EFB1248VH

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在编制软件前，应首先熟悉所选用的 PLC产品的软件说明书，待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速度也快。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。
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【程先生 qq:937926739】
  PLC的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，也不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言，OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC，其编程语言都具有以下特点：
1.     图形式指令结构：程序由图形方式表达，指令由不同的图形符号组成，易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形，用户根据自己的需要把这些图形进行组合，并填入适当的参数。在逻辑运算部分，几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图，很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示，它沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系，很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等，一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示，虽然象征性不如逻辑运算部分，也受用户欢迎
2.     明确的变量常数：图形符相当于操作码，规定了运算功能，操作数由用户填人，如：K400，T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定，由产品型号决定，可查阅产品目录手册。
3.     简化的程序结构：PLC的程序结构通常很简单，典型的为块式结构，不同块完成不同的功能，使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4.     简化应用软件生成过程：使用汇编语言和高级语言编写程序，要完成编辑、编译和连接三个过程，而使用编程语言，只需要编辑一个过程，其余由系统软件自动完成，整个编辑过程都在人机对话下进行的，不要求用户有高深的软件设计能力。
5.     强化调试手段：无论是汇编程序，还是高级语言程序调试，都是令编辑人员头疼的事，而PLC的程序调试提供了完备的条件，使用编程器，利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等，并在软件支持下，诊断和调试操作都很简单。
之，PLC的编程语言是面向用户的，对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。

      §2 编程语言的形式
  本教材采用常用的两种编程语言，一是梯形图，二是助记符语言表。采用梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件；采用助记符形式便于实验，因为它只需要一台简易编程器，而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。
虽然一些的PLC还具有与计算机兼容的C语言、BASIC语言、的高级语言（如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样，各厂家的编程语言都只能适用于本厂的产品。
l     编程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎样去做的代码或符号。从本质上讲，指令只是一些二进制代码，这点PLC与普通的计算机是完全相同的。同时PLC也有编译系统，它可以把一些文字符号或图形符号编译成机器码，所以用户看到的PLC指令一般不是机器码而是文字代码，或图形符号。常用的助记符语句用英文文字（可用多国文字）的缩写及数字代表各相应指令。常用的图形符号即梯形图，它类似于电气原理图是符号，易为电气工作人员所接受。
l     指令系统：一个PLC所具有的指令的全体称为该PLC的指令系统。它包含着指令的，各指令都能干什么事，代表着PLC的功能和性能。一般讲，功能强、性能好的PLC，其指令系统必然丰富，所能干的事也就多。我们在编程之前必须弄清PLC的指令系统
l     程序：PLC指令的有序集合，PLC运行它，可进行相应的工作，当然，这里的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计，PLC的厂家或代销商不提供。用语句表达的程序不大直观，可读性差，特别是较复杂的程序，更难读，所以多数程序用梯形图表达。

l     梯形图：梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公司的FX2N系列产品的简单的梯形图例：




它有两组，组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以 结束程序。     
l     梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲，其顺序为：先输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为：
      地址     指令     变量
      0000     LD     X000
      0001     OR     X010
      0002     AND NOT   X001
      0003     OUT     Y000
0004     END     
反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。
l     梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。
  有了这个对应关系，用PLC程序代表继电逻辑是很容易的。这也是PLC技术对传统继电控制技术的继承。

与中断有关的三条功能指令是：中断返回指令IRET，编号为FNCO3；中断允许指令EI，编号为FNCO4；中断禁止DI，编号为FNC05。它们均无操作数，占用1个程序步。

PLC通常处于禁止中断状态，由EI和DI指令组成允许中断范围。在执行到该区间，如有中断源产生中断，CPU将暂停主程序执行转而执行中断服务程序。当遇到IRET时返回断点继续执行主程序。如图1所示，允许中断范围中若中断源X0有一个下降沿，则转入I000为标号的中断服务程序，但X0可否引起中断还受M8050控制，当X20有效时则M8050控制X0无法中断。

