西门子6ES7331-7HF01-0AB0功能参数

1.PLC使用前的检查 
(l)检查电源接线(电源OFF)。电源端子接线错误、直流输入线与电源线短路，或输出线之a短路等均会严重损坏PLC。在接通电源前先检查电源及接地的接线，以及输入/输出接线。 
(2)程序及检查：电源0N，DVP-PLC，STOP。使用外围装置将程序写入主机之后，将写入程序读出、并使用程序检查功能(请参考HPP中文操作手册)来检查程序之回路与文法是否正确。 
(3)运转与测试：电源ON、PLC-RUN。RUN输入端及COM端导通的话，或将RUN开关拨至0N位置，处于运转模态，运转中可藉由HPP来变更定时器(T)、计数器C，缓存器(D)之设定值及暂存值，并可强制输出接点作ON/OFF动作。使用HPP可呼叫出各部继电器之ON/OFF动作及T、C、D之设定值与现在值。 
(4)LED指示灯检测异常。电源指示上POWER灯正常时主机通上电源时LED亮绿灯，如果主机通上电源时指示灯不亮若拆掉+24V导线，指示灯会亮，表示PLC的DC负载过大，这时请另行准备DC24V电源供应器。 
（5）电池电压指示(BATT、LOW灯)： 
·当电池电压不足时本指示灯亮，同时特殊补助继电器ON o当此灯开始亮起，约一个月后程序(当使用RAM时)自动消失，而靠电池作停电记忆之记忆区全部归0。 
·当此灯亮时请交换新电池(建议五年更换一次)。 
·当主机盖拿下即可更换电池。 
·如果特殊补助继电器被驱动的话，即使电池电压已降低BATT，VLED仍不会点亮，但特殊补助继电器将被设定为ON。 
·.如果电池电压下降，则用来设定定时器、计数器或其它目的的资料缓存器内的资料将不可靠。 
   （6）程序错误指示(PROG.E灯闪烁)： 
·定时器/计数器忘了设定而使用该号接点、程序回路不合理、电池电力不足、或是因外来之噪声干扰导致程序内容产生变化时，此点闪烁。此时，请检查程序是否正确，是否有较强之噪声干扰源存在，电池电压是否不足。 
·当错误发生时可由Hpp按[OTHER]键两次，即可显现出侦错号码，另外亦可由D1004来显示值。侦错号码请参考功能说明。 
·CPU错误指示：ERROR灯亮。 
· 当cpu因外来噪声或异物侵入而失控，或程序执行时间超过0.1秒时，CPU，ERROR将点亮。在PLC电源0N状况下，插拔内存卡匣也会使CPU-LED点亮。 
·关掉电源一会儿再打开电源，然后再使PLC运转。若此时PLC可正常运转，请检查可能发生的噪声源，或PLC内部有否异物侵入。 
· PLC接地线至少2平方 (AWG14)尽量使接地线长度缩短，建议采用Class接地(接地阻抗低于100Ώ如果因接地不正确而使PLC功能不正常请将接地线自端子拆除，此时需将主机与扩充机之接地端子连接在一起。 
·当地线自PLC拆除时，若错误指示由CPU-LED变成PROG.E时，请查看程序之执行周期时间是否过长(超过100ms以上)?执行周期时间存放在资料缓存器D1012。 
（7）输入信号显示： 
·输入信号ON/OFF状态由输入指示灯显示，也可由Hpp或计算机联机画面叫出监控。 
·当输入开关之ON定格电流过大时，输入开关会发生接触不良的情况请注意。 
·输入开关并接指示灯作输入显示时，请注意当开关OFF时，PLC仍会因为并皆知指示灯之残余电流的关系，造成PLC输入点无法OFF而形成误动作。 
·凡是比程序执行时间短之外部输入点ON/OFF，CPU无法有效的抓取。 
·PLC主机或I/0扩充机座上之DC24V电源供应端过负载或短路时，内部保护回路会自动的将电压降低而造成PLC停机。此种情况下，请将24+之配线全部拿开再检查配线。 
·千万不要在输入端外加电压，尤其是AC 110V/220V将造成输入回路烧毁。 
·主机与I/O扩充机座之输入端子台是可自由插入/拔除的。 
（8）输出信号显示。若输出负载未能依LED状态的ON/OFF动作可能原因有： 
·输出接点因过载或短路造成接点损坏或不良。 
·主机或扩充机端子台是可拆式，有可能接触不良，重新再锁紧。 
·外加之电源线路有问题。 
2.PLC的日常维护检查 
（1）锂电池寿命约5年，需更换。 
（2）输出接点电流较大或O N/OFF频繁者要注意接点寿命，检查更换。 
（3）PLC使用于振动机械上时要注意端子的松动现象。 
（4）注意Plc的外围温度( O-55方)湿度(35-85%RH不结露)及粉尘。 
（5）锂电池电压太低，面板上BATT.low灯会亮，虽然程序尚可保持一月以上。 
（6）更换电池方法步骤：切电源、取下上盖板、拔下旧电池、30秒内插上新电池、固定新电池并盖好上盖板。

PLC是一种监控装置, 为了监视及控制各项机电等设备, 当然必须与那些设备有相互沟通的方式.

