西门子CP340通讯模块   西门子CP340通讯模块

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西门子CP340通讯模块

PLC控制系统的一般结构和故障类型

PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成，如图1所示。输入部分包括控制面板和输入模板；采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器；CPU作为系统的核心，完成接收数据，处理数据，输出控制信号；输出部分有的系统用到DA模板，将输出信号转换为模拟量信号，经过功放驱动执行器；大多数系统直接将输出信号给输出模板，由输出模板驱动执行器工作；通讯部分由通讯模板和上位机组成。

因为PLC本身的故障可能性极小，系统的故障主要来自外围的元部件，所以它的故障可分为如下几种：

（1）输入故障，即操作人员的操作失误；

■传感器故障；

■执行器故障；

■PLC软件故障

这些故障，都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测，对故障进行预报和处理。

 

PLC控制系统的故障诊断方法

PLC控制系统故障的宏观诊断

故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下：

■是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。

■如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布，依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障：然后检查PLC的I/O模板是否有故障：**后检查PLC的CPU是否有故障。

■在检查PLC本身故障时，可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。

■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。

PLC控制系统的故障自诊断

故障自诊断是系统可维修性设计的重要方面，是提高系统可靠性必须考虑的重要问题。自诊断主要采用软件方法判断故障部分和原因。不同控制系统自诊断的内容不同。PLC有很强的自诊断能力，当PLC出现自身故障或外围设备故障，都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮、灭来查找。

总体诊断

根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图2所示。

电源故障诊断

电源灯不亮,需对供电系统进行诊断.如果电源灯不亮,首先检查是否有电,如果有电,则下一步就检查电源电压是否合适,不合适就调整电压,若电源电压合适,则下一步就是检查熔丝是否烧坏,如果烧坏就更换熔丝检查电源,如果没有烧坏,下一步就是检查接线是否有误,若接线无误,则应更换电源部件.

运行故障诊断

电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行。检查流程如图3所示.

图3 运行故障诊断流程图

输入输出故障诊断

输人输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险丝等元件状态有关。

出现输入故障时，首先检查LED电源指示器是否响应现场元件（如按钮、行程开关等）。如果输入器件被激励（即现场元件已动作），而指示器不亮，则下一步就应检查输入端子的端电压是否达到正确的电压值。若电压值正确，则可替换输入模块。若一个LED逻辑指示器变暗，而且根据编程器件监视器、处理器未识别输入，则输入模块可能存在故障。如果替换的模块并未解决问题且连接正确，则可能是I／O机架或通信电缆出了问题。

出现输出故障时，首先应察看输出设备是否响应LED状态指示器。若输出触点通电，模块指示器变亮，输出设备不响应。那么，首先应检查保险丝或替换模块。若保险丝完好，替换的模块未能解决问题，则应检查现场接线。若根据编程设备监视器显示一个输出器被命令接通，但指示器关闭，则应替换模块。

在诊断输入／输出故障时，**方法是区分究竟是模块自身的问题，还是现场连接上的问题。如果有电源指示器和逻辑指示器，模块故障易于发现。通常，先是更换模块，或测量输入或输出端子板两端电压测量值正确，模块不响应，则应更换模块。若更换后仍无效，则可能是现场连接出问题了。输出设备截止，输出端间电压达到某一预定值，就表明现场连线有误。若输出器受激励，且LED指示器不亮，则应替换模块。如果不能从I／O模块中查出问题，则应检查模块接插件是否接触不良或未对准。**后，检查接插件端子有无断线，模块端子上有无虚焊点。

指示诊断

LED状态指示器能提供许多关于现场设备、连接和I／O模块的信息。大部分输入／输出模块至少有一个指示器。输入模块常设电源指示器，输出模块则常设一个逻辑指示器。

对于输入模块，电源LED显示表明输入设备处于受激励状态，模块中有一信号存在。该指示器单独使用不能表明模块的故障。逻辑LED显示表明输入信号已被输入电路的逻辑部分识别 。如果逻辑和电源指示器不能同时显示，则表明模块不能正确地将输入信号传递给处理器。输出模块的逻辑指示器显示时，表明模块的逻辑电路已识别出从处理器来的命令并接通。除了逻辑指示器外，一些输出模块还有一只保险丝熔断指示器或电源指示器，或二者兼有。保险丝熔断指示器只表明输出电路中的保护性保险丝的状态；输出电源指示器显示时，表明电源已加在负载上。像输入模块的电源指示器和逻辑指示器一样，如果不能同时显示，表明输出模块就有故障了。