使用中断相关指令时应注意：

1）中断的优先级排队如下，如果多个中断依次发生，则以发生先后为序，即发生越早级别越高，如果多个中断源同时发出信号，则中断指针号越小优先级越高；

2）当M8050～M8058为ON时，禁止执行相应I0□□～I8□□的中断，M8059为ON时则禁止所有计数器中断；

3）无需中断禁止时，可只用EI指令，不必用DI指令；

4）执行一个中断服务程序时，如果在中断服务程序中有EI和DI，可实现二级中断嵌套，否则禁止其它中断
什么是单片机，单片机有什么用 
    单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学、应用和开发提供了便利条件。同时，学使用单片机了解计算机原理与结构的佳选择。
    可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成（如图1所示）。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器，如图2所示）。顾名思义，这种计算机的小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
要解释什么是软起动就必须解释电机的启动过程，无论是异步电动机还是同步电动机，其启动方式都是给定子接通电源。电动机接通电源时，转子静止不动，此时转差率大S=1，定子上的电流也大，一般为额定电流的4到7倍（可以查查将电动机的书）。大电流的冲击对电网、电动机、传动机械都是有害的。因此需要采取办法降低直接全压启动时产生的大电流，通过一定的技术手段降低危害。经典的方式有星三角、自耦变、延边三角、电抗器等等方式。
目前常见的有水电阻、磁控、可控硅、开关变压器、变频器等方式。但能实现真正软起动的仅有可控硅、开关变压器、变频器。其中变频器性能佳，但技术复杂、可靠性有待提高、维护难度高，且依赖进口；可控硅方式受限于可控硅器件的耐压问题，需要以特性参数一致的单个器件串联来克服高压，因此存在可控硅动态均压问题，使其可靠性大打折扣，目前进口的可靠性还可以，但价格昂贵。国内目前出现了一种开关变压器的软起动方式。该方式是从可控硅方式改进而来，主要改进在可靠性方面。该方式以变压器隔离高压和低压，单个可控硅放在低压侧，通过控制低压侧来控制高压侧，其控制方式也是相控调压。

摘要：开放式数控系统是当前数控技术研究的热点。在发展高速高效高精度及智能化等性能的同时，功能的发展也要求越来越强，具体体现在尽量用软件来实现数控的所有功能，使硬件规模达到小化。以PC为硬件平台，用软件来实现PLC的功能（即软PLC）成为开放式数控系统中PLC的发展趋势。描述了软PLC技术的组成结构和应用特点，并对其技术优势和技术发展的制约因素进行了分析，探讨了软PLC技术在工业领域的应用控制方案。软PLC编译程序和模拟运行程序运行效率较高，且显示硬PLC不可比拟的优越性，非常适合应用于开放式数控系统中，
关键词：软PLC技术 控制软件 编辑环境 控制方案
1 软件PLC技术的形成背景
20世纪90年代后期，人们逐渐认识到，传统PLC（本文简称硬PLC）自身存在着这样那样的缺点：难以构建开放的硬件体系结构；工作人员必须经过较长时间的培训才能掌握某一种产品的编程方法；传统PLC的生产被几家厂商所垄断，造成PLC的增长很缓慢。这些问题都成了制约传统PLC发展的因素。近年来，随着计算机技术的迅猛发展以及PLC方面国际标准的制定，一项打破传统PLC局限性的新兴技术发展起来了，这就是软PLC技术。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口等；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；全部用软件来实现传统PLC的功能。
2 系统结构和应用特点
2．1 系统结构
软PLC基于PC机，建立在一定操作系统平台之上，通过软件方法实现传统PLC的计算、控制、存储以及编程等功能，通过I／O模块以及现场总线等物理设备完成现场数据的采集以及信号的输出。根据传统PLC的组成结构，软PLC系统由开发系统和运行系统两部分组成。也可分为编辑环境和运行环境两部分。编辑环境与运行环境是客户／B服务器模式，二者之间采用COM／DCOM通信机制，运行环境作为COM服务器，提供标准的通信接口；编辑环境作为COM客户端应用，本地或远程访问存取这些接口，进行下载代码、读取运行环境的运行信息等操作。软PLC系统的整体框图如图1所示。




