有的初學者在理論上花了很多功夫，結果半年下來還是沒有把PLC搞懂，其實他們只是缺少了一些PLC的實踐經驗，只要再進行一些實際的梯形圖編寫、程序下載、調試等操作，增加對PLC的感性認識，很快就可以掌握PLC這項技術了。開始階段可以先學習一種品牌的PLC，因為所有的PLC原理都是差不多的，掌握了一種PLC其它的只要翻閱一下手冊也就能上手使用了。

    初學時可以編一些簡單的梯形圖，如觸點的與、或、輸出等，在PLC的機器里運行一下。成功了就會增加你學習的興趣、和信心。然后再把PLC的主要功能逐個運用一次，比如高速計數器，你可以用PLC本身的脈沖輸出端接到高速計數器的輸入端，下載編好的梯形圖，打開變量觀察窗口，運行程序，觀察計數的值是否正確。經過了這樣的實踐，你基本上知道PLC到底能做哪些事情了，在實際的工控應用中就能做到胸有成竹了。

    1．學習PLC的理由

    PLC控制是當今自動化控制的主流，目前自動化機臺控制大多采用PLC控制，只要是從事自動化的人員，就必須要會使用PLC，否則入不了自動化控制的門，被自動化行業淘汰。為此不得不學習PLC。

    2．方法

    a．有條件的較好去買臺PLC用來實踐；

    b．PLC技術是一門實踐性非常強的技術，如果你想學好，那么你就必須去實踐它。編程就像是一位習武之人，如果只是整天坐在家中看拳譜，不出門練武的話，那么就是一本再厲害的武林密集，再長的時間他的功力也不會提高。學習PLC也是同樣的道理，光看書是沒有用的，一本PLC書您就是看了十遍以后您還是不會用，學過編程(不管什么語言)的都知道。

    c．在學習PLC書本知識的過程中，肯定會對許多指令不是很了解，如果您沒有一一解決的話，那么這將是您學習PLC的較大障礙。因此進行實際應用，逐一攻破，這樣，你的PLC知識不但會學得牢固，而且在學習的過程中你掌握了實際使用。

    d．在學習PLC有了一定的基礎之后，可以自己獨立編寫一段自己設計的程式，然后傳送到PLC中去運行程式。再經過不斷的修改，調試，最后運行成功，這樣你的興趣會大增，達到滿意的效果。

  1 主要技術性能及技術要求

    (1)西門子S7—400控制系統(開關量和模擬量)。要求設備工作環境溫度20-25℃，防震、防塵、防電磁干擾，相對濕度20%-70%無冷凝;一個基架上模板的安排原則是：能夠插入的模板數，受它們從**級背板總線取得的電流值的限制(具體參見各模板的技術要求)。

    (2)多個機架配置的S7—400模板安排原則。接口模板總是位于3號槽，*1個信號模板的左邊。每個機架上不應**過8個槽板，模板總是位于接口模板的左邊。能插入的模板數受S7—400背板總線允許提供電流的限制，每1排或每1機架

