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?目的PLC技術(shù)發(fā)展總的趨勢(shì)是系列化、通用化和高性能化，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

??①在系統(tǒng)構(gòu)成規(guī)模上向大、小兩個(gè)方向發(fā)展。發(fā)展小型(超小型)化、專用化、模塊化、低成本PLC，以真正替代Zui小的繼電器系統(tǒng);發(fā)展大容量、高速度、多功能、高性能價(jià)格比的PLC，以滿足現(xiàn)代化企業(yè)中那些大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)自動(dòng)化的需要。

??②功能不斷增強(qiáng)，各種應(yīng)用模塊不斷推出。大力加強(qiáng)過(guò)程控制和數(shù)據(jù)處理功能，提高組網(wǎng)和通信能力，開發(fā)多種功能模塊，以使各種規(guī)模的自動(dòng)化系統(tǒng)功能更強(qiáng)、更可靠，組成和維護(hù)更加靈活方便，使PLC應(yīng)用范圍更加擴(kuò)大。

??③PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時(shí)，日益向MAP(制造自動(dòng)化協(xié)議)靠攏，并使PLC基本部件，如輸入輸出模塊、接線端子、通信協(xié)議、編程語(yǔ)言和工具等方面的技術(shù)規(guī)格規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，使不同產(chǎn)品間能相互兼容，易于組網(wǎng)，以方便用戶真正利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)的自動(dòng)化。

??PLC的基本結(jié)構(gòu)

??PLC本質(zhì)上是一臺(tái)用于控制的專用計(jì)算機(jī)，因此，它與一般的控制機(jī)(如STD總線的控制機(jī))在結(jié)構(gòu)上有很大的相似性。PLC的主要特點(diǎn)是與控制對(duì)象有更強(qiáng)的接口能力，也就是說(shuō)，它的基本結(jié)構(gòu)主要是圍繞著適于過(guò)程控制(即過(guò)程中數(shù)據(jù)的采集和控制信號(hào)的輸出以及數(shù)據(jù)的處理)的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

??圖1-1為通用PLC的結(jié)構(gòu)框圖。下面對(duì)這個(gè)框圖中各部分的主要功能(作用)作簡(jiǎn)要介紹。

??中央處理器(CPU)

??中央處理器(CPU)是PLC的核心部件，整個(gè)PLC的工作過(guò)程都是在CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。它的主要任務(wù)是按一定的規(guī)律或要求讀人被控對(duì)象的各種工作狀態(tài)，然后根據(jù)用戶所編制的應(yīng)用程序的要求去處理有關(guān)數(shù)據(jù)，Zui后再向被控對(duì)象送出相應(yīng)的控制(驅(qū)動(dòng))信號(hào)。它與被控對(duì)象之間的聯(lián)系是通過(guò)各種1/O接口實(shí)現(xiàn)的。

??圖1-1 通用PLC的結(jié)構(gòu)框圖

??(1)中央處理模板

??PLC中的中央處理模板通常是指PLC中的主控板，它與一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一個(gè)中央處理器，即它是一塊芯片。事實(shí)上，在一個(gè)小型或大型PLC的中央處理模板上，不僅有CPU集成芯片(可能還不止一片)，而且還有一定數(shù)量的ROM或EPROM(儲(chǔ)存系統(tǒng)的操作系統(tǒng))和RAM(儲(chǔ)存少量的數(shù)據(jù)或用戶程序)。

??(2)字處理器和位處理器

??在中型或大型規(guī)模的PLC中常裝有兩個(gè)中央處理器：字處理器和位處理器。其中字處理器是主處理器，它完成字節(jié)(byte)指令的處理，并實(shí)現(xiàn)各種控制作用(包括對(duì)位處理器的控制)。而位處理器是輔助處理器，它主要處理位(bit)信息。其主要特點(diǎn)是，在處理位信息時(shí)，速度可以很高。在小型PLC中，往往只用一個(gè)處理器同時(shí)完成這兩方面的工作。

??(3)CPU的主要功能

??①接收用戶從編程器輸入的用戶程序，并將它們存入用戶存儲(chǔ)區(qū)。

??②用掃描方式接收源自被控對(duì)象的狀態(tài)信號(hào)，并存人相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)(輸入映射區(qū))。

