工控系统及装备
6SL3210-1SB11-0AA0
发布时间:2017-11-07 10:26:36 产品编号:GY-5-174255795  分享
价格:98.00/台
品牌:西门子
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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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6SL3210-1SB11-0AA0

PLC电源模块及其它外设的选择

1.电源模块的选择 电源模块的选择较为简单,只需考虑电源的额定输出电流就可以了。电源模块的额定电流必须大于CPU模块、IO模块、及其它模块的总消耗电流。电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言,对于整体式PLC不存在电源的选择。

 

2.编程器的选择 对于小型控制系统或不需要在线编程的PLC系统,一般选用价格便宜的简易编程器。对于由中、**PLC构成的复杂系统或需要在线编程的PLC系统,可以选配功能强、编程方便的智能编程器,但智能编程器价格较贵。如果有现成的个人计算机,可以选用PLC的编程软件包,在个人计算机上实现编程器的功能。

 

3.写入器的选择 为了防止因干扰使锂电池电压变化等原因破坏RAM中的用户和程序,可选用EPROM写入器,通过它将用户程序固化在EPROM中。现在有些PLC或其编程器本身就具有EPROM写入器的功能。

  供我国使用的PLC的供电电源有两种形式:交流220V  电源和直流供电电源(多为24V)。图0提供的端子图为交流供电,如图1所示。图中L表示火线、N表示零线,     表示接地。交流供电的PLC提供辅助直流电源,供输入设备和部分扩展单元用。FX2N系列PLC的辅助电源容量为250460mA。在容量不够的情况下,需要单独提供直流电源。

    采用直流电源供电如图2所示,这类PLC的端子上不再提供辅助电源。

拾音器俗称电唱头。图 5  d )是立体声唱头的图形符号,它的文字符号是“ B ”。图 5  e )是单声道录放音磁头的图形符号。如果是双声道立体声的,就在符号上加一个“ 2 ”字,见图( f )。

扬声器、耳机的符号

扬声器、耳机都是把电信号转换成声音的换能元件。耳机的符号见图 5  g )。它的文字符号是“ B E ”。扬声器的符号见图 5  h ),它的文字符号是“ BL ”。

接线元件的符号

电子电路中常常需要进行电路的接通、断开或转换,这时就要使用接线元件。接线元件有两大类:一类是开关;另一类是接插件。

    ( 1 )开关的符号

在机电式开关中至少有一个动触点和一个静触点。当我们用手扳动、推动或是旋转开关的机构,就可以使动触点和静触点接通或者断开,达到接通或断开电路的目的。动触点和静触点的组合一般有 3 种: ① 动合(常开)触点,符号见图 6 ); ② 动断(常闭)触点,符号是图 6  b ); ③ 动换(转换)触点,符号见图 6  c )。一个**简单的开关只有一组触点,而复杂的开关就有好几组触点。

点下方表示推拉的动作;( d )表示旋转式开关,带 3 极同时动合的触点;( e )表示推拉式 1×波段开关;( f )表示旋转式 1×波段开关的符号。开关的文字符号用“ S ”,对控制开关、波段开关可以用“ SA ”,对按钮式开关可以用“ SB”。

教你如何看懂电路图(一)



 ( 2 )接插件的符号

接插件的图形符号见图 8 。其中( a )表示一个插头和一个插座,(有两种表示方式)左边表示插座,右边表示插头。()表示一个已经插入插座的插头。( c )表示一个 2 极插头座,也称为 2 芯插头座。( d )表示一个 3 极插头座,也就是常用的 3 芯立体声耳机插头座。( e )表示一个 6 极插头座。为了简化也可以用图( f )表示,在符号上方标上数字,表示是 6 极。接插件的文字符号是 X 。为了区分,可以用“ XP ”表示插头,用“ XS ”表示插座。

继电器的符号



教你如何看懂电路图(一)


因为继电器是由线圈和触点组两部分组成的,所以继电器在电路图中的图形符号也包括两部分:一个长方框表示线圈;一组触点符号表示触点组合。当触点不多电路比较简单时,往往把触点组直接画在线圈框的一侧,这种画法叫集中表示法,如图 9  a )。当触点较多而且每对触点所控制的电路又各不相同时,为了方便,常常采用分散表示法。就是把线圈画在控制电路中,把触点按各自的工作对象分别画在各个受控电路里。这种画法对简化和分析电路有利。但这种画法必须在每对触点旁注上继电器的编号和该触点的编号,并且规定所有的触点都应该按继电器不通电的原始状态画出。图 9  b )是一个触摸开关。当人手触摸到金属片 A 时, 555 时基电路输出( 3 端)高电位,使继电器 KR1 通电,触点闭合使灯点亮使电铃发声。 555 时基电路是控制部分,使用的是 6 伏低压电。电灯和电铃是受控部分,使用的是 220 伏市电。

