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西门子交流电源代理商德国西门子股份公司创立于1847年，是全球电子电气工程领域的引领企业。西门子自1872年进入中国，140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持，并以出众的品质和令人信赖的可靠性、引领的技术成就、不懈的创新追求，确立了在中国市场的引领地位。2014年（2013年10月1日至2014年9月30日），西门子在中国的总营收达到64.4亿欧元，拥有超过32000名员工。西门子已经发展成为中国社会和经济不可分割的一部分，并竭诚与中国携手合作，共同致力于实现可持续发展。

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      上海隆彦自动化科技有限公司

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1910年：西门子创建西门子中国电气工程公司，总部位于柏林，分支机构设在上海。在接下来的四年中，西门子将业务扩展到北京、广州、武汉、哈尔滨、香港、青岛和天津。1914年，公司更名为西门子中国公司（上海）。西门子的在华业务，尤其是电力领域的业务，在20世纪初发展迅速。西门子扩建了北京近郊的石景山发电厂。

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为什么工控界更信任PLC，选择PLC作为工控的核心部件呢

 为什么工控界更信任PLC，选择PLC作为工控的核心部件呢，主要是由于PLC的以下五个特点：

1. 可靠性高，抗干扰能力强

无触点控制：故障率少；

硬件措施：屏蔽、滤波、隔离；

软件措施：故障检测、信息保护和恢复、警戒时 钟（死循环报警）、程序检验

2. 使用灵活，通用性强

产品系列化，硬件结构模块式，可灵活选用；

软接线逻辑使得PLC能简单轻松的实现各种不同的控制任务，且系统设计**。

3. 编程方便，易于掌握

     采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂， SFC 功能图，使编程更简单方便。

4. 接口简单，维护方便

    可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。

有完善的自诊断及监视功能，便于查出故障原因，并迅速处理。

5. 功能完善，性价比高

     除逻辑控制，定时计数，数字运算外，配合特殊功能模块还可以实现点位控制， PID 运算，过程控制，数字控制等功能，还可与上位机通信，远程控制等

软件PLC的优缺点 PLC的分类

      目前市场上的软PLC价格对于用户来说，性价比极高。这归根是2个主要优点

一：由于软PLC具有开放的体系结构，用户不必拘泥于厂家限制，可以根据需求，合理选择硬件和软件，从长远的目光来看，是十分节约成本的；并且由于软PLC遵循许多工业标准，能节约人员培训费用。

软件PLC的主要缺点：

但目前软PLC技术尚有许多关键技术需要解决，设备的可靠性，即能够在高温、振动、温差大、多灰尘等。实时性，即能够对现场信号作出及时和确定性响应，以防出现不测后果。

  当PLC运行时，CPU就要执行用户程序中的操作。但是CPU不可能同时执行多个操作，只能分时地一个操作一个操作地执行。PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区，当PLC的CPU执行用户程序时，从输入映像区中读取输入信号的状态，进行相应的操作。当CPU执行完**个操作后，将操作结果输出到输出映像区，然后再执行第二个操作，操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中，PLC并不读取输入信号的真正状态，执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令（END）时，将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次，将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再从用户程序的**条指令开始，进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。
       PLC的扫描周期包括上电后初始处理、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新。

顺序功能流程图程序设计的特点举例说明

顺序功能流程图（Sepuential Function Chart）程序设计是近年来发展起来的一种程序设计。采用顺序功能流程图的描述，控制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具有明确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分工设计和检查调试。顺序功能流程图的主要元素是步、转移、转移条件和动作。如图1所示。顺序功能流程图程序设计的特点是：

（1）以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通；

（2）对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间；

（3）常用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合；

（4）只有在活动步的命令和操作被执行后，才对活动步后的转换进行扫描，因此，整个程序的扫描时间要大大缩短。

我国嵌入式PLC具发展前景分析

嵌入式PLC的发展也呈现多元化，国内外均有良好表现：德国赫优讯推出的将现场总线技术和PLC技术结合的netPLC很有特色；国内几年前就有华中科技大学在EASYCORE1.00核心芯片组中加载了嵌入式PLC系统软件，作为硬件平台，开发了多模人通道的嵌入式PLC；还有一种发展路径是以开发PLC与人机界面相结合的硬件/软件一体化为目标的平台，充分利用了CASE工具，结合各类嵌入式芯片的开发平台和各种输入/输出通道的硬件电路库，专为机电设备开发客制化、具有ODM性质的专用PLC。

