西门子变频器6SL3330-7TE32-6AA3

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在分析PLC工作方式之前，首先分析一下继电器控制系统的工作方式。一种继电器控制系统如图2-7所示，它有三条支路。当按下按钮SB1，中间继电器K得电，中间继电器K的常开触点闭合，接触器KM1、KM2同时得电动作，所以，继电器控制系统采用的是并行工作方式。

  1.PLC工作原理

  与继电器控制系统相比，PLC的工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，是通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。CPU是以分时操作方式来处理各项任务的，计算机在每一瞬间只能做一件事，所以，程序的执行是按程序顺序依次完成相应各电器的动作，在时间上形成串行工作方式。PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。用PLC实现图2-7继电器控制系统的功能，如图2-8所示。CPU 从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。由于CPU运算速度极高，各电器的动作似乎是同时完成的，但实际I/O的响应是有滞后的。图2-8中，左边是PLC的输入端，PLC采集现场的各种控制信息。右边是PLC的输出端，将程序执行的结果按照顺序完成相应的电器动作。在PLC的存储器中，

  图2-8用PLC实现功能控制系统简图

  设置了一片区域来存放输入信号和输出信号，分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。CPU以字节(8位)为单位来读写I/O映像寄存器。PLC采集输入信号有两种方式:

  (1)集中采样输入方式一般在扫描周期的开始或结束将所有输入信号(输入元件的通/断状态)采集并存放到输入映像寄存器(PII)中。当外接的输入电路闭合时，对应的输入映像寄存器为“1”状态，梯形图中对应的常开触点闭合。反之，外接电路断开时，对应的输入映像寄存器为“0”状态，梯形图中对应的常开触点断开，常闭触点接通。执行用户程序所需输入状态均在输入映像寄存器中取用，而不是实际的I/O点。

  (2)立即输入方式随程序的执行需要哪一个输入信号就直接从输入端或输入模块取用这个输入状态，如“立即输入指令”就是这样。此时，输入映像寄存器的值未被更新，到下一次集中采样输入时才变化。

  同样，PLC对外部的输出控制也有集中输出和立即输出两种方式。集中输出方式在执行用户程序时不是得到一个输出结果就向外输出一个，而是把执行用户程序所得的所有输出结果，先后全部存放在输出映像寄存器(PIQ)中，执行完用户程序后所有输出结果一次性向输出端或输出模块输出，使输出部件动作。这样做的好处在于:程序执行阶段的输入值是固定的，程序执行完后再用输出映像寄存器的值更新输出点，使系统的运行更加稳定，同时，用户程序读写I/O映像寄存器比读写I/O点快得多，提高了程序执行速度。立即输出方式是在执行用户程序时将该输出结果立即向输出端或输出模块输出，如“立即输出指令”就是这样，此时输出映像寄存器的内容也更新。

  PLC对I/O信号的传送还有其他方式。例如，有的 PLC采用I/O刷新指令，在需要的地方设置这类指令，可对此时的全部或部分输入点信号读入一次，以刷新输入映像寄存器内容；或将此时的输出结果立即向输出端或输出模块输出。又如，有的 PLC上有I/O的禁止功能，实际上是关闭了I/O传送服务，这意味着此时的I/O信号不读入、也不输出、

  PLC有RUN 和STOP两种工作模式:在RUN 模式下，通过执行用户程序来实现控制功能；在STOP模式，CPU不执行用户程序，可以用编程软件创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。如果有致命错误，在消除它之前不允许从STOP模式进入RUN 模式。PLC操作系统存储非致命错误，供用户检查，但不会从RUN 模式自动进入STOP模式。

  可以用模式开关来改变工作模式。CPU 模块上的模式开关在STOP位置时，将停止用户程序的运行:在RUN位置时，将启动用户程序的运行。模式开关在STOP或TERM(Terminal，终端)位置时，电源通电后CPU自动进入STOP模式:在 RUN 位置时，电源通电后自动进入RUN 模式。

SIATIC S7-400是用于中、性能范围的可编程序控制器。
模块化及无风扇的设计，坚固**，容易扩展和广泛的通讯能力，容易实现的分布式结构以及用户友好的操作使SIMATIC S7-400成为中、性能控制领域中的理想解决方案。
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当控制任务变得*加复杂时，任何时候控制系统都可以逐步升级，而不多的添加额外的模板。
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高速指令处理、用户友好的参数设置、口令保护、系统功能、用户友好的操作员控制和监视功能(HMI)已集成在SIMATIC的操作系统中、CPU的诊断功能和自测试智能诊断系统连续地监视系统功能并记录错误和系统的事件、模式选开关
冗余电源模块
订货号和功能
冗余操作
通过使用两个 PS 40710A R 或 PS 405 10A R 类型的电源模块，可在机架上安装一个冗余
电源。 如果要提高可编程控制器的可用性，特别是在不可靠的电源系统上运行可编程控制
器时，建议安装一个冗余电源。
设计冗余电源
本手册中介绍的所有 S7 CPU 和机架都可以用于冗余操作。 还使用从 V4.02 版本开始
的 STEP 7。
要设计一个冗余电源，请将电源模块插到机架的插槽 1 和插槽 3 中。 然后可以插入可以由
一个电源模块实现供电的尽可能多的模块。 换言之，在冗余操作中，所有模块只能使用总
共 10 A 的电源。
特性
S7-400 的冗余电源有以下特性：
● 电源模块的特点是其冲击电流符合 NAMUR 标准。
● 每个电源模块在另一个电源模块失效时能够向整个机架供电。 运行不受影响。
● 系统运行时可以调换各电源模块。 取下或插入模块时，有效电压不会出现功率损失或峰
值应力。
● 各电源模块各自的功能并在失效时发送一条消息。
● 各电源模块生成的错误，不会影响其它电源模块的输出电压。
● 仅当各电源模块中使用两块备用电池时，才满足冗余电池概念(备用概念)。 如果每个模
块中只使用一块备用电池，只可能实现非冗余备用，因为这两块电池会同时使用。
● 通过插入和拔出中断来记录电源模块的故障(缺省 STOP)。 如果在 CR 2 的*二个区段
中使用，则电源模块出现故障时不会发送消息。
● 如果插了两个电源模块但只打开了一个模块，则接通线路电压时，会有多达 1 分钟的加
电延迟。
说明
应该激活 CPU“属性"对话框中的“预置组态与实际组态不符时启动"复选框。