    總是電流耗量不能**過1.2A。

    (3)CPU工作時可選的電源：200—240VAC、24VDC。

    (4)選用電源模板總電量不能低于或等于輸入、輸出單元的電流總耗量。

    (5)CPU模板有后備電池，起防電程序丟失的功能。

    (6)系統應單獨接地，接地電阻R≤4n。

    2 影響PLC控制系統可靠性的主要因素

PLC為何如此可靠？

這不是一個簡單問題，要回答清楚不是一兩篇文章就行的。這里，僅作為STIPLC總工程師多年

的經驗與朋友們交流一些：

1，搞清可靠性包括那些內容？

可靠性是指產品能在規定的條件下，能準確完成所設計的全部功能。電子產品一般包括：

（1）機械性能

（2）電氣性能

（3）熱力性能

（4）化學性能

（5）生物性能

（6）使用性能

等方面的可靠性，只要從這幾個方面*的仔細的科學的落實，產品一定可靠。

機械性能：主要考慮在各種工況下連接的可靠性，如震動，沖擊，摔落，冷熱漲縮，

腐蝕，霉爛，粉塵。還有機械接口的電氣強度，通流能力，插拔壽命等。

重要的應該冗余（一個電信號連幾個針）。

按試驗標準規定的振動頻率范圍內，較好無共振點，如有，應確保連接

可靠。

熱力性能：主要考慮功率部件的熱設計，考慮較壞情況下，功率元器件的結溫在允許

值之下。這主要應熟悉傳熱學。此外，功率元器件的驅動邊沿要抖，減少開關

功耗。

要注意元器件在產品規定的溫度范圍內的參數變化，要有足夠余量。

對精密檢測要從設計上消除溫漂。

化學性能：要根據可能場合，如酸堿，鹽霧（如海輪，港口），進行處理。

生物性能：對潮濕高溫場合（如海輪），霉菌侵蝕是常見的，所用一些材料應符合

標準（如船用標準），并進性相關處理。

使用性能：要考慮用戶錯誤使用時（如接錯，接反），盡可能不壞。

電氣性能：（1）要滿足基本性能：電氣強度（耐壓），絕緣電阻，電壓波動（如

+25%----30%），頻率波動。

要注意PCB布線，及內部連線的爬電距離（高濕度下），內部線纜，PCB印刷線的通流

能力。

（2）特別注意電源的設計：容量足夠（在高溫滿載下），負載很輕很重及

從小容性到大容性下，要動態靜特性好，上斷電無過沖（或少量）（軟起動），

要能抵抗電網電壓瞬時中斷（如能不間斷維持240毫秒供電），

要能抵抗過濾浪涌電壓，電快速脈沖群，等的工模與差模干擾及破壞。

還要有過載短路保護能力。

（3）地線設計是較為重要的，一點共地原則永遠記牢。

大電流與小電流，模擬與數字，強電與弱電分開（必須分區域）布線?？刹还驳匾部?/SPAN>

一點共地。

（4）驅動感性負載應加緩沖隔離，不要用觸發器或鎖存器直接驅動。感性負栽在加續流。

（5）對大電流負載不要與邏輯電路共電源。要保正大電流負載動作時拉低總電源時，其它

電路供電正常。

（6）輸出采用：密碼刷新，3中取2。

（7）輸入采用：濾波，3中取2。

（8）盡可能減小輸入（從抗干擾角度）阻抗，輸出阻抗

（9）共地時，如有多個電源，設計做到盡量同步上斷電。做不到時，應確保

MOS電源先上電后斷電。

（10）大功率元器件要注意DV/DT，DI/DT，開關損耗

（11）輸入輸出口要有放電回路，以防靜電。

（12）經常有這樣的情況：當本裝置無電時，但與它的輸入輸出連接的其它設備有電

，設計時要注意保護（尤其是MOS）。

（13）輸入往往設計了濾波電路，但要注意上電后的暫態邏輯與無輸入信號時的邏輯

要一致，這一點很多人不大注意。

（14）輸出電路要確保在上電和斷電過程中不會發生誤動作。

（15）處理器CPU的復位時見間應晚于輸入復位時間，但輸出復位時間要晚于CPU上電復

位時間，早于CPU斷電復位。

（16）為防止CPU因干擾誤輸出，重要輸出加延時，CPU因看門狗而復位的時間小于輸出

延時，這樣輸出得到及時糾正而沒來得及誤動。

（17）串行通訊要加檢錯能力強的校驗

（18）網絡控制系統，在未收到全部有效輸入信號前，不得進行運算輸出。

（19）弱信號盡量采用差分輸入輸出

（20）長線接口盡量加浪涌和靜電保護

（21）板卡或模塊的外接電路與總線母板間用光藕隔離，而且外接電路的供電較好由

外部供電（不要用帶變壓器一類的DC/DC由母板供電），這樣當一塊板卡或模

塊因用戶不慎強電進入而破壞整機。

（22）為防輻射干擾和磁場干擾，布線時防止形成閉環，非閉環時的閉環面積要盡量小。

（23）為防共模干擾和靜電放電干擾，機內要注意合理接地與浮地。原則是不能有干擾

電流或電壓加到內部電路元器件上。

（24）元器件要降額設計（電參數和熱參數）

（25）注意分協：元器件故障會造成的后果與設計上的安全措施，各種可能的外接設備故障

的后果及安全措施。

（26）必要的冗余設計

（27）串行通訊中的命令采用密碼開/密碼關，不能只用簡單的1/0

（28）盡量不要采用變化才發送，不變不發送（為了減少通訊量），這樣有可能接收者沒來及

接收就沒了，必須這樣時，一定要有應答和重發機制。

較好采用不管變不變都定時發送。

（29）較好不采用主從方式通訊，應采用無主或多主或全主全從方式。

因一主多從時，當主站故障時，通訊失效。

（30）總線網應注意盡可能的監視節點機故障并能自動與總線脫離

（31）網絡必須有很強的韌性，任一節點的上電關電插拔，都不影響網絡運行

（32）輸入信號線短路斷路，應能檢出，并使結果滿量程，而不能浮動不定

2，可靠性設計的實現

（1）要吃透影響可靠性的機理，解決問題的原理與方法

（2）要細致周到全面，盡可能的滴水不漏

（3）要有定性分協，更要定量研究推敲

（4）嚴格按標準和適當**標準設計

（5）吃透每種元器件用法，讀透其數據手冊

（6）加寬加深知識

（7）多積累，多實踐

（8）求精

西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應用非常廣泛的可編程控制器。

1、西門子公司的產品較早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。

2、1979年，S3系統被SIMATIC S5所取代，該系統廣泛地使用了微處理器。

3、20世紀80年代初，S5系統進一步升級--U系列PLC，較常用機型:S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更**化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優勢，其機型為:S7-200、300、400。

5、1996年，在過程控制領域，西門子公司又提出PCS7(過程控制系統7)的概念，將其優勢的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業現場總線)、COROS(監控系統)、SINEC(西門子工業網絡)及控調技術融為一體。

