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潯之漫智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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PLC周期性死機(jī)的特征是PLC每運(yùn)行若干時(shí)間就出現(xiàn)死機(jī)或者程序混亂，或者出現(xiàn)不同的中斷故障顯示，重新啟動(dòng)后又一切正常。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，該現(xiàn)象見原因是由于PLC機(jī)體長(zhǎng)時(shí)間的積灰造成。
所以應(yīng)定期對(duì)PLC機(jī)架插槽接口處進(jìn)行吹掃。吹掃時(shí)可先用壓縮空氣或軟毛刷將控制板上、各插槽中的灰塵吹掃凈，再用95%酒精擦凈插槽及控制板插頭。清掃完畢后細(xì)心組3.3PLC無故程序丟失
PLC程序丟失通常是由于接地不良接線有誤、操作失誤和干擾等幾個(gè)方面的原因造成的：
PLC主機(jī)及模塊必須有良好的接地。
主機(jī)電源線的相線與中性線必須接線正確。
預(yù)先準(zhǔn)備好程序包，用作備份。
使用手持編程器查找故障時(shí)，應(yīng)將鎖定開關(guān)置于垂直位置.拔出就可起到保護(hù)內(nèi)存的功能。
由于干擾的原因造成PLC程序丟失.其處理方法可參照PLC受干擾引起故障的處理。當(dāng)PLG出現(xiàn)故障時(shí)，只要按照一般的故障規(guī)律進(jìn)行判斷，應(yīng)該可以準(zhǔn)確迅速地把故障排除掉。
裝到位.恢復(fù)開機(jī)便能正常運(yùn)行。

PLC開關(guān)量和模擬量如何轉(zhuǎn)換
PLC開關(guān)量、模擬量轉(zhuǎn)換，首先要明了三層含義:設(shè)備信號(hào)層、PLC軟件應(yīng)用層、PLC內(nèi)部處理層。
設(shè)備層:開關(guān)量是通斷信號(hào)，模擬量是線性電壓信號(hào)或線性電流信號(hào)。
PLC軟件應(yīng)用層:開關(guān)量是0、1開關(guān)節(jié)點(diǎn)以二進(jìn)制形式存放在PLC內(nèi)部寄存器中，模擬量是工程量(如255、32767、65535)以16進(jìn)制形存放在PLC用戶寄存器中。
內(nèi)部處理層:全部都是從寄存器中調(diào)出采取二進(jìn)制運(yùn)算。
開關(guān)量模擬量轉(zhuǎn)換在PLC軟件應(yīng)用層只要利用相關(guān)指令(如三菱K1M0等)將開關(guān)量二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制存放在PLC用戶寄存器就可以。
開關(guān)量和模擬量的轉(zhuǎn)換一般都經(jīng)過保持以及數(shù)字化的，比如開關(guān)量，有干擾吧，要排除這種干擾，可以軟件排除干擾，比如隔幾毫秒讀取一次開關(guān)狀態(tài)，兩次都讀到才認(rèn)為開關(guān)關(guān)閉了，不然認(rèn)為是干擾，當(dāng)然干擾也可以用硬件排除干擾，如果施密特觸發(fā)器等。
對(duì)于模擬量，也是經(jīng)過量化的，比如0809AD轉(zhuǎn)換，對(duì)于轉(zhuǎn)換方法，在這里也說不清楚，可以查詢芯片資料，0809芯片有控制轉(zhuǎn)換引腳，使能引腳，轉(zhuǎn)換地址等控制引腳，用8051單片機(jī)可以控制其轉(zhuǎn)換，當(dāng)然，還有高級(jí)的單片機(jī)，如MSP430，AVR等單片機(jī)，更好的轉(zhuǎn)換芯片，如DSP的STM32系列芯片，是專門的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。轉(zhuǎn)換的原理是根據(jù)轉(zhuǎn)換芯片的精度劃分轉(zhuǎn)換量，如，轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)為8位，再假定轉(zhuǎn)換的模擬量為5伏電壓，那么還可以把5伏分為256(因?yàn)?位芯片只能是2的8次方)等分，這樣就可以算出它的數(shù)字量了，反之亦然。
常見的模擬量信號(hào)有電壓和電流信號(hào)，有輸入信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的，比如變頻器的調(diào)速、氣壓比例閥等，輸出信號(hào)多見與各種傳感器和其他輸出設(shè)備。它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系需要參考AD、DA模塊與設(shè)備量程來確定。
DA模塊
它的數(shù)字量與模擬信號(hào)電壓之間的關(guān)系如下圖：
PLC控制系統(tǒng)
模塊端4000量程的數(shù)字量對(duì)應(yīng)10V電壓信號(hào)，按照此關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而在設(shè)備端變頻器頻率與模擬量之間的關(guān)系為：50.00Hz對(duì)應(yīng)于10v電壓信號(hào)輸入，那么在plc編程中頻率與數(shù)字量轉(zhuǎn)換的關(guān)系就是1數(shù)字量=1.25Hz或者1Hz=0.8數(shù)字量，加入我們要控制變頻器30.00Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，就要向DA模塊中寫入2400數(shù)字量。
AD模塊
在模塊端10v模擬量對(duì)應(yīng)4000數(shù)字量，按照此關(guān)系完成轉(zhuǎn)換。在設(shè)施端例如位置傳感器距離與模擬量電壓信號(hào)之間的關(guān)系是：200mm量程對(duì)應(yīng)10v模擬量輸出，那里在PLC程序要得到準(zhǔn)確的位置，位置與數(shù)字量之間的關(guān)系就是1mm=20數(shù)字量或者1數(shù)字量=0.05mm，加入我們檢測(cè)了2000的數(shù)字量，經(jīng)過換算就知道位置是100mm。
 
