西门子6SL3121-1TE28-5AA3

国产PLC的几个品牌现状

  作为离散控制的**产品，PLC（可编程控制器）在我国的应用已有30多年的历史。PLC自20世纪70年代后期进入中国以来，应用增长十分迅速。

      国外PLC（可编程控制器）**厂家有欧姆龙、三菱、西门子等。PLC从**初的引进外国，到后来吸收PLC的关键技术试图进行国产化，PLC经过了一个迅速发展的历程。目前国产PLC厂商众多，主要集中在**、深圳以及江浙一带。例如：台达、永宏、盟立、和利时等。

      每个厂商的规模也不一样。国内厂商的PLC主要集中于小型PLC，例如欧辰、亿维等；还有一些厂商生产中型PLC，例如盟立、南大傲拓等。还有许多小厂商是贴牌生产或是仿造生产，真正自主研发生产的在少数，而且集中在**，并且**厂商比大陆厂商做的更好些，市场也更广阔。

      但是，中国PLC做了这么久，却也一直没有很大的进步，并没有突破，也未能打入国际市场，只能在本地有一个单一的、小范围的市场。若想要有一个很大的跳跃，不仅要向国外学习，还需要自己钻研，不能经常模仿，国产PLC的弱点就在于技术不过关。而国产PLC的优势在于市场广阔。做PLC的类型需要增多，不能**于冶金、电力、自动化生产等，应该扩大到各个制造业的设备和系统。 

适应市场需求，加强信息处理能力.用户希望能通过PLC在软技术上协助改善被控过程的生产性能；需要PLC能与PC机更好地融合，以便于在PLC这一级就可加强信息处理能力。为顺应这些要求，CONTEC与三菱电机合作，推出专门装插在小Q系列PLC的机架上的PC机模块。该模块占2个插槽，实际上就是一台可在工厂现场环境正常运行、而且可通过PLC的内部总线与PLC的CPU模块交换数据的PC机。其处理机芯片采用Intel的Celeron 400MHz主频，系统内存128MB，Cache 128K。支持外挂显示器（**分辨率1024x768，65,536色，显存2MB）。接口有：USB 1个，可扩至2个；以太网插口RJ45（10base-T/100base-TX0；串口RS 232C 1个，可扩至2个；并口可扩1个；鼠标、键盘口 PS/2；外挂软盘驱动器口；外挂硬盘驱动器口；以及2个PC卡件（PCMCIA总线）。硬盘模块或固态盘可插装在PLC机架上。该模块可预装Windows NT 4.0或Windows 2000。支持的软件有：三菱综合FA软件MELSOFT（包括PLC编程软件：GX；FA数据处理、日常业务处理加速中间件：MX；人机界面画面设计编程软件：GT；运动控制设计编程维护软件：MT；以及过程控制设计编程维护软件：PX）。另外，还支持三菱FA用的通信中间件EZSocket。据悉，目前在日本国内共有包括日本电气、横河等43家企业可提供采用EZSocket的软件产品，供通信、数据采集、SCADA/监控、CAD/编程、生产管理、图像处理分析/数值解析、信息处理之用。
     由于近年来日本的中大型PLC纷纷推出一个机架上可装插多个CPU模块的结构，所以将PC机模块与PLC的CPU模块、过程控制CPU模块或运动控制模块同时插在一个机架上，实际上就是将原来PLC要通过工厂自动化（FA）用PC机与管理计算机通信的三层结构(图1a)，改为PLC系统可直接与生产管理用的计算机通信的两层结构（图1b）。这样一来，上报生产实绩，接受管理机的生产指示来得快捷方便。

西门子S5 PLC远程电台通讯在供水遥测系统中的应用

原有系统构成：
（1）本地中心站,采集水厂的设备状态,采用西门子S5-115U.
（2）取水和1号加压泵站，采用西门子S5-115U
（3）2号加压泵站控制系统，采用西门子S5-115U
（4）在市内的东南西北和**高处和**处安装了测量水管压力站，采用西门子S5-100U。用抄表的人工方式来记录设备状态