教你如何看懂电路图(一)



继电器的文字符号都是“ K ”。有时为了区别,交流继电器用“ KA ”,电磁继电器和舌簧继电器可以用“ KR ”,时间继电器可以用“ KT ”。

电池及熔断器符号

教你如何看懂电路图(一)

电池的图形符号见图 10 。长线表示正极,短线表示负极,有时为了强调可以把短线画得粗一些。图 10  b )是表示一个电池组。有时也可以把电池组简化地画成一个电池,但要在旁边注上电压或电池的数量。图 10  c )是光电池的图形符号。电池的文字符号为“ GB ”。熔断器的图形符号见图 11 ,它的文字符号是“ FU ”。

二极管、三极管符号

教你如何看懂电路图(一)


半导体二极管在电路图中的图形符号见图 12 。其中( a )为一段二极管的符号,箭头所指的方向就是电流流动的方向,就是说在这个二级管上端接正,下端接负电压时它就能导通。图( b )是稳压二极管符号。图( c )是变容二极管符号,旁边的电容器符号表示它的结电容是随着二极管两端的电压变化的。图( d )是热敏二极管符号。图( e )是发光二极管符号,用两个斜向放射的箭头表示它能发光。图( f )是磁敏二极管符号,它能对外加磁场作出反应,常被制成接近开关而用在自动控制方面。二极管的文字符号用“ V ”,有时为了和三极管区别,也可能用“ VD ”来表示。


教你如何看懂电路图(一)

西门子S7-200系列PLC与PC通信程序流程图及工作过程

 在上述通信方式下,由于只用两根线进行数据传送,所以不能够利用硬件握手信号作为检测手段。因而在PC机与PLC通信中发生误码时,将不能通过硬件判断是否发生误码,或者当PC PLC工作速率不一样时,就会发生冲突。这些通信错误将导致PLC控制程序不能正常工作,所以必须使用软件进行握手,以保证通信的可靠性。

由于通信是在PC机以及PLC之间协调进行的,所以PC机以及PLC中的通信程序也必须相互协调,即当一方发送数据时另一方必须处于接收数据的状态。如图7-18、图7-19所示分别是PCPLC的通信程序流程。

 

 

7-18  PC机通信程序流程图

 

 

7-19  S7-PLC通信程序流程图

通信程序的工作过程:PC每发送一个字节前首先发送握手信号,PLC收到握手信号后将其传送回PCPC只有收到PLC传送回来的握手信号后才开始发送一个字节数据。PLC收到这个字节数据以后也将其回传给PCPC将原数据与PLC传送回来的数据进行比较,若两者不同,则说明通信中发生了误码,PC机重新发送该字节数据;若两者相同,则说明PLC收到的数据是正确的,PC机发送下一个握手信号,PLC收到这个握手信号后将前一次收到的数据存入指定的存储区。这个工作过程重复一直持续到所有的数据传送完成。

    采用软件握手以后,不管PCPLC的速度相差多远,发送方**也不会**于接收方。软件握手的缺点是大大降低了通信速度,因为传送每一个字节,在传送线上都要来回传送两次,并且还要传送握手信号。但是考虑到控制的可靠性以及控制的时间要求,牺牲一点速度是值得的,也是可行的。

PLC方的通信程序只是PLC整个控制程序中的一小部分,可将通信程序编制成PLC的中断程序,当PLC接收到PC发送的数据以后,在中断程序中对接收的数据进行处理。PC方的通信程序可以采用VBVC等语言,也可直接采用西门子专用组态软件,如STEP7WinCC

设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。因此,在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则:

1. **限度地满足被控对象的控制要求

 

充分发挥PLC的功能,**限度地满足被控对象的控制要求,是设计PLC控制系统的首要前提,这也是设计中**的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究,收集控制现场的资料,收集相关**的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合,拟定控制方案,共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

 

2. 保证PLC控制系统安全可靠

 

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行,是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑,以确保控制系统安全可靠。例如:应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行,而且在非正常情况下(如突然掉电再上电、按钮按错等),也能正常工作。

 

3. 力求简单、经济、使用及维修方便

 

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量,带来巨大的经济效益和社会效益,但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此,在满足控制要求的前提下,一方面要注意不断地扩大工程的效益,另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济,而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低,不宜盲目追求自动化和高指标。

 

4. 适应发展的需要

 

由于技术的不断发展,控制系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时,要适当留有裕量,以满足今后生产的发展和工艺的改进。

