西门子4A电源模块6ES7405-0DA02-0AA0 量大从优

工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
通常情况下，机械、设备生产线等的负载指恒转矩（G型）负载；一般风机、水泵类负载指平方转矩（P型）负载。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许LC还提供有存储器扩展功能。 PLC存储器所用的种类主要有：可读/写操作的随机存储器RAM；只读存储器或可擦除可编程的只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。
1. 组诊断； 2. CPU/主站停机时输出的状态：可以选择继续工作、使用替代值等模式； 3. 通道编号 0； 4. DO 诊断：可以诊断输出断线、短路等； 5. 替代值：配合参数 2 使用； 6. 运行模式：更改 2 PULSE 输出模式，包括脉冲输出，脉宽调制(PWM)，脉冲串，On/Off 延时等模式； 7. PWM(脉宽调制)的输出模式：可以使用千分数或者S7 模拟量格式的值； 8. 时基：后面所有跟时间相关的参数都以该参数为时间单位； 9. DI 数字量输入的功能：可作为普通输入和硬件使能使用； 10. 接通延时； 11. 小/脉冲时间； 12. 周期时间； 13. 通道编号 1； 将项目配置好后，存盘编译并下载，参数配置随即生效。
PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（多可达8000多个I/O）
通讯功能 使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。 这些服务是： S7的MPI 和 PROFIBUS基本通信 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。
使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。 这些服务是： 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通讯）。
与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接。 集成到 IT 领域中 借助自动化工程组态，使用S7-400，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用插件CP 443-1 Advanced，可以实现以下功能： 使用任何HTML工具，创建自己的Web网页。方便地将S7-400的过程变量赋给HTML对象。 通过这些网页使用标准浏览器S7-400。 通过FC调用，从S7-400的用户程序中发送电子邮件。 通过拨号网络（例如ISDN），使用TCP/IP的WAN特性实现远程编程。
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
通常情况下，机械、设备生产线等的负载指恒转矩（G型）负载；一般风机、水泵类负载指平方转矩（P型）负载。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许LC还提供有存储器扩展功能。 PLC存储器所用的种类主要有：可读/写操作的随机存储器RAM；只读存储器或可擦除可编程的只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。
(1)现场控制单元
现场控制单元一般远离控制中心，安装在靠近现场的地方，其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个点到数百个点的规模不等的过程控制单元。
现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板（或称卡件）按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中，各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接，以实现信息交互。
现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容：
插件的配置 根据系统的要求和控制规模配置主机插件（CPU插件）、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备；
硬件冗余配置 对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段，DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。
硬件安装 不同的DCS，对于各种插件在插件箱中的安装，会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外，现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种，所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中，但更多的时候时需要可扩展的结构形式，即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元，相互间采用总线连成一体。
就本质而言，现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配置是一致的。
1.        系统存储器：
系统存储器用于存放输入输出过程映像区（PII,PIQ）、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。
2.        工作存储器：
工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM 工作存储器集成在CPU中， RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7 417-4 CPU可以通过插入的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。
3.    装载存储器：
装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.
4.    保持存储器：
保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器（M）、定时器(T)、计数器（C）和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要要保持的区域。（注意：由于S7-400 PLC没有非易失性RAM，即使组态了保持区域，再掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC 与S7-400 PLC 的重要区别）
高速计数器怎样占用输出点？
高速计数器根据被定义的工作模式，按需要占用CPU上的数字量输入点。每一个计数器都按其工作模式占用固定的输入点。在某个模式下没有用到的输入点，仍然可以用作普通输入点；被计数器占用的输入点（如外部复位），在用户程序中仍然访问到。
为什么高速计数器不能正常工作?
