西门子模块6ES7222-1EF22-0XA0产品信息

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1  plc工作原理
                   
拓展：
输入类型分为直流输入与交流输入。
输出类型分为继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。继电器输出的过载能力比较强，晶体管输出与晶闸管输出的速度可以达到20khz。
2 标准触点指令（stl语句表）
ld——装载常开触点
ldn——装载常闭触点
a——与一个常开触点
an——与一个常闭触点
o——或一个常开触点?
on——或一个常闭触点
not——取反
= ——输出
拓展：
触点可以无数次使用，输出线圈不可以，输出线圈只能使用一次。
3     基本逻辑指令
   3.1     与运算（a）
                      
  3.2     或运算（o）
                    
                  
                  
                  i0.4       i0.5        q0.2
                   0           0          0
                   0           1          1
                   1           0          1
                   1           1          0                 
     （3）总结
           相同出0，不同出1
 3.4     非运算（not）
                     
                 
                      i0.6        q0.3
                        0          1
                        1          0
 （3）总结
             0出1，1出06供电电源的质量直接影响plc的使用可靠性，也是故障率较高的部件，检查电压是否满足额定范围的85%～110％及考察电压波动是否频繁。频繁的电压波动会加快电压模块电子元件的老化，建议加装稳压电源。对于使用10多年的plc系统，若常出现程序执行错误，首先应考虑电压模块供电质量。

　　 运行环境的检查：
    (1)plc运行环境温度在0～60℃。温度过高将使得plc内部元件性能恶化和故障增加，尤其是cpu会因“电子迁移”现象的加速而降低plc的寿命。温度偏低，模拟回路的安全系数也会变小，超低温时可能引起控制系统动作不正常。解决的办法是在控制柜安装合适的轴流风扇或者加装空调，并注意经常检查。
    (2)环境相对湿度在5%～95％之间。在湿度较大的环境中，水分容易通过模块上的ic的金属表面的缺陷侵入内部，引起内部元件性能的恶化，使内部绝缘性能降低，会因高压或浪涌电压而引起短路；在极其干燥的环境下，mos集成电路会因静电而引起击穿。
    (3)要定期吹扫内部灰尘，以保证风道的畅通和元件的绝缘。建议plc的电控柜使用密封式结构，并且电控柜的进风口和出风口加装过滤器，可阻挡绝大部分灰尘的进入。
　　检查plc的安装状态。各plc单元固定是否牢固，各种i/o模块端子是否松动，plc通信电缆的子母连接器是否完全插入并旋紧，外部连接线有无损伤。检查plc的程序存储器的电池是否需要更换。
　　根据维修的特点可分为①外线维修，包括通信总线和i/o所连接的传感器、连接器、继电器、限位开关、保护元件、连接线和变频器等。②plc的固件维修，包括cpu单元、i/o单元、智能单元、供电模块的内部电路维修。plc控制器具有一定的自检能力，而且在系统运行周期中都有自诊断处理阶段。系统工作过程中无论发生何种故障，维修人员都要遵循一定的操作步骤。
　　1．检查plc供电是否正常。若power指示灯不亮，可检查供电线路和熔断器。
　　2．检查plc系统。启动plc查看“run”指示是否正常，有无报警发生。通常正在使用的plc系统很难发生这种故障。
　　3．i/o模块的检查。i/o模块是cpu与外部控制对象沟通信息的通道，也是容易损坏的部分，因此使维修的主要内容。
　　4．工作环境的检查。主要影响的因素是温度和湿度。5．固件的维修。当确认是plc固件损坏，好的办法是更换新的备件。

温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文以温度监测与控制系统为例，来说明plc在模拟量信号监测与控制中的应用。该系统具有广泛的应用范围：如大型家禽孵坊、电器生产行业和机械加工的某些工艺流程中……

