西门子变频器6SL3040-1MA00-0AA0

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 FP小型机寄存器有数据寄存器，特殊数据寄存器，定时器/计数器设定值寄存器SV，定时器/计数器经过值寄存器EV，索引寄存器IX、IY，链接寄存器LT等。寄存器每个字都是由16位组成(1字=16bit)。寄存器与继电器不同，它是纯粹的寄存器，不带任何接点。寄存器的地址编号用十进制表示。

  数据寄存器DT。数据寄存器是用来存储数据的，例如常数

  FPO-C10～C16有1660个数据寄存器，编号为DT0～DT1659。FP1-C56/C72有6144 个数据寄存器，编号为DT0～DT6143。FP有32765个数据寄存器，编号为DT0～DT32764、数据寄存器处理32位(双字)数据时，可使用两个相邻的数据寄存器作为一组。在这种情况下，只要指定某个数据寄存器D，那么D就作为低16位区，D 1即作为高16 位区。例如，指定DT8，DT8就作为低16位区，DT9自动设定为高16位区。数据寄存器有保持和非保持两种设置，设为保持型后，即使PLC断电，其数据也不会丢失。

  2)特殊数据寄存器DT。FP小型机内部有70个特殊数据寄存器，FPO、FP1的编号从DT9000~DT9069，FP2的编号从DT90000~DT90069。每一个特殊寄存器都有特定的功能。有作为工作状态、错误状态存储的寄存器，有作为时钟/日历的寄存器，还有高速计数器，模拟控制板的寄存器。

  3)SV和EV。SV是存储定时器/计数器设定值的寄存器：EV是存储定时器/计数器经过值的寄存器。定时器接点为T，计数器接点为C。SV、EV的地址与TM、CT指令的编号相对应。当执行TM或CT指令时，寄存器EV的内容随着程序的运行而变化，当它们内容变为0时，对应编号的C或T动作。

  常数

  PLC指令中的常数分为整数、实数和字符常数三种。

  1)整数常数。在PLC中的整数常数使用十进制和十六进制。如果在数字的前面冠以字母K，则为十进制;如果数字的前面冠以字母H，则为十六进制。K120表示十进制120，H200表示十六进制200。

  ①常数K。十进制常数K在PLC中使用Zui为频繁，主要用于PLC输入数据，如定时器/计数器的预置值等。输入到PLC的十进制常数K在PLC内部被转换为16位二进制数。PLC十进制常数K的所用范围为16位数据(单字)：K一32768～K32767;32位数据(双字)：K-2147483648～K2147483647。

  ②常数H。十六进制常数H可用较少的位数表示二进制数。十六进制数用1位表示4 位二进制数。十六进制常数H主要用来向gaoji指令或系统寄存器输入控制数据。输入PLC 的十六进制常数，在PLC内部转换为二进制数。PLC十六进制常数H所用的范围为16位数据(单字)：H8000~H7FFF;32位数据(双字)：H8000000~H7FFFFF.

  2)实数常数。用于FPO、FP≥的指令，允许使用实数进行运算。可使用的实数类型为浮点型实数(f)和BCD码型实数(H)。

  ①浮点型实数(f)，可用于运算的浮点型实数的范围如下。负数范围：—3.402823×10 正数范围：1.175494×10-33.402823×10即使实数的运算结果包含多位数字，PLC也Zui多处理7位有效数字。例如，实际的运算结果为0.33333333，则有效的数据为0.333333。在使用浮点实数进行运算的指令中，每个被转换为实数的数据以双字(32位)存储，因此，对实数进行传输及运算时，应使用双字(32位)单位的指令。

  ②BCD型实数(H)。可用于运算的BCD实数范围为一9999.9999.9999.999 数据存储是由3个单字构成，从低位开始依次为符号部、正数部、小数部。在符号部单字中，H0表示正数，H1表示负数。整数部单字为H0～H999，小数部单字为H0～H9999。因此，在传输或运算时，数据应以3字为单位进行操作。