用户如何面对PLC销售市场上存在的低价现象

说到价格和服务的话题不得不谈谈PLC的销售市场，PLC的市场多以代理商和分销商加上系统集成商的模式在中国推行，而且也是很成功的一种市场模式，比如西门子和三菱为代表的两家。代理商以低折扣价模式行销全国，而分销商则是从代理商处拿货捆绑区域关系客户进行分销，而系统集成商也是从代理商处拿货进行系统集成。而产品的服务是以核心代理商技术为主，产品厂商为辅，这里的技术服务包括选型、方案、技术支持和技术服务。其实这是一个不错的市场链。但因为这两个品牌的PLC产品市场需求巨大，所以在风起云涌的市场上一时间冒出来很多超低价西门子和三菱的产品。一般核心代理商的价格折扣都差不多，所以销售价格很透明，差别基本上就是几十元，但是这些低价厂商往往会比核心代理商价格低出百元以上，这就让很多系统集成商、分销商以及客户如获至宝，而那些以技术增值服务为核心的代理商就会感觉很痛苦。这些超低价经销商，其实大致分为以下三种：

 

一是OEM大客户。

    这些经销商是从那些国内大量使用OEM PLC的企业，以项目方式进货，价格非常低，但是这种经销商有一个明显特点就是产品型号不全，因为国内OEM客户并不要西门子全套产品。所以客户判断这样的经销商只要多询问一些不常用的卡件或者CPU类型，看一看价格就能清楚了。

 

二是海外水货客户。

    这些经销商利用国外的一些非正规渠道和资源，从国外直接进货并私下运入国内。这些经销商的价格也是比较低的，所以客户判断这样的经销商的时候只要问一下货期就可以发现供货时间比较长，并且不能大量进货。

 

三是盗版客户。

    这些经销商比较黑心，因为现在市面上充斥了很多兼容西门子和三菱plc的国内PLC产品，这些经销商就从国内兼容PLC厂商进货，并私下涂改logo和印刷，然后出售给客户。所以客户判断这样的经销商只要让西门子查一下订货号，就可以辨别真伪。如果觉得这个方法比较麻烦，也可以直接询问400 CPU和高端触摸屏的价格就可以判断出来，比如这家IO或者连接器等辅件很便宜，但是400 CPU和正规代理商的价格一样甚至高出，对外宣称IO卡和辅件是库存所以便宜，这样基本上是假货。

 

这三种经销商以低价冲击市场，可以说正在慢慢地扰乱一个正规的市场。因为系统集成商和分销商为了追求利润**化，对低价产品肯定是趋之若鹜，但是在这里要提醒大家，以上三种经销商带来的产品会存在以下两种隐患：

 

一是质保期，由于西门子提供的**质保期是出厂18个月，也就是说产品从出库开始算起，就开始计算质保期，上述前两种经销商由于供货期、运输周期以及压货周期来计算，到客户手里质保期基本上已经快到期了，一旦客户在现场使用当中出现任何问题，将没有厂家此负责，有偿维修但价格很贵。**后一种经销商就更别提了，一旦查出来是仿冒的卡件，不但没有质保期还要面临被诉讼的可能性！种种迹像表明，外企品牌开始打击仿制品和维护自己的版权了。

 

二是技术支持，上述那些低价经销商基本上都是商务运作，也就是说他们有可能根本不懂这些产品，对于客户他们要求你需要提供订货号，比如西门子的就是6ES7……等等，这些经销商只会把PLC当做“白菜”来卖，对于选型、方案、配置都是不了解的，另外他们也不会提供任何技术支持和技术服务，很多集成商和分销商都是从这些经销商处采购产品，找核心代理商做配置和方案，但是一旦出了任何技术问题或者需要现场解决的问题的时候，因为你并没有从核心代理商处采购，所以他们不会提供技术支持，所以很多走这种低价经销商渠道的分销商和集成商也会有这样的苦楚。

 