24 V 输出端过载
在 24 V 输出端上出现过载时，系统会以电子方式将输出电流限制在额定值的 到 150%
之间的某个值。 如果随后电压下降到低压阈值 19.2 V 以下(-0/+ 5%相当于 19.2 V 到 20.16
V)，则模块将作出如下响应：
● 对于一些电源模块，将以大约 0.5 到 1 秒的重复率反复断开和重新连接该 24 V 电压，
直到输出电压*过低压阈值为止。
● 对于电源模块 6ES7407-0KA01-0AA0、6ES740x-0KR00-0AA0 和
6ES740x-0KR01-0AA0，如果电压达到由负载阻抗确定的电压等级，则模块处于特性工
作范围。
过载消除后，电压将回到额定范围，同时绿色 24 V LED 闪烁。 CPU 设置 EXTF LED (外
部故障)，并在诊断缓冲区保存故障。 可以在 OB 81 中(电源故障)触发其它响应，如 CPU
切换到 STOP 或向控制室发送一条消息。 如果未组态 OB 81，则 CPU 将照常继续运行。
5 V 输出端过载
如果 5 V 电压输出端出现过载，具有 10 A 或 20 A 输出电流的电源模块可以保持 16 A 或
26 A 的输出电流 300 ms。具有 4 A 输出电流的电源模块可以保持 6 A 的输出电流 300
ms。然后 CPU 将转到 DEFECT 状态。 如果电源上的 5 VDC LED 闪烁并可以用 FMR 按
钮复位，您就能够执行重启动。 之后 CPU 将保持在 STOP 状态，同时还需要复位存储器。

西门子PLC变量的分类有哪些？西门子plc可以使用的“程序变量”包括程序参数、局部变量(又称临时变量Temp)、静态变量(Stat)3种基本类型。

(1)程序参数

S7的程序参数用于传递逻辑块之间的数据。当采用调用式结构时，应通过参数定义执行被调用的逻辑块所需要的数据：也可以通过参数将被调用的逻辑块的执行结果返回给调用的块。

在S7中，从参数的用途与功能上，程序参数可以分为输入参数(IN)、输出参数(OUT)、输入/输出参数(IN OUT)3种;从参数的性质上可以分为形式参数(Format Parameter)与实际参数( Actual Parameter)2种。

①输入参数(IN)：它是逻辑块执行所需要的基本输入参数，在逻辑块中只能进行“读”操作，由调用它的其他逻辑块予以赋值。

例如，在图11-2.1中，信号A、B在逻辑块中为“触点”信号，它由调用它的块将其定义为IO.1、I0.2或Il.l、I1.2等具体而明确的输入地址(可以是地址或符号地址，参见图11-2.2)。

②输出参数(OUT)：它是逻辑块执行结果存储所需要的基本输出参数，在逻辑块中只能进行“写”操作，由调用它的其他逻辑块定义地址，执行结果可以用于其他逻辑块。

例如，在图11-2.2中的信号C在逻辑块中为输出“线圈”信号，同样由调用它的逻辑块将其定义为QO.1或Ql.l等具体而明确的输出地址(可以是地址或符号地址，参见图11-2.2)。

③输入/输出参数(IN- OUT):它是逻辑块执行所需要的基本输入/输出参数，在逻辑块中可以进行“读/写”操作，在逻辑块中一方面要求有“初始值”输入(初始值可以在变量表中设定)，另一方面又可以进行结果输出。因此，由调用它的其他逻辑块或变量表给定“初始值”;但在逻辑块的执行过程中将改变参数值，改变后的输入/输出参数同样可以用于其他逻辑块。

例如，在图11-2.2中的D在逻辑块中需要进行加“1”运算，它由调用它的块给定初始值( MW10)，运算结果同时又保存在MW10中(参见图11-2.2)。

④形式参数与实际参数：在使用了变量后，功能块中所使用的信号与数据只能以“符号”的形式出现，如图11-2.2中的A、B、C、D等，这些“符号”称为形式参数(Format Parameter)。而在调用块中对“符号”所赋予的实际地址或实际数值，如图11-2.2中的IO.1、I0.2、QO.1、MW10等称为实际参数(Actual Parameter)。

(2)局部变量

S7中的局部变量又称为“临时变量(Temporary)”，它用于存储逻辑块内部中间状态暂存的寄存器(堆栈L)，堆栈的状态仅在所在的逻辑块内部生效，不可以用于其他逻辑块。

(3)静态变量

静态变量( Static)只能用于功能块FB，它存储在与功能块配套的即时数据块DI中，仅对所调用的FB块有效，结果可以记忆，但只能与FB配套使用，不能用于其他逻辑块。

(4)变量的使用范围

程序变量在逻辑块中的使用有规定的范围，具体如下：

组织块OB:只能使用临时变量(Temp);

程序块FC：可以使用临时变量(Temp)与程序参数输入(IN)、输出(OUT)与输入/输出(IN_OUT)：

功能块FB:可以使用全部变量。