宁德西门子(中国)一级代理商

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 目的PLC技术发展总的趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在以下几个方面。

  ①在系统构成规模上向大、小两个方向发展。发展小型(超小型)化、专用化、模块化、低成本PLC，以真正替代Zui小的继电器系统;发展大容量、高速度、多功能、高性能价格比的PLC，以满足现代化企业中那些大规模、复杂系统自动化的需要。

  ②功能不断增强，各种应用模块不断推出。大力加强过程控制和数据处理功能，提高组网和通信能力，开发多种功能模块，以使各种规模的自动化系统功能更强、更可靠，组成和维护更加灵活方便，使PLC应用范围更加扩大。

  ③PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，并使PLC基本部件，如输入输出模块、接线端子、通信协议、编程语言和工具等方面的技术规格规范化、标准化，使不同产品间能相互兼容，易于组网，以方便用户真正利用PLC来实现工厂生产的自动化。

  PLC的基本结构

  PLC本质上是一台用于控制的专用计算机，因此，它与一般的控制机(如STD总线的控制机)在结构上有很大的相似性。PLC的主要特点是与控制对象有更强的接口能力，也就是说，它的基本结构主要是围绕着适于过程控制(即过程中数据的采集和控制信号的输出以及数据的处理)的要求来进行设计。

  图1-1为通用PLC的结构框图。下面对这个框图中各部分的主要功能(作用)作简要介绍。

  中央处理器(CPU)

  中央处理器(CPU)是PLC的核心部件，整个PLC的工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的。它的主要任务是按一定的规律或要求读人被控对象的各种工作状态，然后根据用户所编制的应用程序的要求去处理有关数据，Zui后再向被控对象送出相应的控制(驱动)信号。它与被控对象之间的联系是通过各种1/O接口实现的。

  图1-1 通用PLC的结构框图

  (1)中央处理模板

  PLC中的中央处理模板通常是指PLC中的主控板，它与一般计算机系统中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一个中央处理器，即它是一块芯片。事实上，在一个小型或大型PLC的中央处理模板上，不仅有CPU集成芯片(可能还不止一片)，而且还有一定数量的ROM或EPROM(储存系统的操作系统)和RAM(储存少量的数据或用户程序)。

  (2)字处理器和位处理器

  在中型或大型规模的PLC中常装有两个中央处理器：字处理器和位处理器。其中字处理器是主处理器，它完成字节(byte)指令的处理，并实现各种控制作用(包括对位处理器的控制)。而位处理器是辅助处理器，它主要处理位(bit)信息。其主要特点是，在处理位信息时，速度可以很高。在小型PLC中，往往只用一个处理器同时完成这两方面的工作。

  (3)CPU的主要功能

  ①接收用户从编程器输入的用户程序，并将它们存入用户存储区。

  ②用扫描方式接收源自被控对象的状态信号，并存人相应的数据区(输入映射区)。

  ③用户程序的语法错误检查，并给出错误信息。

  ④系统状念及电源系统的监测。

  ⑤执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储等功能。

  ⑥根据数据处理的结果，刷新输出状态表，以实现对各种外部设备的实时控制和其他辅助工作(如显示和打印等)。

调试要点及注意事项

(1)常规检查。在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等)，避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。

(2)系统调试。系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试，采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理，用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程，包括程序本身、线路、设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中，系统在状态下运行，可随时发现问题、随时解决问题，从而使系统逐步完善。因此，一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。

在线调试设备开停时，必须先调试空开关的运行情况；如果设备设有运行监视开关，则可把监视开关强制为'1'(正式运行时，撤销强制)。调试单台设备时可针对性地建立该设备的变量表，对该设备及其与该设备相关的变量进行实时监视。这样既可判断逻辑操作是否正确，对模拟量的变化也可一目了然。比如调试电动执行器时，可建立一变量表，对执行器的位置信号、限位信号、过力矩信号及输出命令信号等进行实时监视，便可非常直观地观测执行器的动作情况。

(3)S7-300PLC模拟量模块可通过变换信号类型卡支持各种类型信号。当改造老生产工艺线时，不可避免地会遇到多类信号。因此，设计时好不把几种信号接到同一模块；同时必须先组态好模块，再接信号线，检查无误后送电。此外，应避免两线制与四线制信号、电流与电压信号的混接，以免烧坏模块。

(4)一般变送器的负载能力为600Ω，而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏，必须注意抗阻的匹配；模拟量输出模块的负载能力为600Ω，一

执行器的负载能力为250Ω；如线路较长，也存在抗阻匹配问题。此外，要加强信号的隔离，特别是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备配套的小型PLC之间的信号隔离，防止相互干扰。

结束语

西门子S7-300西门子PLC的应用非常广泛，在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题。本文从实际出发，总结多年实践经验，对以上各方面的问题提出了自己的见解，希望对工程技术人员能有一定的参考价值。