而在我国嵌入式PLC的发展空间，首先在于它十分有利于发挥我国自动化行业发展的两大特点：有相当雄厚的为机电设备配套的市场基础，并拥有足够的、性价比全球**的设计开发队伍。我们完全可以以**的成本、较高的质量，并按客制化的要求设计、生产为机电设备配套的嵌入式PLC，来代替通用PLC。

同时，嵌入式PLC的硬件、软件、人机界面、通信等各方面的功能设计灵活，易于剪裁，更贴近各种档次的机电设备的要求。嵌入式PLC完全基于嵌入式系统的技术基础，拿来就可用。SOC芯片、嵌入式操作系统与符合工EC61131-3编程语言标准的编程环境等优势，使得其在市场上很容易找到。

PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的；
它们的不同之处主要表现在：
（1）控制逻辑——继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，灵活性和扩展性都很好。
（2）工作方式——继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，属于并行工作方式。而PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的，所以属于串行工作方式。
（3）可靠性和可维护性——继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，PLC还配有自检和监督功能，可靠性和可维护性好。
（4）控制速度——继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，且机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，且不会出现抖动。
（5）定时控制——继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继电器存在定时精度不高，定时范围窄，且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。PLC使用半导体集成电路做定时器时基脉冲由晶振产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时范围广，调整时间方便。
（6）设计和施工——使用继电器控制逻辑完成一项工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长、而且修改困难。而用PLC完成一项控制工程，在系统设计完成后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，**，且调试和修改都很方便。

西门子PLC定子电阻起动电路及编程示例

这个示例程序说明了带短路软起动开关的鼠笼转子的三相感应电动机的自动起动过程。通过这种短路软起动，电动机减速起动，并在一定时问段后达到额定转速。

通过按接在输入端I0.0的点动开关ON来实现电机软起动。如果按接在输入端I0.1的点动开关，则停比电机。电机电路断路器接在输入端I0.2，当电机过载时电机电路断路器打开，电机停止。

起动电路图

程序框图

程序和注释

如果接在输入端I0.0的ON点动开关(常开触点)和接在输入端I0.1的OFF点动开关(常闭触点)同时动作，则设置内存标志位M1.0以互锁。自至两个点动开关又回到初始状态，才取消互锁。

接在输出端Q0.0的电机起动器动作的条件(与逻辑)如下:按下ON点动开关，无互锁（M1.0），电泪L电路断路器(I0.2)常闭触点，未动作，OFF点动开关(I0.1未动作。另外，再通过对Q0.0作或逻辑运算完成起动锁定。现在，电机以减速起动，因为起动电阻还未被短接。

如果电机己起动(Q0.0)，并且用于旁路接触器的输出QO门还未被置位，那么计时器T37开始计时。在设定的5秒钟后，如果电泪L仍处于起动状态(Q0.0)，则起动接在输出端Q0.1的旁路接触器。另外再通过对Q0.1作或逻辑运算完成旁路锁定。

可编程控制器梯形图设计规则

1．触点的安排 

梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 

2．串、并联的处理 

在有几个串联回路相并联时，应将触点**多的那个串联回路放在梯形图**上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点**多的并联回路放在梯形图的**左面。 

3．线圈的安排 

不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。 

4．不准双线圈输出 

    如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有**后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。

5．重新编排电路

 如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。

 6．编程顺序

     对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从**左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。