用户需求：

随着时代的进步，和对工艺的进一步的要求，要实时对各个站的管道压力、流量及各个的阀门开关的状态进行监视和控制，从而降低了故障率和提高了对此系统的反应时间，更好保证城市供水。并把各个站的所有设备的数据送到中心监控站里，进行监控，和电子统计。

实现方案：

在水处理厂中心站与各个泵站和测压站之间，由于距离较远达几十公里，我们决定采用无线电通讯方式，并且因为大山的阻碍，在取水1号加压泵站，2号加压泵站控到中心站之间，设立了中继站进行转发。而水处理厂中心站与6个市内的测压站之间由于距离较近直接通过无线电通讯。
这个项目的主要问题是无线电通讯的任务，如何在已有的S5系列的设备上，加上无线电通讯呢。根据现有的实际情况，在不动原有西门子S5-115U的基础上，决定在此基础上加入西门子的Sinaut产品的ST1系列模块来实行无线电通讯。Sinaut ST1是基于SIMATIC S5的程序控制的系统，由硬件模块和软件软件模块组成。适用各种自动化的任务，完整的无线电通讯方式，允许数据传输到或近或远的地方。数据能够通过专线，或者各种PTT网络（GSM,ISDN,拨号Modem,无线电通讯等）等方式传送。
 Sinaut ST1硬件包括，TIM模块(遥控接口模块，即S5-PLC通讯功能模块)，modem（ 用于数字量和模拟量相互转换）,无线电台（无线电发射装置）。软件是Sinaut TD1软件包。这样我们在STEP5的基础上，用TD1这个扩展软件包进行对硬件TIM板编程。把水处理厂中心站作为主站，其他站作为从站。以直接轮巡的方式逐个采集各个从站的信息，并且这样的方式只有当从站发生数据发生变化时，才进行数据的传递，大大的加快了数据的更新速度和硬件设备的使用寿命。

系统图如下：

上位机显示:

我们采用监控组态软件，从中心站的PLC中采集数据，实时的反映整个系统（本地站，无线电远程站）的状态。主要显示部分包括：水厂控制工艺图、运行状态表、报警和历史数据的查询，统计报表、趋势图。控制工艺图反映水厂的各个泵站的运行状态，并且以动态的图形、数据和实时的现场保持一致，运行状态表中反映主要设备的开关状态、现场仪表的参数、累计值（流量，水位，浊度，温度,PH,压力等）。报表，每天打印一份主要设备的状态的日报。除了在显示器上显示外，并且把主要数据显示在电子显示屏上。此系统投运以来一直正常工作，达到了预期的实施效果。

PLC的自动检测功能及故障诊断

  PLC具有很完善的自诊断功能，如出现故障，借助自诊断程序可以方便的找到出现故障的部件，更换后就可以恢复正常工作。故障处理的方法可参看PLC系统手册的故障处理指南。实践证明，外部设备的故障率远高于PLC，而这些设备故障时，PLC不会自动停机，可使故障范围扩大。为了及时发现故障，可用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。
      1. 超时检测
      机械设备在各工步的所需的时间基本不变，因此可以用时间为参考，在可编程控制器发出信号，相应的外部执行机构开始动作时起动一个定时器开始定计时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。如某执行机构在正常情况下运行10s后，使限位开关动作，发出动作结束的信号。在该执行机构开始动作时起动设定值为12s的定时器定时，若12s后还没有收到动作结束的信号，由定时器的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的程序，起动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。
         2. 逻辑错误检查
        在系统正常运行时，PLC的输入、输出信号和内部的信号（如存储器为的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出了故障。因此可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。如机械运动过程中先后有两个限位开关动作，这两个信号不会同时接通。若它们同时接通，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。在梯形图中，用这两个限位开关对应的存储器的位的常开触点串联，来驱动一个表示限位开关故障的存储器的位就可以进行检测。

STEP7-Mirco/WIN窗口组件使用介绍

西门子S7-200可编程控制器PLC使用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，功能强大，主要用于开发程序，也可用于适时监控用户程序的执行状态。加上汉化后的程序，可在全汉化的界面下进行操作。