这就是打价格战商家和打技术战商家的共同争锋市场的一个现状，面对这样的市场局面，作为客户又该如何进退呢？我觉得作为客户不要把利润只放在产品价格上，因该把利润放在技术创新或者设备的增值含量中，这也才是企业运行发展之根本。作为客户一味追求低价带来的是什么呢？没有技术质量保证的产品，没有优良服务的售后，可想而知商家连利润都压缩得快没有了，哪有利润空间给你作技术支持和服务呢？这也是国内企业和国外企业的分别，国外企业一般在追求如何创新上追求利润，而国内企业不少在想如何能在众多设备中仿造功能和降低价格。一个优秀自控厂商的发展之道是以实现企业与供应商的双赢来发展，从代理商处拿到好的产品，从技术上帮助解决和突破应用难题，然后提升产品和项目的品质、价格，确保自己的市场地位和利润。所以PLC市场上低价格和技术保障您会怎么选择呢？

使用FX2 PLC的ATL实现自动擦黑板程序设计举例

一些任务是间歇性的，但他们需要知道操作的**后状态。这是一种典型的操作。要记住的是，什么构成一个模式?程序是怎样分配使得它满足两个要求?使用ALT指令能处理一种简单的这个/那个的情况。

这种编程形式在很多情况中可以见到。不过经常地，使用都略有不同。在某一场合中，一台机器可能被起动;在另一场合中，一个排气扇可能在循环与排气间转换。不同情况下，问题的初始表现并不能让人想起相同的解决方法。

对于本节的例子黑板擦来说，也是奴此。编程者的初始反应是它与起动一台机器或改变一个模式不一样。然而，如果忽略实际应用，只研究对象运行所要求的事件或序列，那么在这些不同的应用中能提取出相似之处。

这个目的不能独立地达到，因为实际问题确实访碍某些理想操作的发生。要记住的是，观察一个问题的方法不止一种，这个非常短小精悍的擦黑板程序就是其中一种方法。

 

PLC节省输入点数的方法

一般认为输入点数是按系统输入信号的数量来确定的。但在实际应用中，通过以下措施可达到节省PLC输入点数的目的，下面以FX1N系列PLC来介绍。

（1）分组输入  如图1所示，系统有“手动”和“自动”两种工作方式。用X000来识别使用“自动”还是“手动”操作信号，“手动”时的输入信号为SB0～SB3，“自动”时的输入信号为S0～S3，如果按正常的设计思路，那么需要X000～X007一共8个输入点，若按图1的方法来设计，则只需X001～X004一共4个输入点。图中的二极管用来切断寄生电路。如果图中没有二极管，系统处于自动状态，SB0、SB1、S0闭合S1断开，这时电流从COM端子流出，经SB0、SB1、S0形成寄生回路流入X000端子，使输入位X002错误地变为ON。各开关串联了二极管后，切断了寄生回路，避免了错误的产生。但使用该方法应考虑输入信号强弱。

图1  分组输入

（2）矩阵输入  如图2所示为4×4矩阵输入电路，它使用PLC的四个输入点（X000～X003）和四个输出点（Y000～Y003）来实现16个输入点的功能，特别适合PLC输出点多而输入点不够的场合。当Y000导通时，X000～X003接受的是Q1～Q4送来的输入信号；当Y001导通时，X000～X003接受的是Q5～Q8送来的输入信号；当Y002导通时，X000～X003接受的是Q9～Q12送来的输入信号；当Y003 导通时，X000～X003接受的是Q13～Q16送来的输入信号。将Y000的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q1～Q4；将Y1的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q5～Q8；将Y002的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q9～Q12；将Y003的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q13～Q16。

图2  矩阵输入

使用时应注意的是除按图2进行接线外，还必须有对应的软件来配合，以实现Y000～Y003轮流导通；同时还要保证输入信号的宽度应大于Y000～Y003轮流导通一遍的时间，否则可能丢失输入信号。该方法的缺点是使输入信号的采样频率降低为原来的三分之一，而且输出点Y000～Y003不能再使用。