在程序中要使用初次扫描存储器位SM0.1来调用HDEF指令，而且只能调用一次。如果用SM0.0调用或者*二次执行HDEF指令会引起运行错误，而且不能改变*次执行HDEF指令时对计数器的设定
高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值？
可以直接用HC0；HC1；HC2；HC3；HC4；HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值，也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。
高速计数器如何复位到0？
选用带外部复位模式的高速计数器，当外部复位输入点信号有效时，高速计数器复位为0， 也可使用内部程序复位，即将高速计数器设定为可更新初始值，并将初始值设为0，执行HSC指令后，高数计数器即复位为0 。

西门子 S7-400 系列PLC 功能 S7-400 提供有大量功能，支持用户的 S7-400 编程、调试和维护等工作： 高速执行指令。 用户友好的参数赋值 人机界面： S7-400 的操作系统已经集成了用户友好的OCM服务。 诊断功能和自测试： CPU的智能诊断系统可以连续地监测系统功能并记录错误和系统的事件。 口令保护。 模式选择开关。 系统功能。 SIMATIC S7-400 符合以下国内和标准： CE 标识 UL 认证 CSA 认证 或 cULus 认证 FM 认证 ATEX 认证 C-Tick, EMC 标记，用于澳大利亚和新西兰 IEC 61131-2 级船社认证 ABS（美国船级社） BV（法国船级社） DNV（挪威船级社） GL（德国劳氏船级社） L (英国劳氏船级社) Class NK（日本船级社） 详情参见/ S7-400 自动化系统 S7-400 模块 详情/ 设计 S7-400 系统的实现可以使用 模块 化设计，并可以简单地忽略插槽规则。 S7-400 的**特点是工作稳定可靠，*风扇，且其中的信号 模块 支持热插拔。 S7-400 设计简洁，使用灵活，操作为方便： 模块 安装非常简单。 背板总线集成在安装机架中 配**械部件数码编号， 模块 更换为简便。 现场可靠的连接。 TOP 连接： 预装配接线配有1至3针接口和螺钉端子或弹簧端子。 规定的安装深度： 所有接口和接头都应该安装在 模块 和保护盖板的内部。 没有槽位规则。 通讯 CPU和通信处理机支持以下通信类型： 过程通讯; 对于通过总线（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）实现循环寻址的I/O 模块 （互换过程图像）。从循环执行级调用过程通信 数据通讯; 用于自动化系统之间、或 HMI 站 与多个自动化系统之间的数据交换。 数据通信循环地进行，也可以基于事件驱动通过块由用户程序发起。 数据通讯 SIMATIC S7-400 拥有不同的数据通信机制： 使用全局数据通信（GD），实现联网CPU之间数据包的循环交换。 借助通信功能，与伙伴完成事件驱动型通信。 网络连接通过MPI、PROFIBUS或PROFINET实现。 全局数据(GD) 通过MPI，使用“全局数据通信”服务，联网CPU彼此之间可以循环地交换数据（多可达 16 GD 数据包，每个循环中大 GD 数据包容量为 64 个字节）。据此，可以实现，例如，某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。如果网络上连接有S7-300，则数据交换的数据包限于大22个字节。只能通过 MPI 进行全局数据交换。使用 STEP7 中的 GD 表执行组态。在分段 CR2 安装架中，两个 CPU 可以通过使用 GD 的 C 总线通讯。 通讯功能 使用系统已经集成的块，可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。 这些服务是： S7的MPI 和 PROFIBUS基本通信 通过 MPI、C 总线、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网的 S7 通讯。 使用reloadable块，可以建立与S5伙伴和非 西门子 设备之间的通信服务。 这些服务是： 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的 S5 兼容通讯。 通过 PROFIBUS 和工业以太网进行的标准通讯（通过 PROFIBUS/工业以太网进行的开放式用户通讯）。 与全局数据不同的是，对于通信功能，必须为其建立通信连接
集成到 IT 领域中 借助自动化工程组态，使用 S7-400 ，可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用插件CP 443-1 Advanced，可以实现以下功能： 使用任何HTML工具，创建自己的Web网页。方便地将 S7-400 的过程变量赋给HTML对象
小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境**过55C，要安装电风扇，强迫通风。

直流调速系统装置故障处理和维修的方法
（一）直观法
通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象，利用人的手、眼、耳、鼻等感官来寻找原因，认真观察系统的各个部分，将故障缩小到一定范围。例机加一车间XKA2140×80数控龙门铣床，起动主轴旋转时主轴所带的附件铣头不动，6RA27直流调速装置系统也无异常，观察故障现象发现主轴电机也正常旋转，因此怀疑主轴电动机与主轴箱Ⅰ轴传动轴间的连轴节损坏，拆开发现由于连轴节磨损严重，从而使主轴箱Ⅰ轴传动轴轴端磨损，产生相对滑动，更换新的连轴节及主轴箱Ⅰ轴传动轴后故障即可消除。
（二）自诊断功能法
6RA27直流调速装置系统都设计有的自诊断程序的功能，随时监视系统的工作状态及整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即显示报警内容或用发光二极管指示故障的起因，然后结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。例如总装车间5×8数控龙门铣床，机床送电一切正常后起动主轴，主轴不动，经观察故障现象发现西门子6RA27直流调速装置显示屏显示F04报警，其报警内容为“缺相。在有调节器释放信号时（在端子64）主电路块熔断或控制电路电源被切断。”检查装置保险未损坏，装置前端主接触器上端电压正常，下端电压缺一相，拆开主接触器发现主接触器一触点接触不好造成电源缺相，更换主接触器后故障即可解除。
（三）参数检查法
6RA27直流调速装置系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障。由于外界的因素或误操作等，都会引起机床参数的丢失或变化，通过核对参数，就能排除故障。
（四）互换法
所谓互换法就是在分析出故障大致范围的情况下，利用备用的印刷线路板、模板、集成电路芯片或元件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到一定范围。
例如机加一车间CH5240D主轴不动作，6RA27直流调速装置系统显示黑屏，经检查可能是由于电源板故障造成的，换上备用板后，显示屏显示数值主轴运转正常。在备件板的更换中要注意以下问题：更换任何备件都必须在断电情况下进行，在更换备件板上一定要记录下原有的设定开关的设定状态，1或0（on或off）并将新板按同样的状态设定。
（五）假设法
在修理机床时，有不少故障是由于外部条件不满足，没有输入信号造成的，这时可以给它一个信号看工作是否正常，如果能正常工作，就可检查此信号缺失的原因。