STEP7-Micro/WIN32的主界面如图3所示。

主界面一般可以分为以下几个部分：菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和状态条。除菜单条外，用户可以根据需要通过检视菜单和窗口菜单决定其它窗口的取舍和样式的设置。

图3  STEP7-Micro/WIN32编程软件的主界面

1. 主菜单

主菜单包括：文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助8个主菜单项。各主菜单项的功能如下：

（1）文件（File）

文件的操作有：新建（New）、打开（Open）、关闭（Close）、保存（Save）、另存（Save As）、导入（import）、导出（Export）、上载（Upload）、下载（Download）、页面设置（Page Setup）、打印（Print）、预览、**近使用文件、退出。

导入：若从STEP 7-Micro/WIN 32编辑器之外导入程序，可使用“导入”命令导入ASCII文本文件。

导出：使用“导出”命令创建程序的ASCII文本文件，并导出至STEP7-Micro/WIN32外部的编辑器，

上载：在运行STEP 7-Micro/WIN32的个人计算机和PLC之间建立通讯后，从PLC将程序上载至运行STEP 7-Micro/WIN 32的个人计算机。

下载：在运行STEP 7-Micro/WIN32的个人计算机和PLC之间建立通讯后，将程序下载至该PLC。下载之前， PLC应位于“停止”模式。

（2）编辑（Edit）

编辑菜单提供程序的编辑工具：撤消（Undo）、剪切（Cut）、复制（Copy）、粘贴（Paste）、全选（Select All）、插入（Insert）、删除（Delete）、查找（Find）、替换（Replace）、转至（Go To）等项目。

剪切/复制/粘贴：可以在STEP 7-Micro/WIN 32项目中剪切下列条目：文本或数据栏，指令，单个网络，多个相邻的网络，POU中的所有网络，状态图行、列或整个状态图，符号表行、列或整个符号表，数据块。不能同时选择多个不相邻的网络。不能从一个局部变量表成块剪切数据并粘贴至另一局部变量表中，因为每个表的只读L内存赋值必须惟一。

插入：在LAD编辑器中，可在光标上方插入行（在程序或局部变量表中），在光标下方插入行（在局部变量表中），在光标左侧插入列（在程序中），插入垂直接头（在程序中，）在光标上方插入网络，并为所有网络重新编号，在程序中插入新的中断程序，在程序中插入新的子程序。

查找/替换/转至：可以在程序编辑器窗口、局部变量表，符号表、状态图、交叉引用标签和数据块中使用“查找”、“替换”和“转至”。

“查找”功能：查找指定的字符串，例如操作数、网络标题或指令助记符。（“查找”不搜索网络注释，只能搜索网络标题。“查找”不搜索LAD和FBD中的网络符号信息表。）

“替换”功能：替换指定的字符串。（“替换”对语句表指令不起作用。）

“转至”功能：通过指定网络数目的方式将光标**移至另一个位置。

（3）检视（View）

2        2        通过检视菜单可以选择不同的程序编辑器：LAD，STL，FBD。

2        2        通过检视菜单可以进行数据块（Data Block）、符号表（Symbol Table）、状态图表（Chart Status）、系统块（System Block）、交叉引用（Cross Reference）、通信（Communications）参数的设置。

2        2        通过检视菜单可以选择注解、网络注解（POU Comments）显示与否等。

2        2        通过检视菜单的工具栏区可以选择浏览栏（Navigation Bar）、指令树（Instruction Tree）及输出视窗（Output Window）的显示与否。

2        2        通过检视菜单可以对程序块的属性进行设置。

（4）PLC

PLC菜单用于与PLC联机时的操作。如用软件改变PLC的运行方式（运行、停止），对用户程序进行编译，清除PLC程序、电源起动重置、查看PLC的信息、时钟、存储卡的操作、程序比较、PLC类型选择等操作。其中对用户程序进行编译可以离线进行。