在这些机电设备的世界里, 人类发明了各种形式的讯号, 以作为它们之间的沟通媒介.

目前来说, 人们研发出来的各种侦测如: 温度, 湿度, 压力等自然现象的侦测元件, 都是将所测得的数据转换为线性对应的电流信号,通常是4~20mA.

PLC接受这样的信号, 就可依据电流的大小而知道侦测器侦得的目前状况.

Pulse(脉冲)信号是一种形式的接点信号. 它的意思是每"达到条件"时, 接点会闭合一次. 例如: 某个转轮式的流量计,可能被设计成--当它计算出水流累计量达到一度时, 就将输出接点闭合一次.

至于所谓的RS232讯号, 乃是指一种"通讯"的方式(RS232是一种电气规格). 以上所提的各种信号都是电气形式的讯号.而且每个信号都需要独立的线路来作传递.

通讯的方式, 则可以把它当作设备用"交谈"的方式来做沟通. 它们彼此间以一串行的数值信号来组成所要传递的资料,使得多样化的资料能够借由一组通讯线路来达成.

4~20mA算是通用规格. 另外常见的还有 0~20mA.

另外还有电压式的: 0~5V, 1~5V, 0~10V, 等等.

当然还有以其他形式来表达自然环境中各种"连续性"数值的方式, 像是: 电阻式, 以及其他变化应用.

总之呢, 4~20mA的规格多.

但是, 事实上, 4~20mA的电流信号, 在进入电路板时, 还是会串上一个250或500欧姆的电阻,而获得一个1~5V或2~10V的电压, 然后再由A/D(类比/数位)转换IC得到一个对应的数值.

这个"5V"或"10V"的原因, 乃是人们研发出来的A/D IC容易且廉价的关系而已. 至于为何以电流的方式较多,因为4~20mA控制电流不易因传送距离较长而导致讯号衰减。

　一、引言

　　LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument EngineeringWorkbench）是美国国家仪器公司（National Instruments）推出一种基于图形语言（G语言）的开发环境，编程非常方便，人机交互界面直观友好，用户可以创建独立的可执行文件，能够脱离开发环境而单独运行，是目前流行的虚拟仪器编程平台，广泛应用于测试测量、过程控制、实验室研究与自动化等方面。

　　可编程控制器（Programmable LogicController，简称PLC）是将计算机技术、通信技术和自动控制技术结合在一起的自动控制设备，具有可靠性高、体积小、功耗低、抗干扰能力强等诸多优点，保证其在温度和湿度都较高、空间较小、工作环境恶劣的环境下稳定、可靠、长时间连续地工作。

　　将 LabVIEW 与PLC结合起来应用于工程实践，不仅可以大大降低成本、缩短开发周期，而且可以使得控制操作方便、界面美观。

　　二、应用背景

　　在某遥控模型装置的研制过程中，因被遥控装置的体积小、重量轻、内部结构复杂，以及其恶劣的工作环境决定了不适合在装置内部安装普通计算机，所以选用体积小重量轻、工作可靠的松下公司FPE型PLC 来作为被遥控装置被控端的主控单元。该型号的PLC 有16点输入和16 点输出，程序容量可达32KB。PLC在遥控装置中的作用主要是采集模型装置的状态、接收遥控端的控制信号以及驱动电机等。遥控端选用普通计算机，作用主要是负责读取PLC中模型装置的相关动态数据并进行相关运算、根据具体工作模式给PLC端自动发送控制信号或者通过采集人工输入信号并将其发送给被遥控装置的PLC。

　　鉴于 LabVIEW 软件可方便实现数据采集和信号处理，具有强大的外部接口能力，而且采用LabVIEW编写控制程序主界面的既简单美观，又能节约开发时间，大大提高了程序设计效率等优点，遥控端的控制程序采用LabVIEW 编写。

　三、LavVIEW 与PLC 的无线通信

　　由于模型装置的遥控端和被控端相隔的距离较远，为方便控制被控装置的运动，所以考虑采用无线通信的方式让遥控端与被控端进行通信联系。LabVIEW与PLC 之间的通信通常是采用串口方式，为此只需在这两者之间架设无线电台，并以无线电台为桥梁实现LabVIEW与PLC之间通过串口进行无线通信。

　　3.1 无线电台及其与终端的连接

　　我们采用深圳市友讯达科技发展有限公司生产的功率无线数传模块作为无线电台。该电台工作频率在ISM频段（载波频率433MHz），基于FSK的调制方式，采用高效信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力。其传输性能优良，接口多样，且设置使用方便，共提供三种内部接口方式：TTL/RS232/RS485，并提供透明的数据接口，接口波特率为1200/2400/4800/9600Bit/s，空中波特率为1200/2400/4800/9600Bit/s，用户均可根据实际需要进行设置。另外，该电台还具有可靠性高、体积小、重量轻等特点。