至于開關(guān)量與模擬量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，應(yīng)該說是模擬量怎么控制開關(guān)量，比如說電機(jī)轉(zhuǎn)速超過某值就要關(guān)掉電機(jī)、溫度大于多少就要終止加熱或小于多少要加熱，此刻我們經(jīng)過AD模塊監(jiān)控這些數(shù)據(jù)，在PLC中進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來輸出相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作。

PLC控制系統(tǒng)日常維護(hù)的主要內(nèi)容
PLC控制系統(tǒng)
日常維護(hù)
PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)和保養(yǎng)比較簡(jiǎn)單，主要是更換保險(xiǎn)絲和鋰電池,基本沒有其它易損元器件。由于存放用戶程序的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、計(jì)數(shù)器和具有保持功能的輔助繼電器等均用鋰電池保護(hù)，鋰電池的壽命大約為5年，當(dāng)鋰電池的電壓逐漸降低到一定程度時(shí)，PLC基本單元上電池電壓跌落到指示燈亮，提示用戶注意有鋰電池所支持的程序還可保留一周左右，必須更換電池，這是日常維護(hù)的主要內(nèi)容。
調(diào)換鋰電池的步驟為：
 
■在拆裝前，應(yīng)先讓PLC通電15秒以上(這樣可使作為存儲(chǔ)器備用電源的電容器充電，在鋰電池?cái)嚅_后，該電容可對(duì)PLC做短暫供電，以保護(hù)RAM 中的信息不丟失)；
 
■斷開PLC的交流電源；
 
■打開基本單元的電池蓋板；
 
■取下舊電池，裝上新電池；
 
■蓋上電池蓋板。
 
注意更換電池時(shí)間要盡量短，一般不允許超過3分鐘。如果時(shí)間過長(zhǎng)，RAM中的程序?qū)⑾А?br /> 
此外,應(yīng)注意更換保險(xiǎn)絲時(shí)要采用型號(hào)的產(chǎn)品。
 

CPU1215C功能

• 豐富的指令集: 
  運(yùn)算種類眾多，便于編程：
  • 基本操作,如二進(jìn)制邏輯運(yùn)算、結(jié)果賦值、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)、產(chǎn)生時(shí)間、裝載、傳輸、比較、移位、循環(huán)移位、產(chǎn)生補(bǔ)碼、調(diào)用子程序（帶局部變量）
  • 集成通信命令（例如，USS 協(xié)議、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive”（T 發(fā)送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）
  • 使用簡(jiǎn)便的功能，如脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列功能、運(yùn)算功能、浮點(diǎn)運(yùn)算功能、PID 閉環(huán)控制、跳轉(zhuǎn)功能、環(huán)路功能和代碼轉(zhuǎn)換
  • 數(shù)學(xué)函數(shù)，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP
• 計(jì)數(shù): 
  用戶友好的計(jì)數(shù)功能配以集成的計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器指令給用戶開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。
• 中斷處理：
  • 邊沿觸發(fā)中斷（由過程信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)）允許對(duì)過程中斷作出極快的響應(yīng)。
  • 時(shí)間觸發(fā)中斷。
  • 當(dāng)達(dá)到設(shè)定值或計(jì)數(shù)器方向改變時(shí)，可觸發(fā)計(jì)數(shù)器中斷。
  • 通信中斷使得能迅速方便地與周圍的設(shè)備如打印機(jī)或條碼閱讀器交換信息。
• 口令保護(hù)
• 測(cè)試和診斷功能： 
  易于使用的功能支持測(cè)試和診斷，例如，在線/離線診斷。
• 在測(cè)試和診斷過程中“強(qiáng)制”輸入和輸出： 
  可不在循環(huán)周期內(nèi)***設(shè)置輸入和輸出，例如可以檢測(cè)用戶程序。
• 按照 PLCopen 對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)控制。
• 庫功能