（3）组合输入  对于不会同时接通的输入信号，可采用组合编码的方式输入。如图3所示，三个输入信号SB0～SB2只占用两个输入点，M0～M2图3  组合输入

分别代表SB0～SB2。

（4）输入设备多功能化  在传统的继电控制系统中，一个主令（按钮、开关等）只产生一种功能的信号。在PLC控制系统中，一个输入设备在不同的条件下可产生不同的信号，如一个按钮既可用来产生启动信号，又可用来产生停止信号。如图4所示，只用一个按钮通过X000去控制Y000的“通”与“断”。即**次接通X000时Y000“通”再次接通X000时Y000“断”。

图4  用一个按钮控制的启动、保持、停止电路

（5）输入触点的合并  将某些功能相同的开关量输入设备合并输入（常闭触点串联输入、常开触点并联输入）。一些保护电路和报警电路常常采用此法。

如果外部某些输入信号总是以某种“与或非”组合的整体形式出现在梯形图中，可以将它们对应的某些触点在可编程序控制器外部串并联后作为一个整体输入可编程序控制器，只占可编程序控制器的一个输入点。

例如某负载可在多处启动和停止，可以将多个启动信号并联，将多个停止信号串联，分别送给可编程序控制器的两个输入点，如图5所示。与每一个启动信号和停止信号占用一个输入点的方法相比，不仅节约了输入点，还简化了梯形图电路。

图5  输入触点的合并

（6）某些输入信号不进入PLC  系统中有些信号功能简单、涉及面窄，如图6中的手动按钮、过载保护的热继电器触点等，有时就没有必要作为PLC的输入，将它们设计在PLC外围的硬件电路中同样可以满足控制要求。如果外部硬件电路过于复杂，则应考虑仍将有关信号送入可编程序控制器，

图6  输入信号设在PLC外部用梯形图来实现连锁。

（7）利用RUN口  大多PLC有RUN口，而且只有该口接通（RUN到COM之间用导线短接）时，PLC才能运行，因此，可将某些输入信号送入RUN口。在进行电梯控制系统的设计时，曾将电梯牵引电动机进行过载保护的热继电器常闭触点、安全窗开关的常开触点、安全钳开关的常开触点、上下限位开关的常闭触点等串入到RUN口到COM之间的连线上。当出现牵引电动机过载、安全窗被打开、安全钳动作及冲顶和沉底等故障情况时，RUN口被切断，PLC停止运行，既保证了电梯和乘客的安全，又可以督促维修人员进行维修。这样做有以下两点好处，一是牵引电动机过载、安全窗被打开等故障信号不送到PLC内，也就不占用PLC的输入口；二是不通过软件实现保护，可以简化控制程序。

可编程控制器的结构和编程方法

一 .可编程控制器的结构

1.       PLC的结构包括硬件和软件两大部分。在硬件和控制对象之间有三环：

2.       **个环：是操作系统，用它来管理PLC的硬件资源；

3.       第二个环：是编译系统，这两 个环构成了的PLC软件系统。

4.       第三个环：是实现用户要求的应用程序。 PLC的硬件原理框图

二 .可编程控制器的编程方法

1.       梯形图梯形图(LD——Ladder Diagram)法编程与传统的继电器电路图

2.       的设计很相似，用电路元件符号来表示控制任务直观易理解。

3.       语句表语句表也称指令表(IL—Instruction List)。或叫指令表语言。它是以RD、OR、AND、NOT……等逻辑指令为语句的操作码，以操作地址或参数操作数的编程语言。操作码表示要操作的功能类型，操作数表示到哪里去操作。这种编程方法紧凑、系统化，但比较抽象，有时先用梯形图表达，然后写成相应的指令语句输入。 梯形图与语句表的关系

4.       高级语言编程法（如C语言等）；随着数控技术的发展，可编程控制器控制的设备已由单机扩展到FMS、CIMS等。可编程控制器处理的信息除开关量信号、模拟量信号、交流信号外，还需要完成与上位机或下位机的信息交换。某些信息的处理已不能采用顺序执行的方式，而必须采用高速实时处理方式。基于这些原因，计算机所用的高级语言便逐步被引用到PC的应用程序中来。

5.       其他编程法控制系统流程图(逻辑功能图) 编程法；功能模块图表示的“功能块语言”编程法；基于图形表示的“图形语言”编程法；用指定子程序控制和指令语句表示的“结构文本语言”编程法；逻辑式编程法。