嵌入式系统通常由EPC或嵌入式控制器（也称智能控制器）和嵌入式软件组成，嵌入式软件又分为嵌入式操作系统和嵌入式应用程序，嵌入式操作系统的特点是程序短小、所需内存少，Microsoft公司推出的Windows CE就是一个嵌入式操作系统，而软PLC可以作为一个嵌入式应用程序运行在嵌入式系统中。
软PLC开发系统和运行系统是相互独立而又密不可分的两个应用程序，可以分别单独运行。
2．1．1 软PLC开发系统
软PLC开发系统实际上就是带有调试和编译功能的PLC编程器，此部分具备如下功能：①编程语言标准化，遵循IEC61131—3标准，支持多语言编程（共有5种编程方式：IL，ST，LD，FBD和SFC），编程语言之间可以相互转换；②丰富的控制模块，支持多种PID算法（如常规PID控制算法、自适应PID控制算法、模糊PID控制算法、智能PID控制算法等等），还包括目前流行的一些控制算法，如神经网络控制；③开放的控制算法接口，支持用户嵌入自己的控制算法模块；④仿真运行，实时在线监控，在线修改程序和编译；⑤强大的网络功能。支持基于TCP／IP网络，通过网络实现PLC远程监控，远程程序修改。
2．1．2 软PLC运行系统
这一部分是软PLC的核心，完成输入处理、程序执行、输出处理等工作。通常由I／O接口、通信接口，系统管理器、错误管理器、调试内核和编译器组成：①I／O接口，可与任何I／O系统通信，包括本地I／O系统和远程I／O系统，远程I／O主要通过现场总线InterBus，ProfiBus，CAN等实现；②通信接口。通过此接口使运行系统可以和开发系统或HMI（或MMI）软件按照各种协议进行通信，如下载PLC程序或进行数据交换；③系统管理器，处理不同任务和协调程序的执行，而且从I／O映像读写变量；④错误管理器，检测和处理程序执行期间发生的各种错误；⑤调试内核，提供多个调试函数，如重写、强制变量、设置断点、设置变量和地址状态；⑥编译器，通常开发系统将编写的PLC源程序编译为中间代码，然后运行系统的编译器将中间代码翻译为与硬件平台相关的机器可执行代码（即目标码）。
2．2 技术实现
以西门子公司开发的软件PLC产品为例说明它的构成方式。
种，在PC机上安装程序，使PC机用作为可编程控制器。该PC机上的操作系统是基于实时功能的，如：Windows NT或Windows CE或Linux等，在西门子开发的应用软件Pro-Tool／Pro的支持下，实现控制和监视，在编程软件STEP7支持下，提供用户编程环境。该PC机上还集成了现场总线Profibus-DP的通信协议及Profibus-DP接口，用以实现与分布式I／O及其它现场设备的连接。
第二种，将软PLC做成一块插板，安装在PC机的PCI总线插槽上。该PLC是可以独立工作的微机系统，与PC机无关，如有需要甚至可以用自身独立提供的电源。PC机可以容纳数个插槽式的PLC，并把它们当作集成模块，在操作系统支持下既独立又协调地工作。这种软PLC对操作系统、控制软件和编程软件的要求与种相同。在PC机的平台上，实现编程、运行、操作、监控数据存储及状态显示功能。
当对实时控制的要求较低时，一般使用种结构，软件就直接安装在Windows NT中，也可用带实时扩展子系统的软件，提高实时控制性能。如果对控制器的可靠性和控制性能要求较高，可选择插槽式PLC，因为它拥有自己的操作系统，有可靠的数据存储和准确的重新启动功能。
2．3 应用特点
应用特点为：①体现了IPC，PLC和DOC技术的集成。可充分利用PC平台上的硬件和软件资源，使控制系统更具特色；②系统更开放，应用更方便。软件PLC通过自己开发工具提供的OPC功能和Active控件，既可连接Office软件，也可连接用VB，VC开发的软件；③基于PC＋现场总线十分布式I／O的控制系统简化了复杂控制系统的体系结构，提高了通信效率和速度，降低了投资成本。
3 技术优势及其发展的制约因素
3．1 技术优势
软PLC解决了传统PLC的兼容性差、通用性差等问题，具有多方面的优势。
1)软PLC的硬件体系结构不再封闭，用户可以自己选择合适的硬件组成满足要求的软PLC。
2)传统PLC的指令集是固定的，而实际工业应用中可能需要定义算法。软PLC指令集可以更加丰富，用户可以使用符合标准的操作指令。
3)PC机厂家的激烈竞争使得基于PC机的软PLC的得以提高。
4)传统PLC限制在几家厂商生产，具有私有性，因此很难适应现有标准计算机网络，常常是PLC与计算机处在不同类型的网络中。软PLC不仅能加入到已存在的私有PLC网络中，而且可以加入到标准计算机网络中。这使得现有计算机网络的很多研究成果很容易地应用到PLC控制技术中。
5)软PLC的技术是基于IEC61131—3标准的，因此在掌握标准语言后开发就比较容易。
3．2 发展的制约因素
尽管软PLC技术具有很大的发展潜力，但是这项技术的实现需要解决一些重要的问题。其中主要是以PC为基础的控制引擎的实时性问题。软PLC的操作系统是Windows NT，但是它并不是一个硬实时的操作系统。传统PLC具有硬实时性，正因为如此它才能提供快速、确定而且可重复的响应。而要让Windows NT具有硬实时性，必须对它进行扩展，使得PC的控制任务具有高的优先级，不因为NT的系统功能和用户程序的调用而被抢占。现在，我们可以通过一些方法将实时性能加人到NT系统中去。比如，修改NT的硬件抽象层，或者NT与一种经过实用验证的硬实时操作系统组合。另外，Windows CE等操作系统具有了NT在硬实时性方面所不具备的特性。在实际开发中也可使用其他的操作系统作为平台。
4 软PLC技术应用控制方案
根据软PLC运行的硬件平台的不同，其控制功能的实现方案有以下3种。
1)基于IPC或EPC的控制方案。在这种控制应用方案中，系统的软件平台可以采用Windows NT，Windows CE或Linux等，通用IO板卡和IO接线端子板（或现场总线卡、现场总线以及远程I／O模块）负责与工业控制现场打交道。采集上来的输入信号被软PLC运行系统处理，软PLC开发系统（编程器）编写的控制应用程序也被软PLC运行系统解释执行，后将处理后的信号输出到本地（或远程）控制现场完成相应的本地控制（或远程控制）功能，及其控制方案和过程。
2)基于嵌入式控制器或智能控制器的控制方案。嵌入式控制器是一个小型计算机系统，一般没有显示器，其软件平台是嵌入式操作系统（如Windows CE）。在这种控制方案中，软PLC运行系统可以作为一个固件被安装到嵌入式控制器中，开发系统编写的应用程序通过RS232或TCP／IP协议下载到此控制器中，因此整个系统就如同一个黑盒子运行并完成的控制功能。
3)基于传统PLC的控制方案。在这种方案中，传统PLC将只作为一个硬件系统平台，将软PLC运行系统安装到此传统PLC硬件中，然后将开发系统编写的PLC应用程序下载到此硬件系统并运行，即可实现PLC的控制功能。
5 结束语
软PLC技术相对于传统PLC，以其开放性、灵活性和较低的价格占有很大优势。它简化了工厂自动化的体系结构，把控制、通信、人机界面及各种特定的应用全都合为一体，运用于同一个硬件平台上。
软PLC技术也存在着一些问题，例如，由于软PLC的运行环境是Windows操作系统，所以实时性不强；定时器大存在一个扫描周期的误差；扫描周期较长等。但是，这些问题可以通过改变运行环境、改进执行算法等方法加以解决。只要它们能实现控制的时间确定性，即保证能以时间高度一致的方式执行控制指令序列，并具有可预测的结果或行为。软PLC在未来的工业电气控制中定会占据重要的席位。成为继现场总线技术发展的新亮点。