在一個單元內，該單元叫做作基本單元。一個基本單元就是一臺完整的PLC。

若干個模塊，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，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊、通訊模塊等等。組合式結構的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統一、安裝整齊、I/O點選型自由、安裝調試、擴展、維修方便。

疊裝式結構集整體式結構的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結構的I/O點搭配靈話、安裝整齊的優點于一身。它也是由各個單元的組合構成。其特點是CPU自成獨立的基本單元(由CPU和一定的I/O點組成)，其它I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進行單元間的聯接，各個單元可以一個個地疊裝。使系統達到配置靈活、體積小巧。

折疊編輯本段詳細介紹

1.SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是**小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。 S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與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，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨

的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速(0.6~0.1μs)的指令運算速度;用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算;一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值;方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面(HMI)從S7-300中取得數據，S7-300按用戶*的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送;CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件(例如:**時，模塊更換，等等);多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改;S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，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。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線系統;串行通信處理器用來連接點到點的通信系統;多點接口(MPI)集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統。

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采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別(功能逐步升級)的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據需要組合成不同的專用系統。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些模板，便能使系統升級和充分滿足需要。

折疊編輯本段工作原理

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

折疊輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能**在任何情況下，該輸入均能被讀入。

折疊用戶程序執行

在用戶程序執行階段，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，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態;或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態;或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用;相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

折疊輸出刷新

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區別了。

折疊編輯本段保養

折疊設備定期測試、調整

(1) 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發現松動的地方及時重新堅固連接;

(2) 對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓;

折疊設備定期清掃

(1) 每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內衛生;

(2) 每三個月更換電源機架下方過濾網;

折疊檢修前準備

(1) 檢修前準備好工具;

(2) 為**元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作;

(3) 檢修前與調度和操作工聯系好，需掛檢修牌處掛好檢修牌;

折疊設備拆裝順序及方法

(1) 停機檢修，必須兩個人以上監護操作;

(2) 把CPU前面板上的方式選擇開關從"運行"轉到"停"位置;

(3) 關閉PLC供電的總電源，然后關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及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下;

(5) CPU主板及I/0板可在旋轉模板下方的螺絲后拆下;

(6) 安裝時以相反順序進行;