1、分析被控对象并提出控制要求
　　详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。
　　2、确定输入／输出设备
　　根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。
　　3、选择PLC
　　PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章第二节。
　　4、分配I/O点并设计PLC外围硬件线路
　　1.分配I/O点
　　画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行。
　　2.设计PLC外围硬件线路
　　画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。
　　由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。
　　5、程序设计
　　1.程序设计
　　根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：
　　1）初始化程序。
       在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。
　　2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对立，一般在程序设计基本完成时再添加。
　　3）保护和连锁程序。
       保护和连锁是程序中*的部分，认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。
　　2.程序模拟调试
　　程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。
　　1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。
　　2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。
　　6、硬件实施
　　硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：
　　1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。
　　2)设计系统各部分之间的电气互连图。
　　3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。
　　由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。
　　7、联机调试
　　联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。
　　全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。
　　8、整理和编写技术文件
　　技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

PLC编程的具体实践，以及在这个实践中得来的知识或技能，即经验，也是重要的。没有经验，仅有理论，既无法深刻理解理论，又无法灵活应用理论。这正如学数学，如仅了解一些定理或记住一些公式，没有作相应的练习，肯定是学不好的。更不用说，任何理论也都只是经验的总结，归根到底也都有是来自实践。

　　1、经验积累

　　经验有别人的，也有自己的，都很重要。前者要靠细心学习，后者要靠用心积累，都要在一定的时间与必要的精力。

　　别人的经验有上了书的或登载在杂志上的。有的是细心学习别人的，但多数是我自己的经验。所有的例子都经我测试过，都经实践证明是可行的。我想，别的书本或杂志上介绍的也会是这样的。所以学习这样杨功的经验是必要的。

　　还有就是你同事的经验，也是值得学习。这种经验离你很“近”，很易借鉴。

　　自己的经验则是重要的。要在自己的实践中，积累自己的经验。同时，在学别人的经验时，也能亲自作些测试，能使自己也有类似的经历，进而把这些经验变成自己的。这也是自己经验的重要积累。

　　还有一些失败的经验，这往往是不会公开的，但这些经验也要学习，也要积累。

　　经验的积累要用自己的脑记，更要用电脑记。作些分类，建立一个自用的程序库，以便于随时引用。

　　2、经验升华

　　经验还有待升华。升华有三个层次：

　　低的层次就是建立一个典型的程序库，供今后再用。若程序复杂，还可建一些功能块，或子程序，以便以后引用。

　　其次，要总结出有效算法。如单按钮起停程序库等。

　　层次的升华是把经验上升到理论的高度，为丰富PLC程序设计理论作贡献。我想，随着PLC使用的普及与提高，是会有越来越多从经验中升华出来的，而又能用以指导实践的PLC编程理论的。

　　3、经验应用

　　经验积累、经验升华都是为了应用。经验应用有三方面：

　　1)用作工程设计模板。设计新系统时，选用一个或几个与现设计工程类似的，已取得成功的工程，作样板进行设计。这既可减轻设计的工作量，又增加设计的成功率。这也是信息可重用的一大好处。

　　2)用作程序设计参考。在无成功的工程可作样板时，在新设计的逻辑中，仍有相当一部分控制逻辑，可采用或借用已有典型逻辑，这也可减少设计的工作量，增加设计的成功率。

　　3)用作算法设计参考。在既无样板可参照，又无典型可采用时，还可运用过去的一些成功的算法。

　　经验是宝贵的，但是经验特别是个人经验，总是有限的。所以，经验的应用也还要与编程理论相结合。

在不同的工业控制系统中，工控软件虽然完成的功能不同，但就其结构来说，一般具有如下特点：

　　实时性：工业控制系统中有些事件的发生具有随机性，要求工控软件能够及时地处理随机事件。

　　周期性：工控软件在完成系统的初始化工作后，随之进入主程序循环。在执行主程序过程中，如有中断申请，则在执行完相应的中断服务程序后，继续主程序循环。

　　相关性：工控软件由多个任务模块组成，各模块配合工作，相互关联，相互依存。

　　人为性：工控软件允许操作人员干预系统的运行，调整系统的工作参数。在理想情况下，工控软件可以正常执行。但在工业现场环境的干扰下，工控软件的周期性、相关性及实时性受到破坏，程序无法正常执行，导致工业控制系统的失控，其表现是：