1:使用CPU 315F和ET 200S时应如何避免出现“通讯故障”消息？ 
    使用CPU S7 315F，  ET 200S以及故障安全DI/DO模块，那么您将调用OB35 的故障安全程序。而且，您已经接受所有监控时间的默认设置值，并且愿意接收“通讯故障”消息。 OB 35 默认设置为100毫秒。您已经将F I/O模块的F监控时间设定为100毫秒，因此至少每100毫秒要寻址一次I/O模块。但是由于每100毫秒才调用一次OB 35，因此会发生通讯故障。要确保OB35的扫描间隔和F监控时间有所差别，请确保F监控时间大于OB35的扫描间隔时间。 
    S7分布式安全系统，一直到V5.2 SP1 和 6ES7138-4FA00-0AB0，6 ES7138-4FB00-0AB0，6ES7138-4CF00-0AB0 都会出现这个问题。在新的模块中，F 监控时间设定为150毫秒. 

2:当DP从站不可用时，PROFIBUS上S7-300 CPU的监控时间是？  
    使用CPU的PROFIBUS接口上的DP从站操作PROFIBUS网络时，希望在启动期间检查期望的组态与实际的组态是否匹配。在 CPU属性对话框中的Startup选项卡上给出了两个不同的时间。 

3:如何判断电源或缓冲区出错，如：电池故障？ 
    如果电源(仅S7－400)或缓冲区中的一个错误触发一个事件，则CPU操作系统访问OB81。错误纠正后，重新访问OB81。电池故障情况下，如果电池检测中的BATT.INDIC开关是激活的，则 S7-400仅访问OB81。如果没有组态OB81，则CPU不会进入操作状态STOP。如果OB81不可用，则当电源出错时，C PU仍保持运行。 

4：为S7 CPU上的I/O模块(集中式或者分布式的)分配地址时应当注意哪些问题？ 
    请注意，创建的数据区域(如一个双字)不能组态在过程映象的边界上，因为在该数据块中，只有边界下面的区域能够被读入过程映像，因此不可能从过程映像访问数据。 因此，这些组态规则不支持这种情况：例如，在一个 256 字节输入的过程映像的 254 号地址上组态一个输入双字。 如果一定需要如此选址，则必须相应地调整过程映像的大小(在CPU的Properties中)。 

5：在S7 CPU中如何进行全局数据的基本通讯？在通讯时需要注意什么？
全局数据通讯用于交换小容量数据，全局数据(GD)可以是：