折疊檢修工藝及技術要求

(1) 測量電壓時，要用數字電壓表或精度為1%的**表測量

(2)電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下;

(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**數據不混亂;

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

(5) 輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源，但如果生產需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ(**時)燈亮;

(6) 撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產生靜電的物品;

(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

折疊編輯本段電池更換

當PLC的用戶程序要保留在RAM中時，就會用到電池，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，電壓就會下降，當其下降到不足以**RAM中數據時，RAM中的程序就會丟失。如果用戶沒有備份程序，就會相當麻煩。

一般PLC內部設有電池電壓檢測電路，當電壓下降到一定程度時，PLC就會報警，提醒更換電池。PLC的使用說明書都有提供更換電池的方法。一般來 說，PLC在斷電后，因為PLC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內的數據保持一段時間，所以如果取掉電池后在短 時間內(通常5分鐘)再將新池換上去，數據是不會丟失的。

但用戶實際使用PLC的環境情況不盡相同，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，這會加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序萬無一失。因為電源始終會 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當然更換時亦要小心應對，注意電池的極性以及避免短路情況發生。

較好是把PLC通電15分鐘(給內部電容充電)，斷電，在5分鐘內換好新的電池，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，如果沒有存儲卡，需要電池保存程序的，更換電池時候務必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來，然后將新電池換上即可。

折疊編輯本段優點

折疊可靠

PLC不需要大量的活動元件和連線電子元件。它的連線大大減少。與此同時，系統的維修簡單，維修時間短。Plc采用了一系列可靠性設計的方法進行設計。例如:冗余的設計。斷電保護，故障診斷和信息保護及恢復。PLC是為工業生產過程控制而專門設計的控制裝置，它具有比通用計算機控制更簡單的編程語言和更可靠的硬件。采用了精簡化的編程語言。編程出錯率大大降低。

折疊易操作

PLC有較高的易操作性。它具有編程簡單，操作方便，維修容易等特點，一般不容易發生操作的錯誤。對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所需要的地址編號或接點號進行搜索或程序尋找，然后進行更改。PLC有多種程序設計語言可供使用。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維修人員維修技能的要求降低。當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可以很快找到故障的部位。

折疊靈活

PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言。編程方法的多樣性使編程簡單、應用面拓展。操作十分靈活方便，監視和控制變量十分容易。

西門子PLC S7-300系列PLC安裝及注意事項:

一、輔助電源功率較小，只能帶動小功率的設備(光電傳感器等);

二、 一般PLC均有一定數量的占有點數(即空地址接線端子)，不要將線接上;

三、 PLC存在I/O響應延遲問題，尤其在快速響應設備中應加以注意。

四、輸出有繼電器型，晶體管型(高速輸出時宜選用)，輸出可直接帶輕負載(LED指示燈等);

五、輸入/斷開的時間要大于PLC掃描時間;

六、PLC輸出電路中沒有保護，因此應在外部電路中串聯使用熔斷器等保護裝置，防止負載短路造成損壞PLC;

七、 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC;

八、接地端子應獨立接地，不與其它設備接地端串聯，接地線裁面不小于2mm2;

九、 輸入、輸出信號線盡量分開走線，不要與動力線在同一管路內或捆扎在一起，以免出現干擾信號，產生誤動作;信號傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地;為** 信號可靠，輸入、輸出線一般控制在20米以內;擴展電纜易受噪聲電干擾，應遠離動力線、高壓設備等。

上海慶惜自動化設備有限公司
         依托"SIEMENS"強大品牌、成熟的產品， 公司以深厚的行業背景、專業水平和成熟的技術在不斷發展的同時逐步成為集貿易、工程和售后服務支持，三位一體的綜合性公司。 “信譽*一，客戶至上”是公司成立之初所確立的宗旨,公司在不斷的發展過程中,益章科技與西門子自動化與驅動集團、ABB、羅克韋爾、施耐德等國內外多家自動化廠商建立長期合作、科研關系。并與西門子（中國）自動化與驅動技術集團建立合作伙伴關系，也是西門子自動化與驅動產品系統服務商和系統集成商。
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