題化為多個(gè)簡(jiǎn)單的小問題。這樣可便于編制程序。

2. 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖

從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，這一結(jié)果又英國(guó)導(dǎo)出哪些動(dòng)作。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動(dòng)順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過(guò)程中控制作用與被控對(duì)象的活動(dòng)，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。

3. 繪制各種電路圖

繪制各種電路的目的，是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱起來(lái)。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到信號(hào)的連接點(diǎn)是否與命名*，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端，把高壓引入 PLC 輸入端，會(huì)對(duì) PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出信號(hào)的連接點(diǎn)是否與命名*，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。雖然用 PLC 進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此，在繪制電路圖時(shí)要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍。

4. 編制 PLC 程序并進(jìn)行模擬調(diào)試

在繪制完電路圖之后，就可以著手編制 PLC 程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡(jiǎn)捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問題，便于及時(shí)修改，不要整個(gè)程序完成后一起算總帳。

5. 制作控制臺(tái)與控制柜

在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺(tái)和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺(tái)和控制柜的時(shí)候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等器件的質(zhì)量，規(guī)格必須滿足要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說(shuō)屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理。

6. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)很難說(shuō)不經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試就能使用的。只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能zui后實(shí)地測(cè)試和zui后調(diào)整控制電路和控制程序，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。

7. 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒有問題了。這時(shí)就要全面整流技術(shù)文件，包括整理電路圖、 PLC 程序、使用說(shuō)明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束。