??③用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤檢查，并給出錯(cuò)誤信息。

??④系統(tǒng)狀念及電源系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。

??⑤執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲(chǔ)等功能。

??⑥根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，刷新輸出狀態(tài)表，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種外部設(shè)備的實(shí)時(shí)控制和其他輔助工作(如顯示和打印等)。

調(diào)試要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

(1)常規(guī)檢查。在通電之前要耐心細(xì)致地作一系列的常規(guī)檢查(包括接線檢查、絕緣檢查、接地電阻檢查、保險(xiǎn)檢查等)，避免損壞PLC模塊(用STEP7的診斷程序?qū)λ心K進(jìn)行檢查)。

(2)系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試可按離線調(diào)試與在線調(diào)試兩階段進(jìn)行。其中離線調(diào)試主要是對(duì)程序的編制工作進(jìn)行檢查和調(diào)試，采用STEP7能對(duì)用戶編制程序進(jìn)行自動(dòng)診斷處理，用戶也可通過(guò)各種邏輯關(guān)系判斷編制程序的正誤。而在線調(diào)試是一個(gè)綜合調(diào)試過(guò)程，包括程序本身、線路、設(shè)備以及所控設(shè)備等的調(diào)試。在線調(diào)試過(guò)程中，系統(tǒng)在狀態(tài)下運(yùn)行，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、隨時(shí)解決問(wèn)題，從而使系統(tǒng)逐步完善。因此，一般系統(tǒng)所存在的問(wèn)題基本上可在此過(guò)程中得到解決。

在線調(diào)試設(shè)備開停時(shí)，必須先調(diào)試空開關(guān)的運(yùn)行情況；如果設(shè)備設(shè)有運(yùn)行監(jiān)視開關(guān)，則可把監(jiān)視開關(guān)強(qiáng)制為'1'(正式運(yùn)行時(shí)，撤銷強(qiáng)制)。調(diào)試單臺(tái)設(shè)備時(shí)可針對(duì)性地建立該設(shè)備的變量表，對(duì)該設(shè)備及其與該設(shè)備相關(guān)的變量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。這樣既可判斷邏輯操作是否正確，對(duì)模擬量的變化也可一目了然。比如調(diào)試電動(dòng)執(zhí)行器時(shí)，可建立一變量表，對(duì)執(zhí)行器的位置信號(hào)、限位信號(hào)、過(guò)力矩信號(hào)及輸出命令信號(hào)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，便可非常直觀地觀測(cè)執(zhí)行器的動(dòng)作情況。

(3)S7-300PLC模擬量模塊可通過(guò)變換信號(hào)類型卡支持各種類型信號(hào)。當(dāng)改造老生產(chǎn)工藝線時(shí)，不可避免地會(huì)遇到多類信號(hào)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)好不把幾種信號(hào)接到同一模塊；同時(shí)必須先組態(tài)好模塊，再接信號(hào)線，檢查無(wú)誤后送電。此外，應(yīng)避免兩線制與四線制信號(hào)、電流與電壓信號(hào)的混接，以免燒壞模塊。

(4)一般變送器的負(fù)載能力為600Ω，而模擬量輸入模塊的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路內(nèi)設(shè)安全欄，必須注意抗阻的匹配；模擬量輸出模塊的負(fù)載能力為600Ω，一

執(zhí)行器的負(fù)載能力為250Ω；如線路較長(zhǎng)，也存在抗阻匹配問(wèn)題。此外，要加強(qiáng)信號(hào)的隔離，特別是要加強(qiáng)與支流調(diào)速裝置、變頻調(diào)速裝置及設(shè)備配套的小型PLC之間的信號(hào)隔離，防止相互干擾。

結(jié)束語(yǔ)

西門子S7-300西門子PLC的應(yīng)用非常廣泛，在設(shè)計(jì)選型和調(diào)試及實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)碰到各種各樣的問(wèn)題。本文從實(shí)際出發(fā)，總結(jié)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以上各方面的問(wèn)題提出了自己的見解，希望對(duì)工程技術(shù)人員能有一定的參考價(jià)值。