字节交换指令实例——西门子S7系列PLC

 CAW  累加器1低字字节交换指令

  格式：    CAW

说明：  将累加器1低字的高位字节和低位字节交换，高字不变。

 

l       CAD  累加器1字节交换指令

格式：    CAD

说明：累加器1中的4个字节进行整字节交换。交换顺序如下：

 

在STEP 7中可以对整数、长整数和实数进行加、减、乘、除算术运算。算术运算指令在累加器1和2中进行，在累加器2中的值作为被减数或被除数。算术运算的结果保存在累加器1中，累加器1原有的值被运算结果覆盖，累加器2中的值保持不变。

CPU在进行算术运算时，不必考虑RLO，对RLO也不产生影响。学习算术运算指令必须注意算术运算的结果将对状态字的某些位产生影响，这些位是：CC1和CC0，OV，OS。在位操作指令和条件跳转指令中，经常要对这些标志位进行判断来决定进行什么操作。

 

l         ＋I     16位整数相加指令

l         －I     16位整数相减指令

l          *I     16位整数相乘指令

l          / I     16位整数除法指令

l         ＋D    32位整数相加指令

l         －D    32位整数相减指令

l          * D    32位整数相乘指令

l          / D    32位整数除法指令

l         MOD   32位整数除法取余数指令

 

例3.7.1

          L  MW0     // 将MW 0中的值装入累加器1低字

          L  MW2     // 将MW 2中的值装入累加器1低字，累加器1低字中的原值移入累加器2低字

          ＋I          // 将累加器l低字和累加器2中的低字相加

  T  MW10    // 将运算结果送到MW 10

* FBD 格式

与STL语句表指令不同处在于多了使能输入端EN和使能输出端ENO。只有当I 0.0＝1时，才进行加法运算。如果运算的结果超出范围或者I 0.0＝0,则Q 4.0＝0。

PLC由哪几个主要部分组成？各部分的作用是什么？

PLC由中央处理器CPU,存储器,输入输出接口,编程器组成.

中央处理器CPU是核心,它的作用时接受输入的程序并存储程序.扫描现场的输入状态,执行用户程序,并自诊断.

存储器用来存放程序和数据,

输入接口采集现场各种开关接点的信号状态,并将其转化成标准的逻辑电平,输出接口用于输出电信号来控制对象.

编程器用于用户程序的编制,编辑,调试,检查和监视.还可以显示PLC的各种状态.

扫描周期:是PLC每执行一遍从输入到输出所需的时间.

工作过程是

1.输入现场信号:在系统的控制下,顺序扫描各输入点,读入的输入点的状态.

2.顺序扫描用户程序中的各条指令,根据输入状态和指令内容进行逻辑运算.

3.并输出控制信号,根据逻辑运算的结果,输出状态寄存器向各输出点发出相应的控制信号.实现所要求的逻辑控制功能.

基于PLC的主轴轴承温度的检测系统

数控机床可用测量法对主轴轴承温度进行监测。通过测量主轴轴承运转中的温升，来了解主轴轴承是否正常。轴承温度一般限制在温度升高不超过45℃，监测中若发现轴承的温度超过70-80℃，应立即停机检查。

 

1 安装及接线

数控机床可利用热电阻、多通道数字仪表及PLC控制系统的结合，来实现主轴轴承温度的检测。

在主轴前、中、后轴承处，安装4个热电阻。PLC控制系统采集4个测量点的温度，来监测不同位置处轴承温升情况。

 

2 控制要求及原理

 

温度控制系统利用热电阻进行测量点的温度测量，利用多通道数字仪表来显示主轴轴承的温度值。PLC实现参数设定、远程监控、数据存储和报警处理等功能。在实际编程过程中，不需要编写读写PLC寄存器的程序，通过数据定义的方法，在定义了I/O变量后，可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、数据记录和报警等。

 

系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置红、绿2个指示灯来显示温度状态。4个测量点的温度在要求范围内，绿灯亮，表示主轴可正常运转；当某一个被测点温度达到上限时，即便主轴转速还未达到要求，则红灯亮，同时数控系统显示器上相对应的轴承报警。操作者将主轴立即停止运转，并根据对应报警号检查主轴轴承对应位置处的状况，从而避免主轴轴承研伤现象。