西門子CPU1215C亮點(diǎn)

可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)

信號(hào)模塊： [7]

***的 CPU ***可連接八個(gè)信號(hào)模塊，以便支持其它數(shù)字量和模擬量 I/O。

信號(hào)板： [6]

可將一個(gè)信號(hào)板連接至所有的 CPU，讓您通過在控制器上添加數(shù)字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU，同時(shí)不影響其實(shí)際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)，以*您應(yīng)用的需求。

內(nèi)存

為用戶程序和用戶數(shù)據(jù)之間的浮動(dòng)邊界提供多達(dá) 50 KB 的集成工作內(nèi)存。同時(shí)提供多達(dá) 2 MB 的集成加載內(nèi)存和 2 KB 的集成記憶內(nèi)存?？蛇x的 SIMATIC 存儲(chǔ)卡可輕松轉(zhuǎn)移程序供多個(gè) CPU 使用。該存儲(chǔ)卡也可用于存儲(chǔ)其它文件或更新控制器系統(tǒng)固件[6]  。

集成的 PROFINET 接口

集成的PROFINET 接口用于進(jìn)行編程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，該接口支持使用開放以太網(wǎng)協(xié)議的第三方設(shè)備。該接口具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的 RJ45 連接器，并提供 10/100 兆比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率。它支持多達(dá) 16 個(gè)以太網(wǎng)連接以及以下協(xié)議：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。

SIMATIC S7-1200 集成技術(shù)

SIMATIC S7-1200 具有用于進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量、閉環(huán)回路控制和運(yùn)動(dòng)控制的集成技術(shù)，是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多種類型的自動(dòng)化任務(wù) [8]  。

用于速度、位置或占空比控制的高速輸出 [9]

SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個(gè)高速輸出，可用作脈沖序列輸出或調(diào)諧脈沖寬度的輸出。當(dāng)作為 PTO 進(jìn)行組態(tài)時(shí)，以高達(dá) 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列，用于控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的開環(huán)回路速度和位置。使用其中兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器在內(nèi)部提供對(duì)脈沖序列輸出的反饋。當(dāng)作為 PWM 輸出進(jìn)行組態(tài)時(shí)，將提供帶有可變占空比的固定周期數(shù)輸出，用于控制馬達(dá)的速度、閥門的位置或發(fā)熱組件的占空比。
　　PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊

SIMATIC S7-1200 支持控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的開環(huán)回路速度和位置。使用軸技術(shù)對(duì)象和認(rèn)可的 PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊，在工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中可輕松組態(tài)該功能。除了“home”和“jog”功能，也支持***移動(dòng)、相對(duì)移動(dòng)和速度移動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板 [9]

工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板，簡(jiǎn)化了步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)和調(diào)試操作。

它提供了單個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，以及在線診斷信息。

用于閉環(huán)回路控制的 PID 功能 [9]

SIMATIC S7-1200 ***可支持 16 個(gè) PID 控制回路，用于簡(jiǎn)單的過程控制應(yīng)用。借助 PID 控制器技術(shù)對(duì)象和工程組態(tài)SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持編輯器，可輕松組態(tài)這些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自動(dòng)調(diào)整功能，可自動(dòng)為節(jié)省時(shí)間、積分時(shí)間和微分時(shí)間計(jì)算***調(diào)整值。

PID 調(diào)試控制面板 [9]

SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的 PID 調(diào)試控制面板，簡(jiǎn)化了回路調(diào)整過程。它為單個(gè)控制回路提供了自動(dòng)調(diào)整和手動(dòng)控制功能，同時(shí)為調(diào)整過程提供了圖形化的趨勢(shì)視圖。

SIMATIC S7-1200硬件創(chuàng)新…

集成Profinet / Ethernet 端口 – [10]

不需要編程電纜和以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊，減少了安裝空間和成本。

信號(hào)板的概念 – [9]

信號(hào)板可以增加額外的I / O點(diǎn)，而不必要改變CPU的體積；例如僅僅需要一路熱電阻傳感器信號(hào)的輸入，通過信號(hào)板就可以完成。

CPU本體集成數(shù)字量I/O，模擬量I/O和運(yùn)動(dòng)控制I/O – [9]

不需要額外的硬件擴(kuò)展，減少了PLC安裝空間和成本。

SIMATIC S7-1200軟件創(chuàng)新…

Step7 Basic是針對(duì)邏輯控制，HMI和網(wǎng)絡(luò)通信功能進(jìn)行開發(fā)的通用型編輯器 – [11]

所有向?qū)?，工具條和菜單具有相似的可視化效果，易于學(xué)習(xí)與維護(hù)可節(jié)約使用者大量時(shí)間。

自動(dòng)檢測(cè)和上載的概念 –

在設(shè)計(jì)階段，硬件組態(tài)簡(jiǎn)單快速，所有文檔存儲(chǔ)于CPU中，包括符號(hào)，注釋，描述，易于維護(hù)。

無需其它軟件工具 –

具有PID控制環(huán)節(jié)自整定功能，應(yīng)用PLCopen 架構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制功能，這些功能都嵌入到工程軟件包括用戶程序中。

I/O模塊的更換
 
若需替換一個(gè)模塊，用戶應(yīng)確認(rèn)被安裝的模塊是同類型。有些I/O系統(tǒng)允許帶電更換模塊，而有些則需切斷電源。若替換后可解決問題，但在一相對(duì)較短時(shí)間后又發(fā)生故障，那么用戶應(yīng)檢查能產(chǎn)生電壓的感性負(fù)載，也許需要從外部抑制其電流尖峰。如果保險(xiǎn)絲在更換后易被燒斷，則有可能是模塊的輸出電流超限，或輸出設(shè)備被短路。
 
PLC的故障診斷是一個(gè)十分重要的問題，是保證PLC控制系統(tǒng)正常、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。本文對(duì)常用的故障診斷方法進(jìn)行了探討。在實(shí)際工作過程中，應(yīng)充分考慮到對(duì)PLC的各種不利因素，定期進(jìn)行檢查和日常維護(hù)，以保證PLC控制系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行
PLC的硬件組成部分都有哪些
PLC的硬件主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口電源等部分組成。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接。
 
對(duì)于整體式PLC，所有部件都裝在同一機(jī)殼內(nèi)；對(duì)于模塊式PLC，各部件獨(dú)立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣?。無論是哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可根據(jù)用戶需要進(jìn)行配置與組合。
 
盡管整體式與模塊式PLC的結(jié)構(gòu)不太一樣，但各部分的功能作用是相同的，下面對(duì)PLC主要組成各部分進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
 
1、中央處理單元(CPU)
 
同一般的微機(jī)一樣，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 隨機(jī)型不同而不同，常用有三類：通用微處理器(如Z80、8086、80286等)、單片微處理器(如8031、8096等)和位片式微處理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC大多采用高速位片式微處理器。
 
目前，小型PLC為單CPU系統(tǒng)，而中、大型PLC則大多為雙CPU系統(tǒng)，甚至有些PLC中多達(dá)8 個(gè)CPU。對(duì)于雙CPU系統(tǒng)，一般一個(gè)為字處理器，一般采用8位或16位處理器；另一個(gè)為位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的芯片。字處理器為主處理器，用于執(zhí)行編程器接口功能，監(jiān)視內(nèi)部定時(shí)器，監(jiān)視掃描時(shí)間，處理字節(jié)指令以及對(duì)系統(tǒng)總線和位處理器進(jìn)行控制等。位處理器為從處理器，主要用于處理位操作指令和實(shí)現(xiàn)PLC編程語言向機(jī)器語言的轉(zhuǎn)換。位處理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地滿足實(shí)時(shí)控制要求。