　　程序计数器PC值发生变化，破坏了程序的正常运行。PC值被干扰后的数据是随机的，因此引起程序执行混乱，在PC值的错误引导下，程序执行一系列毫无意义的指令，后常常进入一个毫无意义的“死循环”中，使系统失去控制。

　　输入/输出接口状态受到干扰，破坏了工控软件的相关性和周期性，造成系统资源被某个任务模块占，使系统发生“死锁”。

　　数据采集误差加大。干扰侵入系统的前向通道，叠加在信号上，导致数据采集误差加大。特别是当前向通道的传感器接口是小电压信号输入时，此现象更加严重。

　　RAM数据区受到干扰发生变化。根据干扰窜入渠道、受干扰数据性质的不同，系统受损坏的状况不同，有的造成数值误差，有的使控制失灵，有的改变程序状态，有的改变某些部件(如定时器／计数器、串行口等)的工作状态等。笔者在研制电力远程抄表系统时就曾遇到因现场强电磁干扰而造成RAM数据经常性被破坏的情况。

　　控制状态失灵。在工业控制系统中，控制状态的输出常常是依据某些条件状态的输入和条件状态的逻辑处理结果而定。在这些环节中，由于干扰的侵入，会造成条件状态错误，致使输出控制误差加大，甚至控制失常。

根据实践中的摸索，总结出两种解决PLC输入点不足问题办法
　　　　其一是把多个要输入的信号，先通过外部元件的逻辑组合，然后再接入到PLC的一个输入点上；其二是不需要增加任何元件，通过运用PLC内部的逻辑组合，把连接到输入端的开关变成双稳态开关，来实现我们节省输入点的目的。
　　
　　下面以工业控制中常见到的电动机的启动停止控制为例，具体来探讨这两种方案的实现方法。为了叙述的方便，我先做这样的假定：PLC系统采用西门子公司的S7-200系列；电动机启动按钮为SB1,定义号为I0.0；停止按钮为SB2，定义号为I0.1；控制电动机的接触器定义为KM1;控制接触器KM1的PLC输出点定义为Q0.0。
　　
　　方案1：启动、停止按钮SB1和SB2不是单接到PLC的输入端，而是先把SB1与SB2进行串联再连接到输入模块，这样就节省了一个输入点。控制流程是这样的：按下启动按钮SB2，I0.0输入高电平，Q0.0有输出信号，带动接触器KM1吸合，启动电动机旋转，同时接触器的辅助触点吸合，维持I0.0的高电平，从而电动机的旋转得以保持；按下停止按钮SB1，I0.0变为低电平，Q0.0便由高电平变为低电平，从而使KM1失电，电动机停止旋转。
　　
　　另外一种解决输入点不足的方法是通过软件来实现，这种方案的接线非常简单，直接把一个按钮连接到PLC输入端，我把它定义为I0.0,但按下这个按钮，可以启动电动机旋转；若再按下这个按钮，又可以使电动机停止，即这个按钮是双稳态的。
　　
　　我们来看它是如何实现的：按下按钮，I0.0为高电平，由于初始状态下M0.0是逻辑0，只有网络1中有电流流过，M0.1置位，从而在按钮释放后，Q0.0点输出，Q0.0激励KM1，使电动机旋转；同时M0.0变为逻辑1，为M0.1复位做好准备。如果此时再按下按钮，又只能使网络2中有电流流过，M0.1复位。它的复位使Q0.0失电，电动机停止，同时使M0.0复位，又为M0.1置位做好准备。再按下按钮，又会重复上述循环。之所以在网络3支路中串入I0.0，是为了取一个瞬时信号，按下按钮并等释放了以后，才使状态发生改变。如果您持续按着按钮不释放，PLC仍维持原来的状态不改变