一、控制要求

将被控系统的温度控制在某一范围之间，当温度低于下限或高于上限时，应能自动进行调整，如果调整一定时间后仍不能脱离不正常状态，则采用声光报警，来提醒操作人员注意，排除故障。
系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置绿、红、黄三台指示灯来指示温度状态。当被控系统的温度在要求范围内，则绿灯亮，表示系统运行正常；当被控系统的温度超过上限或低于下限时，经调整且在设定时间内仍不能回到正常范围，则红灯或黄灯亮，并伴有声音报警，表示温度超过上限或低于下限。
该系统充分利用电气智能平台现有设备，引入plc和变频器于系统中，将硬件模拟和软件仿真有机结合，有效的运用了平台资源。本文通过对该系统的阐述，详细介绍了plc和变频器在模拟量信号监控中的运用。
 

二、控制系统原理及框图

该系统共涉及四大部分，包括温度传感器、变送器、plc温度监控系统和外部温度调节设备。首先，选取监控对象，在其内部（比如孵坊）选取四个采样点，利用四个温度传感器分别采集这四点温度后；通过变送器将采集到的四点温度的采样值转换为模拟量电压信号，从而得到四个采样点所对应的电压值，输入到plc的四个模拟量输入端口；plc温度监控系统将这四点温度读入后，取其平均值，作为被控系统的实际温度值，将其与预先设定的正常温度范围上下限相比较，得出系统所处状态，并向外部温度调节设备输出模拟量控制信号；外部温度调节设备根据输出的模拟量的大小来调节温度的上升与下降或保持恒温状态。
本文以0～10v来对应温度0～100℃，设置40～60℃为系统的正常温度范围，对应的模拟量电压为4～6v，也即40℃（4v）为下限，60℃（6v）为上限，调节时间设定为20s。其中，50℃（5v）为我们的温度（电压）基准值。这样，我们就将plc温度控制系统对温度的监测与控制转变成了plc对模拟量电压的输入与输出的控制。当被控系统的实际温度低于设定的下限（40℃）时，plc温度监控系统经过比较运算后，通过其模拟量输出端口向外部温度调节设备输出5-10v的电压，而且输出的电压会根据被控系统实际温度值的降低而升高，从而改变外部温度调节设备，调节温度的幅度。同理，当被控系统的实际温度高于设定的上限（60℃）时，plc温度监控系统经过比较运算后，通过其模拟量输出端口向外部温度调节设备输出0~5v的电压，而且输出的电压会根据被控系统实际温度值的升高而降低，从而改变外部温度调节设备，调节温度的幅度。而当被控系统的实际温度处于设定的温度正常范围（40—60℃）时，plc温度监控系统经过比较后，通过其模拟量输出端口向外部温度调节设备输出5v恒定的电压，即输出电压的调节基准量，使温度调节设备保持恒温状态。
 

 

三、控制算法的原理及流程图
plc温度控制系统规定模拟量输入端取值范围为0～10v，本文设定其对应于温度0～100℃。要求被控系统的温度控制在40～60°c之间，也就是对应模拟量输入端口的电压范围是4～6v。同时，根据控制的需要，首先设定50℃（对应模拟量输入端口的电压为5v）作为被控系统温度的基准值，对应设定一个输出的电压调节基准量5v。
plc顺序扫描梯形图程序，扫描的结果有以下几种情形。假如读取到的四个采样点的温度，经过取平均后大于上限60℃（比如70℃），将其与被控系统温度的基准值（50℃）比较，得出两者之间的差值（20℃），也即对应2v，然后用输出的电压调节基准量5v与之相减，从而得到3v作为控制信号来控制外部的温度调节（降温），接着进入下一个扫描周期，直至被控系统的温度达到正常范围（40-60℃），如果在设定的调节时间（20s）后，未能恢复到正常范围内，则采用声光报警，红灯亮；假如读取到的四个采样点的温度，经过取平均后小于下限40℃（比如20℃），将其与被控系统温度的基准值（50℃）比较，得出两者之间的差值（30℃），也即对应3v，然后用输出的电压调节基准量5v与之相加，从而得到8v作为控制信号来控制外部的温度调节（升温），接着进入下一个扫描周期，直至被控系统的温度达到正常范围（40-60℃），如果在设定的调节时间（20s）后，未能恢复到正常范围内，则采用声光报警，黄灯亮；假如读取到的四个采样点的温度，经过取平均后处于设定的正常范围40-60℃（比如45℃），则输出调节电压的基准量5v，使被控系统保持恒温状态，绿灯亮，然后进入下一个扫描周期。