联机方式（在线方式）：有编程软件的计算机与PLC连接，两者之间可以直接通信。

离线方式：有编程软件的计算机与PLC断开连接。此时可进行编程、编译。

联机方式和离线方式的主要区别是：联机方式可直接针对连接PLC进行操作，如上装、下载用户程序等。离线方式不直接与PLC联系，所有的程序和参数都暂时存放在磁盘上，等联机后再下载到PLC中。

PLC有两种操作模式：STOP（停止）和RUN（运行）模式。在STOP（停止）模式中可以建立／编辑程序，在RUN（运行）模式中建立、编辑、监控程序操作和数据，进行动态调试。

若使用STEP 7-Micro/WIN 32软件控制RUN/STOP（运行／停止）模式，在STEP 7-Micro/WIN 32和PLC之间必须建立通信。另外，PLC硬件模式开关必须设为TERM（终端）或RUN（运行）。

编译（Compile）：用来检查用户程序语法错误。用户程序编辑完成后通过编译在显示器下方的输出窗口显示编译结果，明确指出错误的网络段，可以根据错误提示对程序进行修改，然后再编译，直至无错误。

全部编译（Compile All）：编译全部项目元件（程序块、数据块和系统块）。

信息（Information）：可以查看PLC信息，例如PLC型号和版本号码、操作模式、扫描速率、I/O模块配置以及CPU和I/O模块错误等。

电源起动重置（Power-Up Reset）：从PLC清除严重错误并返回RUN（运行）模式。如果操作PLC存在严重错误， SF（系统错误）指示灯亮，程序停止执行。必须将PLC模式重设为STOP（停止），然后再设置为RUN（运行），才能清除错误，或使用“PLC”→“电源起动重置”。

（5）调试（Debug）

调试菜单用于联机时的动态调试，有单次扫描（First Scan）、多次扫描（Multiple Scans）、程序状态（Program Status）、触发暂停（Triggred pause）、用程序状态模拟运行条件（读取、强制、取消强制和全部取消强制）等功能。

调试时可以指定PLC对程序执行有限次数扫描（从1次扫描到65,535次扫描）。通过选择PLC运行的扫描次数，可以在程序改变过程变量时对其进行监控。**次扫描时，SM0.1数值为1（打开）。

单次扫描：可编程控制器从STOP方式进入RUN方式，执行一次扫描后，回到STOP方式，可以观察到首次扫描后的状态。

PLC必须位于STOP（停止）模式，通过菜单“调试”→“单次扫描”操作。

多次扫描：调试时可以指定PLC对程序执行有限次数扫描（从1次扫描到65,535次扫描）。通过选择PLC运行的扫描次数，可以在程序过程变量改变时对其进行监控。

PLC必须位于STOP（停止）模式时，通过菜单“调试”→“多次扫描”设置扫描次数。

（6）工具

2        2        工具菜单提供复杂指令向导（PID、HSC、NETR/NETW指令），使复杂指令编程时的工作简化。

2        2        工具菜单提供文本显示器TD200设置向导。

2        2        工具菜单的定制子菜单可以更改STEP 7-Micro/WIN 32工具条的外观或内容，以及在“工具”菜单中增加常用工具。

2        2        工具菜单的选项子菜单可以设置3种编辑器的风格，如字体、指令盒的大小等样式。

（7）窗口

窗口菜单可以设置窗口的排放形式，如层叠、水平、垂直。

（8）帮助

    帮助菜单可以提供S7-200的指令系统及编程软件的所有信息，并提供在线帮助、网上查询、访问等功能。

PLC的主要模块构成（系统组成图）

  PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成(见图1），有的PLC还可以配备特殊功能模块，用来完成某些特殊的任务。

  1．CPU模块 

  CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成。在PLC控制系统中厂CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。

  2.I/O模块 

  输入(1nput)模块和输出(Output)模块简称为I／O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。   

输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮；选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等过来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号。

    开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块月手来控制调节阀、变频器等执行装置。   

图1 PLC控制系统示意图 

  CPU模块的工作电压一般是5V，而PLC的输入／输出信号电压一般较高，如直流24V和交流220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使PLC不能正常工作。在I／O模块中，用光耦合器、光电晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的I／O电路，I／O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。