　将电台和用户终端连接好后，只需打开其附带的编程软件Fc211sp，进行相关设置即可使用。在这个编程软件中，可以读取电台当前设置，也可以改变信道、空中频率以及端口等的相关设置。由于PLC与LabVIEW 之间数据传送是双向的，所以两个电台的设置应当完全一致。

　　3.2 LabVIEW 与PLC 的串口通信

　　利用串口实现 LabVIEW 与PLC 之间通信的常用方法一般有两种，种方法是利用VISA 进行串口通信。VISA是应用于仪器编程的标准I/O 应用程序接口，它本身并不具有仪器编程能力，VISA是调用底层驱动器的高层API。第二种方法是利用标准串口通信函数进行串口通信。LabVIEW中提供了几个标准的串口通信函数，包括串口初始化函数、数据写入串口函数、从串口读出数据函数以及关闭端口函数等。这两种方法虽然都可是实现LabVIEW与PLC 的串口通信，但是前提是程序设计人员必须充分熟悉串口通信的工作原理及LabVIEW的程序编写，并且还需要设置相关的参数以及出错处理等，保证串口通信正常进行，程序编制过程相对比较复杂。

　　实际上，LabVIEW 本身就带有“Instrument I/O Assistant”，这个I/O助手可帮助程序设计人员轻松完成串口通信相关参数的设置，并实现与相关设备的串口通信。下面就以LabVIEW 与PLC的串口通信为例说明如何利用I/O 助手实现串口通信。

　　I/O 助手可以选择不同的设备端口，设定延迟时间以及定义接收和发送时结尾字符。由于LabVIEW 与PLC的串口通信是应答式的，并且设计中以LabVIEW 为主动，PLC 为被动，所以在“SelectInstrument”中要先选择加入“Write”，并将其输入的字符串命名为bbbbb，用以存放给串口的写入命令，来对PLC进行读或写，然后选择加入“Read and Parse”，并将其输出的字符串命名为output，用以存放串口中的返回数据。

　松下公司的 PLC 串口通信格式是采用MEWTOCOL协议，所以还要根据其协议格式来组织输入的命令字符串以及分解串口返回的字符串。以向PLC 中写数据为例，如果要向PLC的DT600到DT603四个数据单元中分别写入数据100、200、300、400，则输入字符串，即控制命令字符串应为“%01#WD00600006036400C8002C019001CR”，其中CR为校验码，控制命令字符串中的4 个数据项应当都为16进制数据。命令字符串的组成可以通过LabVIEW提供的相关函数来完成。

　其中 XOR 子VI作用是求取“%01#WD00600006036400C8002C019001CR”这个字符串的校验码，其程序可采用LabVIEW中的相关函数来编写。命令字符串组成完后，将其赋值给bbbbb 字符串变量，然后建立bbbbb字符串变量的一个局部变量，将其连接到“Instrument I/O Assistant”中bbbbb项。另外，还要创建一个接收从串口返回的字符串的变量output，以及为串口通信报错的error变量，并将其都连接至“Instrument I/O Assistant”中的相关项。

　对于向 PLC 写入数据，如果串口通信正常，则返回字符串output中将应是“%01$WD13”，否则将会报错，并提示错误代码，错误原因可根据错误代码查阅MEWTOCOL 协议手册。如果是从PLC中读出数据，与向PLC 写入数据相比，则不仅输入的命令字符串不同，而且返回字符串output 的内容也不同，返回字符串output中将包含所读取的数据信息以及其他校验信息等，需要从这个字符串中将数据信息提取出来。例如，如果命令是读取PLC中DT650到DT653的数据，则写入的命令字符串是“%01RDD0065000653CR”，其中CR 是校验码。

假设PLC中这几个寄存器中的数据分别为、450，则返回的字符串是“%01$RD9600FA005E01C201CR”，其中CR是校验码。得到返回字符串后，还需要进一步将其分解，以便得到相应的数据。

　因采用的是应答式串口通信，当数据量很大时，通信滞后可能是要面临的一个问题。另外，因无线通信为保证通信准确率，在距离较远的情况下，需要适当调低无线通信的空中频率，这也可能会造成串口无线通信的滞后。当通信的数据量较大，可采用数据分组的方法，将所有要交互的数据分成若干组，让那些实时性要求很高的数据在每一组数据中都出现，而其他数据分布再不同的组中，但每一组的数据总量要适中，程序在每一次循环内只分别对一组数据进行读操作和写操作，这样会在很大程度上减少大量数据通信滞后带来的一些问题。

　　四、结束语

　　本文介绍了利用无线电台实现LabVIEW 与PLC之间通过串口的无线通信的方法。这种方法已经在某无线遥控模型装置上通过测试并得到应用。实践证明，这种无线通信方法不仅通信可靠，错误率极低，而且简单易行，能完全满足一些工程实际需求。

　　本文创新点：采用LabVIEW 中的“Instrument I/O Assistant”模块与PLC进行串口通信，并实现LabVIEW 与PLC 的无线通信，不仅通信可靠，且简单易行。