3 结束语

现代PLC具有功能强、集成度高、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定等显著特点，广泛应用于现代工业的自动控制中。PLC可扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，本文提到的主轴轴承温度的检测就是以PLC为核心的智能温度控制系统，操作方便，可靠性好，具有重要的现实意义。

STEP7软件故障诊断基础

1. 建立项目文件及程序

建立新项目文件

选择Program/S7 Program.建立程序

选择Insert/S7 Block/Function 建立“功能”

选择编程语言LAD/FBD/STL

STEP7软件的编程元素

输入/显示方式的转换

建立数据块

数据格式及示例

   2. 程序测试及诊断

信号状态监视（FBD）

信号状态监视（LAD）

状态变量监控与修改

建立PLC的符号地址表

 

3. 硬件组态

SIMATIC S7的硬件组态

S7-300 PLC的可组态选件

选择CPU模板及信号模板等

确定MPI站地址

确定时钟存储器字节地址

建立PLC系统的MPI/DP/IE网络

插入PROFIBUS子站

 比较指令用于比较累加器2与累加器1中的数据大小。比较时应确保两个数的数据类型相同，数据类型可以是整数、长整数或实数．若比较的结果为真，则RLO为1，否则为0。比较指令影响状态字，用指令测试状态字有关位，可得到两个数更详细的情况。

 

例3.5.1：

比较存储字MW10和输入字IW10中整数的大小。如果两个整数相等，则输出Q 4.0为1；若MW10中的数大，则输出Q 4.1为1；若IW10中的数大，则输出Q 4.2为1。

L  MW 10   // **个待比较的数装入累加器1

 L  IW      // 第二个待比较的数装入累加器l，**个数被装入累加器2

 ＝＝I

 ＝ Q 4.0   // 若(MW 10)＝(IW10)，则Q 4.0为l，否则为0

 ＞I

 ＝ Q 4.1   // 若(MW 10)＞(1W10)，则Q 4.1为1，否则为0

 ＜I

 ＝ Q 4.2   // 若(MWl0)＜(IWl0)，则Q 4．2为l，否则为0

1 （ a ）是变压器反馈 LC 振荡电路。晶体管 VT 是共发射极放大器。变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路，变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时， LC 回路中出现微弱的瞬变电流，但是只有频率和回路谐振频率 f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压，这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V的基极。从图 1 （ b ）看到，只要接法没有错误，这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的，也就是说，它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并**后稳定下来。

    变压器反馈 LC 振荡电路的特点是：频率范围宽、容易起振，但频率稳定度不高。它的振荡频率是： f 0 =1 ／ 2π LC。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。

    （ 2 ）电感三点式振荡电路

图 2 （ a ）是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 2 （ b ）看到，晶体管的输入电压和反馈电压是同相的，满足相位平衡条件的，因此电路能起振。由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的，因此被称为电感三点式振荡电路。

    电感三点式振荡电路的特点是：频率范围宽、容易起振，但输出含有较多高次调波，波形较差。它的振荡频率是： f 0 =1/2π LC ，其中 L=L1 ＋ L2 ＋ 2M 。常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。

（ 3 ）电容三点式振荡电路

还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路，见图 3 （ a ）。图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路，从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 3 （ b ）看到，晶体管的输入电压和反馈电压同相，满足相位平衡条件，因此电路能起振。由于电路中晶体管的 3 个极分别接在电容 C1 、 C2 的 3 个点上，因此被称为电容三点式振荡电路。

    电容三点式振荡电路的特点是：频率稳定度较高，输出波形好，频率可以高达 100 兆赫以上，但频率调节范围较小，因此适合于作固定频率的振荡器。它的振荡频率是： f 0 =1/2π LC ，其中 C= C 1 C 2 C 1 +C 2 。

    上面 3 种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高，容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡频率比较高，而且频率稳定性好。

    RC 振荡器

     RC 振荡器的选频网络是 RC 电路，它们的振荡频率比较低。常用的电路有两种。

    （ 1 ） RC 相移振荡电路

 图 4 （ a ）是 RC 相移振荡电路。电路中的 3 节 RC 网络同时起到选频和正反馈的作用。从图 4 （ b ）的交流等效电路看到：因为是单级共发射极放大电路，晶体管 VT 的输出电压 U o 与输出电压 U i 在相位上是相差 180° 。当输出电压经过RC 网络后，变成反馈电压 U f 又送到输入端时，由于 RC 网络只对某个特定频率 f 0 的电压产生 180° 的相移，所以只有频率为 f 0 的信号电压才是正反馈而使电路起振。可见 RC 网络既是选频网络，又是正反馈电路的一部分。