PLC的输出模块电路简介

 输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应管、驱动交流负载的双向晶闸管,以及既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载的小型继电器。输出电流的典型值为0.32A,负载电源由外部现场提供。

    2-5是继电器输出电路。内部电路使继电器的线圈通电,它的常开触点闭合,使外部负载得电工作。继电器同时起隔离和功率放大作用,每一路只给用户提供一对常开触点。与触点并联的RC电路和压敏电阻用来消除触点断开时产生的屯弧,以减轻它对CPU的干扰。

    2.6是晶体管集电极输出电路。。输出信号送给内部电路中的输出锁存器,再经光耦合器送给输出晶体管,后者的饱和导通状态和截止状态相当于触点的接通和断开。图中的稳压管用来抑制关断过电压和外部的浪涌电压,以保护晶体管,晶体管输出电路的延迟时间<1ms。场效应管输出电路的结构与晶体管输出电路基本上相同。

 

    除了上述几种输出电路外,还有双向晶闸管输出电路,它用光电晶闸管实现隔离。双向晶闸管由关断变为导通的延迟时间小于1ms,由导通变为关断的延迟时间小于10ms。晶闸管在负载电流过小时不能导通,遇到这种情况时可以在负载两端并联电阻。

    除了输入模块和输出模块,还有一种既有输入电路又有输出电路的模块,输入、输出的点数一般相同,这种模块使用户确定PLC的硬件配置更为方便。

    输出电流的额定值与负载的性质有关,例如FX的继电器输出模块可以驱动2A/220V AC的电阻性负载,但是只能驱动80VA220V AC的电感性负载和100W的白炽灯。额定输出电流还与温度有关,温度升高时额定输出电流减小,有的PLC提供了有关的曲线。

    由于散热的原因,有的输出模块需要考虑属于同一公共点(COM)的几个输出点的总电流,例如FX的晶体管输出模块的额定输出电流是0.5A/点,0.8A/COM

    继电器输出模块的使用电压范围广,导通压降小,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,但是动作速度较慢,寿命(动作次数)有一定的限制。如果负载的通断变化不是很频繁,建议优先选用继电器型的。

    晶体管型与双向晶闸管型模块分别用于直流负载和交流负载,它们的可靠性高,反应速度快,寿命长,但是过载能力稍差。

S7-200PLC交换和填充指令

交换和填充指令

名称

指令格式

(语句表)

功能

操作数

换字节指令

SWAP IN

将输入字IN的高位字节与低位字节的内容交换,结果放回IN

INVWIWQWMWSWSMWLWTCAC*VD*AC*LD

填充指令

FILL INOUTN

用输入字IN填充从OUT开始的N个字存储单元

N的范围为1~255

INOUTVWIWQWMWSWSMWLWTCAC*VD*AC*LD

IN还可以是AIW和常数

OUT还可以是AQW

NVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD,常数

表操作指令

名称

指令格式

(语句表)

功能

操作数

表存数指令

ATT DATATABLE

将一个字型数据DATA添加到表TABLE的末尾。EC值加1

DATATABLEVWIWQWMWSWSMWLWTCAC*VD*AC*LD

DATA还可以是AIWAC和常数

表取数指令

FIFO TABLEDATA

将表TABLE的**个字型数据删除,并将它送到DATA指定的单元。表中其余的数据项都向前移动一个位置,同时实际填表数EC值减1

DATATABLEVWIWQWMWSWSMWLWTC *VD*AC*LD

DATA还可以是AQWAC

LIFO TABLEDATA

将表TABLE的**后一个字型数据删除,并将它送到DATA指定的单元。剩余数据位置保持不变,同时实际填表数EC值减1

表查找指令

FND= TBLPTNINDEX

FND<> TBLPTNINDEX

FND< TBLPTNINDEX

FND> TBLPTNINDEX

搜索表TBL,从INDEX指定的数据项开始,用给定值PTN检索出符合条件(=<><>)的数据项

如果找到一个符合条件的数据项,则INDEX指明该数据项在表中的位置。如果一个也找不到,则INDEX的值等于数据表的长度。为了搜索下一个符合的值,在再次使用该指令之前,必须先将INDEX1

TBLVWIWQWMWSMWLWTC *VD*AC*LD

PTNINDEXVWIWQWMWSWSMWLWTCAC *VD*AC*LD

PTN还可以是AIWAC

S7-200PLC数据传送指令

 数据传送指令

名称

指令格式

(语句表)