  3．编程器   

    编程器用来生成用户程序，并用它进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。

    使用编程软件可以在计算机的屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。

    4．电源   

    PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC 5V，±12V，24V等直流电源。小型PLC一般都可以为输入电路和外部的电子传感器(如接近开关)提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。

X6132铣床常见电气故障原因分析

1．故障现象：主轴电动机M1不能起动，分析原因。
原因分析：
如果转换开关SA2在断开位置。则故障原因为：
①SQ6、SB1、SB2、SB5、SB6、KT延时触点任一个接触不良或者回路断路。
②热继电器FR1、FR2动作后没有复位导致它们的常闭触点不能导通。
③接触器KM1线圈断路。
2．故障现象：主轴电动机不能变速冲动或冲动时间过长，分析原因。
原因分析：
①SQ6-1触点或者时间继电器KT的触点接触不良。
②冲动时间过长的原因是时间继电器KT的延时太长。
3．故障现象：工作台各个方向都不能进给
原因分析：
①KM1的辅助触点KM1（6-9）接触不良。
②热继电器FR3动作后没有复位。
4．故障现象：进给不能变速冲动
原因分析： 如果工作台能正常各个方向进给，那么故障可能的原因是SQ5-1常开触点坏。
5．故障现象：工作台能够左、右和前、下运动而不能后、上运动
原因分析：由于工作台能左右运动，所以SQ1、SQ2没有故障；由于工作台能够向前、向下运动，所以SQ7、SQ8、SQ3没有故障，所以故障的可能原因是SQ4行程开关的常开触点SQ4-1接触不良。
6．故障现象：工作台能够左、右和前、后运动而不能上、下运动
原因分析：由于工作台能左右运动，所以SQ1、SQ2没有故障；由于工作台能前后运动，所以SQ3、SQ4、SQ7、YC4没有故障，因此故障可能的原因是SQ8常开触点接触不良或YC5线圈坏。
7．故障现象：工作台不能**移动
原因分析：如果工作台能够正常进给，那么故障可能的原因是SB3或SB4、KM4常开触点，YC3线圈坏。

循环指令——西门子S7系列PLC

l    RLD  <number>   32位左循环指令

l    RRD  <number>   32位右循环指令

l    RLDA             32位带CC1位左循环指令

l    RRDA             32位带CC1位右循环指令

例3.8.2

FBD符号：

* STL指令格式： RLD  <number>

说明：

1．当使能输入端EN = 1时，执行双字左循环指令。将来自输入端IN的32位双字左循环N位后，由OUT端输出。

2．N端输入要移位的次数。

3．如果N不等于0，则执行该指令后，CC0和OV位总是等于0。

    4．ENO = EN

l          打开数据块

        指令格式：OPN <data block>

          说明：打开一个数据块作为shared数据块（DB）或者作为instance数据块（DI）。

              可以同时打开一个shared数据块和一个instance数据块。

例 4.9.1： OPN  DB 10    // 打开数据块DB 10作为shared数据块

          L     DB W35  // 将DB 10的数据字W35装入到累加器

1的低字。

          T     M W22   // 将累加器1的低字传输到M W22。

          OPN   DI 20    // 打开数据块DI 20作为instance数据块

          L     DI B12    // 将DI 20的数据字节B12装入到累加

器1的低字

          T     DB B37   // 将累加器1的低字传输到DB 10的字

节37中。

l          交换shared数据块和instance数据块

        指令格式：CDB

        说明：交换shared数据块和instance数据块。

shared数据块变成instance数据块，

instance数据块变成shared数据块。

l          装shared数据块的长度到累加器1

        指令格式：L  DBLG

        说明：将shared数据块的长度装到累加器1。

l          装shared数据块的数目到累加器1

        指令格式：L  DBNO

        说明：将shared数据块的数目装到累加器1。

l          装instance数据块的长度到累加器1

        指令格式：L  DILG

        说明：将instance数据块的长度装到累加器1。

l          装instance数据块的数目到累加器1

        指令格式：L  DINO