1．控制要求 

XCXDXEXF用PLC-01的常开开关表示，当XCXDXEXF取值不是（0001，0010，0011，0100，0101）时，L1闪亮表示出错，按停止按扭无效。必须取XCXDXEXF为（0001，0010，0011，0100，0101）后，再按停止按扭，复位一下，再按起动按钮，则L2亮表示可以进邮件，同时M5亮，S1产生1s的脉冲闪亮。在这基础上当XCXDXEXF取值0001时，表示邮编**个数字为1，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后M1亮2s，表示开头为1的邮编进北京的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0010时，表示邮编**个数字为2，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后M2亮2s，表示开头为2的邮编进上海的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0011时，表示邮编**个数字为3，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后M3亮2s，表示开头为3的邮编进天津的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0100时，表示邮编**个数字为4，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后M4亮2s，表示开头为4的邮编进武汉的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0101时，表示邮编**个数字为5，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲后，M5,L2,S1灭2s，表示开头为5的邮编进广州的邮箱。当开头为1的邮编检测到了，但M1还没亮时，转变XCXDXEXF的值，发生错误L1闪亮，情况就跟开头说的一样了，以此类推当其他号码检测到了，但还没投进箱子时，转变号码就发生错误。当邮编投进邮箱后再按S2表示检测到邮件工作。

图1  邮件分拣控制示意图

PLC控制系统设计举例（IO地址分配、接线图、梯形图）

试用PLC设计的控制程序。

I/O信号的地址分配表、PLC现场器件实际接线图以及梯形图如下图所示。1KM控制1M启动，2KM控制2M启动。

现场器件与PLC内部继电器对照表

PLC与现场器件的接线图：

梯形图为：

指令程序为：

LD   450

AND  430

OR   400

ANI  404

OUT  430

LDI  402

AND  430

OUT  450

K    10

LD   401

OR   431

AND  430

ANI  403

ANI  402

OUT  431

带过程仿真的S7-200的PID控制程序举例

本例描述了用S7-200实现PID控制功能。这个程序是一个带过程仿真的独立执行的PID例子，它很容易修改后与模拟模块EM235一起使用。

例图

程序结构图

程序及注解

初始化部分将PID的所有值复位，并定义了计算P旧控制器的控制周期Tc.计算PID过程中，出现了某些数字方面的问题，以及控制周期丁c的计算。山于扫描时间的限制，除法运算通过移位来实现(1024近似为1000)，而未调用专门的除法子程序。

微分和积分是另外2个比较灵敏的数学运算，采用如下公式:

微分运算:

什么是影响PLC控制系统的干扰源

影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

机械手的PLC控制系统和位置检测装置简介

（1）控制系统

有电气控制和射流控制两种，一般常见的为电气控制。它是机械手的重要组成部分，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给与机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间），同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。

（2）位置检测装置

控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的进度达到设定位置。

数控机床所受控制可分为两类：一类是“数字控制”；另一类是“顺序控制”。

数控机床从结构上看通常可分为3部分：

①    CNC系统(计算机数控系统)；    

②    机床电气；    

③    机床本体。

在讨论PLC时，常以PLC为界把数控机床分为"CNC侧”和"MT侧”两大部分。

“CNC侧”包括CNC系统的硬件软件以及CNC系统的外部设备。

“MT侧”则包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。

MT侧顺序控制的**终对象的数量随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)的受控对象数量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。

PLC编程时三个注意事项

1．双线圈输出

如果在同一个程序中，同一元件的线圈使用了两次或多次，称为双线圈输出。对于输出继电器来说，在扫描周期结束时，真正输出的是**后一个Y0的线圈的状态(见图1a)。

Y0的线圈的通断状态除了对外部负载起作用外，通过它的触点，还可能对程序中别的元件的状态产生影响。图1a中Y0两个线圈所在的电路将梯形图划分为3个区域。因为PLC是循环执行程序的，**上面和**下面的区域中Y0的状态相同。如果两个线圈的通断状态相反，不同区域中Y0的触点的状态也是相反的，可能使程序运行异常。作者曾遇到因双线圈引起的输出继电器**振荡的异常现象。所以一般应避免出现双线圈输出现象，例如可以将图1a改为图2b 。

2．程序的优化设计

在设计并联电路时，应将单个触点的支路放在下面；设计串联电路时，应将单个触点放在右边，否则将多使用一条指令(见图2)。

建议在有线圈的并联电路中将单个线圈放在上面，将图2a的电路改为图2b的电路，可以避免使用入栈指令MPS和出栈指令MPP。

3．编程元件的位置

输出类元件(例如OUT，MC，SET，RST，PLS，PLF和大多数应用指令)应放在梯形图的**右边，宦们不能直接与左侧母线相连。有的指令(如END和MCR指令)不能用触点驱动，必须直接与左侧母线或临时母线相连。