功能

操作数

单一传送指令

MOVB INOUT

IN的内容拷贝到OUT

INOUT的数据类型应相同,可分别为字,字节,双字,实数

INOUTVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD

IN还可以是常数

MOVW INOUT

INOUTVWIWQWMWSWSMWLWTCAC*VD*AC*LD

IN还可以是AIW和常数

OUT还可以是AQW

MOVD INOUT

INOUTVDIDQDMDSDSMDLDAC*VD*AC*LD

IN还可以是HC,常数,&VB&IB&QB&MB&T&C

MOVR INOUT

INOUTVDIDQDMDSDSMDLDAC*VD*AC*LD

IN还可以是常数

BIR INOUT

立即读取输入IN的值,将结果输出到OUT

INIB

OUTVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD

BIW INOUT

立即将IN单元的值写到OUT所指的物理输出区

INVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD和常数

OUTQB

块传送指令

BMB INOUTN

将从IN开始的连续N个字节数据拷贝到从OUT开始的数据块

N的有效范围是1~255

INOUTVBIBQBMBSBSMBLB*VD*AC*LD

NVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD和常数

BMW INOUTN

将从IN开始的连续N个字数据拷贝到从OUT开始的数据块

N的有效范围是1~255

INOUTVWIWQWMWSWSMWLWTC*VD*AC*LD

IN还可以是AIW

OUT还可以是AQW

NVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD和常数

BMD INOUTN

将从IN开始的连续N个双字数据拷贝到从OUT开始的数据块

N的有效范围是1~255

INOUTVDIDQDMDSDSMDLD *VD*AC*LD

NVBIBQBMBSBSMBLBAC*VD*AC*LD和常数

自动装卸线PLC控制系统设计(附梯形图和语句表)

PLC控制的一条自动装卸线。

电动机M1驱动装料机加料,电动机M2驱动料车升降,电动机M3驱动卸料机卸料。

装卸线操作过程是:

①料车在原位,显示原位状态,按启动按钮,自动线开始工作;

②加料定时5s,加料结束;

③延时1s,料车上升;

④上升到位,自动停止移动;

⑤延时1s ,料车自动卸料;

⑥卸料10s,料车复位并下降;

⑦下降到原位,料车自动停止移动。

答: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控制装料电动机M12KM控制升降电动机M2正转,使料车上升,3KM控制升降电动机M2反转,使料车下降,4KM控制卸料电动机M35KM控制料车复位,6KM控制原位指示灯。

现场器件与PLC内部继电器对照表

现场器件

内部继电器地址

说明

输入

1SB

2SB

3SB

1ST

2ST

3ST

4ST

400

401

402

403

404

405

406

单周装载启动按钮

连续装载启动按钮

停止按钮

原位行程开关

上行程开关

卸料到位行程开关

卸料机复位到位行程开关

输出

1KM

2KM

3KM

4KM

5KM

6KM

430

431

432

433

434

435

启动装载电动机M1

启动升降电动机M2正转(料车上升)

启动升降电动机M2反转(料车下降)

启动卸料电动机M3正转(料车卸料)

启动卸料电动机M3反转(料车复位)

原点指示灯亮

PLC与现场器件接线图:

梯形图为:

指令程序为:

LD   403

OUT  435

LD   401

OR   101

ANI  402

OUT  101

LD   101

AND  403

OUT  103

LD   400

OR   103

OR   430

ANI  450

ANI  402

OUT  430

LD   430

OUT  450

K    5

S    200

LD   200

OUT  451

K    6

LD   451

OR   431

ANI  404

ANI  402

OUT  431

LD   431

R    200

LD   404

OUT  452

K    1

LD   452

OR   433

ANI  405

ANI  402

OUT  433

LD   405

OUT  453

K    10

LD   453

OR   434

ANI  406

ANI  402

OUT  434

LD   434

OR   432

ANI  403

ANI  402

OUT  432

END

现代PLC与外部设备的数据交换速度高速化

与外部设备的数据交换速度高速化。

    PLCCPU模块通过系统总线(一般做在基板的印刷电路上)与装插在基板上的各种I/O模块、特殊功能模块、通信模块等交换数据,装插的模块越多,CPU模块与那些模块之间的数据交换的时间就会增加。这种数据交换的时间的增加,在一定程度上会使PLC的扫描时间加长。因此,有必要采取以下措施使系统总线传输速度高速化:增加系统总线的带宽使一次传输的数据量增多,例如三菱电机的小Q系列PLC,增加了系统总线的带宽,使所传输的数据量是以前的2倍;在系统总线存取的方式上,采用连续成组传送技术实现连续数据的高速批量传送,大大缩短了存取每个字所需的时间;通过向与系统总线相连接的模块实现全局传送,即针对多个模块同时传送同一数据,有效地用活了系统总线。