例如西门子6RA27系列全数字化晶闸管直流调速装置端子63为“脉冲释放”信号、端子64为“调节器释放”信号、端子72为系统“准备好/故障”信号，这三个信号是相互联系、相互制约着使用，由于外部条件未满足，从而造成端子63、端子64触点无法闭合，端子72有信号输出产生报警，此时可人为将端子63、端子64触点闭合，观查端子72输出信号是否正常（正常为0状态），由此可以判断是直流调速装置故障还是外部条件未满足，从而确定诊断方向，提高维修效率。
（六）关键点的维修
根据机床操作者对故障现象的描述，结合维修手册相关内容的解释与说明以及自己的维修工作经验的积累、故障经常发生的地方等要素来分析确定故障产生的原因，找到产生的原因，故障就迎刃而解了。

PLC的发展趋势
1、功能向增强化和化的方向发展，针对不**业的应用特点，开发出化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本，提高产品的易用性和化水平。
2、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是指提高系统可靠性基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场，应用的规模从几十点扩展到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
3、系统向标准化和开放化方向发展，以个人计算机为基础，在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。
通过提供标准化和开放化的接口，可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。
PLC的功能特点
PLC的功能  随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展，PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制，而且能实现多机制；不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理等，其主要功能如下：
1、开关量逻辑控制
这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理；而CPU处理的数字结果，经D/A转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。、 5、顺序（步进）控制
在工业控制中，选用PLC实现顺序控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能，它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表[2]。
用Step7-Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)需要分配库指令数据区(LibraryMemory)。库指令数据区是相应库子程序和中断程序所要用到变量存储空间。编程时不分配库指令数据区，编译时会产生许多相同的错误。
由子程序参数HoldStart和MaxHold保持寄存器区，是S7-200 CPUV数据存储区中分配，此数据区不能和库指令数据区有任何重叠，否则运行时会产生错误，不能正常通讯。注意MODBUS 中保持寄存器区按“字”寻址，即MaxHold规定是VW而VB个数。
3 主站指令的用法：
1. MODBUS RTU 主站指令库的功能是通过在用户程序中调用预先编好的程序功能块实现的，该库对 Port 0 和 Port 1 有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。
2. MODBUS RTU 主站指令库使用了一些用户中断功能，编其他程序时不能在用户程序中禁止中断。
3. MODBUS RTU 主站库对CPU的版本有要求。CPU 的版本必须为 2.00 或者 2.01（即订货号为 6ES721*－ 23-0BA*），1.22版本之前（包括1.22版本）的 S7-200 CPU 不支持。
使用 MODBUS RTU 主站指令库，可以读写 MODBUS RTU 从站的数字量、模拟量 I/O 以及保持寄存器。
要使用 MODBUS RTU 主站指令库，须遵循下列步骤：
安装西门子标准指令库
按照要求编写用户程序调用 MODBUS RTU 主站指令库
MODBUSRTU 主站功能编程
1. 调用 MODBUS RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：
用 SM0.0 调用 MODBUS RTU 主站初始化与控制子程序
各参数意义如下:
a.      EN 使能：必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）
b. Mode 模式： 为 1 时，使能 MODBUS 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议
c. Baud 波特率： 支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
d. Parity 校验： 校验方式选择
0＝无校验
1＝奇较验
2＝偶较验
e. Timeout **时： 主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。
注意： 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
f. Done 完成位： 初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）
g. Error 初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）：
0＝ 无错误
1＝ 校验选择非法
2＝ 波特率选择非法
3＝ 模式选择非法
2. 调用 MODBUS RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个MODBUS请求；
调用MODBUS RTU 主站读写子程序
各参数意义如下:
a.      EN 使能：同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能
注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。
以太网的连接方式为：现场可配置的带有集成绝缘穿刺触点的快速连接连接器可以直接连接到 CP 的 RJ45 端口。通过一块支撑法兰增加稳定性。也可以使用 RJ45 型式的连接电缆。
以太网的连接方式为：现场可配置的带有集成绝缘穿刺触点的快速连接连接器可以直接连接到 CP 的 RJ45 端口。通过一块支撑法兰增加稳定性。也可以使用 RJ45 型式的连接电缆。
CP 上不再提供 AUI 连接。未来的 CP 开发将只采用这种新平台。
模块不再有 Run/Stop 开关。只能通过 PG 控制操作模式。
除了 STEP 7 中的标准诊断功能外，CP 443-1 现在还提供了使用 SNMP 协议通过 WEB 页面进行诊断的方法。通过 SNMP 可以读取所有的 MIB-2 对象。例如，这样可以调用以太网接口的当前状态。
组态数据只能保存在 CPU 上。数据不再能够保存在 CP 上。由于在 CPU 上进行数据存储，因此替换 CP 时* PG。在标准模式下，可以在 CPU 运行期间拔掉或者插入 CP。如果 CP 作为 PROFINET IO 控制器则不能这样做。
由于通过 AG_SSEND/AG_SRECV （FC53/FC63） 对 SEND/RECEIVE 软件模块做了更新，新 CP 443-1 现在为 S5 兼容通信提供了一个高性能接口。
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