    RC 相移振荡电路的特点是：电路简单、经济，但稳定性不高，而且调节不方便。一般都用作固定频率振荡器和要求不太高的场合。它的振荡频率是：当 3 节 RC 网络的参数相同时： f 0 = 1 2π 6RC 。频率一般为几十千赫。

    （ 2 ） RC 桥式振荡电路

 图 5 （ a ）是一种常见的 RC 桥式振荡电路。图中左侧的 R1C1 和 R2C2 串并联电路就是它的选频网络。这个选频网络又是正反馈电路的一部分。这个选频网络对某个特定频率为 f 0 的信号电压没有相移（相移为 0° ），其它频率的电压都有大小不等的相移。由于放大器有 2 级，从 V2 输出端取出的反馈电压 U f 是和放大器输入电压同相的（ 2 级相移 360°=0°）。因此反馈电压经选频网络送回到 VT1 的输入端时，只有某个特定频率为 f 0 的电压才能满足相位平衡条件而起振。可见 RC 串并联电路同时起到了选频和正反馈的作用。

    实际上为了提高振荡器的工作质量，电路中还加有由 R t 和 R E1 组成的串联电压负反馈电路。其中 R t 是一个有负温度系数的热敏电阻， 它对电路能起到稳定振荡幅度和减小非线性失真的作用。从图 5 （ b ）的等效电路看到，这个振荡电路是一个桥形电路。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分别是电桥的 4 个臂，放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上，所以被称为 RC 桥式振荡电路。

    RC 桥式振荡电路的性能比 RC 相移振荡电路好。它的稳定性高、非线性失真小，频率调节方便。它的振荡频率是：当R1=R2=R 、 C1=C2=C 时 f 0 = 1 2πRC 。它的频率范围从 1 赫～ 1 兆赫。

PLC的等效电路

从PLC控制系统与电器控制系统比较可知，PLC的用户程序（软件）代替了继电器控制电路（硬件）。因此，对于使用者来说，可以将PLC等效成是许许多多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。

 为了更好的理解这种等效关系，下面通过一个例子来说明。如图1所示为三相异步电动机单向起动运行的电器控制系统。其中，由输入设备SB1、SB2、FR的触点构成系统的输入部分，由输出设备KM构成系统的输出部分。

图1 三相异步电动机单向运行电器控制系统

a）主电路         b）控制电路

  如果用PLC来控制这台三相异步电动机，组成一个PLC控制系统，根据上述分析可知，系统主电路不变，只要将输入设备SB1、SB2、FR的触点与PLC的输入端连接，输出设备KM线圈与PLC的输出端连接，就构成PLC控制系统的输入、输出硬件线路。而控制部分的功能则由PLC的用户程序来实现，其等效电路如图2所示。

              

图2  PLC的等效电路

 图中，输入设备SB1、SB2、FR与PLC内部的“软继电器”X0、X1、X2的“线圈”对应，由输入设备控制相对应的“软继电器”的状态，即通过这些“软继电器”将外部输入设备状态变成PLC内部的状态，这类“软继电器”称为输入继电器；同理，输出设备KM与PLC内部的“软继电器”Y0对应，由“软继电器”Y0状态控制对应的输出设备KM的状态，即通过这些“软继电器”将PLC内部状态输出，以控制外部输出设备，这类“软继电器”称为输出继电器。

因此，PLC用户程序要实现的是：如何用输入继电器X0、X1、X2来控制输出继电器Y0。当控制要求复杂时，程序中还要采用PLC内部的其它类型的“软继电器”，如辅助继电器、定时器、计数器等，以达到控制要求。

要注意的是，PLC等效电路中的继电器并不是实际的物理继电器，它实质上是存储器单元的状态。单元状态为“１”，相当于继电器接通；单元状态为“０”，则相当于继电器断开。因此，我们称这些继电器为“软继电器”。