PLC编程设备服务处理的高速化趋势简介

 编程设备服务处理的高速化。

     当扫描时间为数十毫秒时,几毫秒的编程工具和监控设备的服务处理时间不会带来什么问题。但是在执行1毫秒以下的控制任务时,就有必要大大缩短这个时间。所采用的方法是以多CPU芯片并行处理的方式,由专门处理编程及监控服务的微处理器芯片执行这类处理,以减轻对执行控制程序的CPU芯片的影响,让它只管执行顺控和逻辑运算。此外,为了提高服务处理的效率,缩短在现场读写程序的时间,以缩短操作时间,采用了高速的串行通信(**的波特率为115.2Kbps)以及将UCB口(**波特率达12Mbps)引入PLCCPU模块,从而实现与编程工具及监控设备之间通信的高速化,并允许同时使用这两个通信端口,由多人同时进行编程和调试。

FX2N系列PLC硬件组成

  FX2N系列PLC硬件组成与其他类型PLC基本相同,主体由三部分组成,主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC的基本结构如图1-1所示。系统电源有些在CPU模块内,也有单独作为一个单元的,编程器一般看作PLC的外设。PLC内部采用总线结构,进行数据和指令的传输。

外部的开关信号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量,它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器,收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据;经PLC内部运算与处理后,按被控对象实际动作要求产生输出结果;输出结果送到输出端子作为输出变量,驱动执行机构。PLC的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。









1)中央处理器CPU

CPU的主要作用是解释并执行用户及系统程序,通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其它功能,控制整个系统协调一致地工作。常用的CPU主要有通用微处理器、单片机和双极型位片机。

2)存储器模块

随机存取存储器RAM用于存储PLC内部的输入、输出信息,并存储内部继电器(软继电器)、移位寄存器、数据寄存器、定时器/计数器以及累加器等的工作状态,还可存储用户正在调试和修改的程序以及各种暂存的数据、中间变量等。

只读存储器ROM用于存储系统程序。可擦除可编程序的只读存储器EPROM主要用来存放PLC的操作系统和监控程序,如果用户程序已完全调试好,也可将程序固化在EPROM中。

3)输入输出模块

可编程序控制器是一种工业控制计算机系统,它的控制对象是工业生产过程,与DCS相似,它与工业生产过程的联系也是通过输入输出接口模块(I/O)实现的。I/O模块是可编程序控制器与生产过程相联系的桥梁。

PLC连接的过程变量按信号类型划分可分为开关量(即数字量)、模拟量和脉冲量等,相应输入输出模块可分为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。

4)编程器

编程器是PLC必不可少的重要外部设备。编程器将用户所希望的功能通过编程语言送到PLC的用户程序存储器中。编程器不仅能对程序进行写入、读出、修改,还能对PLC的工作状态进行监控,同时也是用户与PLC之间进行人机对话的界面。随着PLC的功能不断增强,编程语言多样化,编程已经可以在计算机上完成。

梯形图的编程规则

尽管梯形图与继电器电路图在结构形式、元件符号及逻辑控制功能等方面相类似,但它们又有许多不同之处,梯形图具有自己的编程规则。

1)每一逻辑行总是起于左母线,然后是触点的连接,**后终止于线圈或右母线(右母线可以不画出)。注意:左母线与线圈之间一定要有触点,而线圈与右母线之间则不能有任何触点。

2)梯形图中的触点可以任意串联或并联,但继电器线圈只能并联而不能串联。

3)触点的使用次数不受限制。

4)一般情况下,在梯形图中同一线圈只能出现一次。如果在程序中,同一线圈使用了两次或多次,称为“双线圈输出”。对于“双线圈输出”,有些PLC将其视为语法错误,**不允许;有些PLC则将前面的输出视为无效,只有**后一次输出有效;而有些PLC,在含有跳转指令或步进指令的梯形图中允许双线圈输出。

5)对于不可编程梯形图必须 经过等效变换,变成可编程梯形图。PLC之家,www.plc100.com

6)有几个串联电路相并联时,应将串联触点多的回路放在上方,如图5-2a所示。在有几个并联电路相串联时,应将并联触点多的回路放在左方,如图5-2b所示。这样所编制的程序简洁明了,语句较少。

 

5-2 梯形图

另外,在设计梯形图时输入继电器的触点状态**按输入设备全部为常开进行设计更为合适,不易出错。建议用户尽可能用输入设备的常开触点与PLC输入端连接,如果某些信号只能用常闭输入,可先按输入设备为常开来设计,然后将梯形图中对应的输入继电器触点取反(常开改成常闭、常闭改成常开)。

 

 

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