西门子6ES7223-1BF22-0XA8型号含义
一、PLC中的三大量
PLC中无非就是三大量：开关量、模拟量、脉冲量。只在搞清楚三者之间的关系，你就能熟练的掌握PLC了。
1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是较常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC较基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号；模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如：
PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如：脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。
二、模拟量的计算
1、-10—10V。-10V—10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448—0BB8Hex(-3000—3000)；12000分辨率时被转换为E890—1770Hex(-6000—6000)。
2、0—10V。0—10V的电压时，在12000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。
3、0—20mA。0—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。
4、4—20mA。4—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。
以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。
注：模拟输入的配线的要求
1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。
2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。
3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。
4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个虑波器。
5、确认正确的接线后，首先给CPU单元上电，然后再给负载上电。
6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。
三、脉冲量的计算
脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。
1、步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°(即一圈)”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”
公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。
2、步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。最后计算设定距离所要运行的脉冲数。
公式为：设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]
3、步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。
以上只是简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。
伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比
外围电路元器件故障
此类故障在PLC工作一定时间后的故障中经常发生。在PLC控制回路中如果出现元器件损坏故障，PLC控制系统就会立即自动停止工作。
输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。
对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定，选择不当会使系统可靠性降低严重时导致系统不能正常工作。
此外PLC的输出端子带负载能力是有限的.如果**过了规定的较大限值.必须外接继电器或接触器.才能正常工作。
外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良
端子接线接触不良
此类故障在PLC工作一定时间后随着设备动作的频率升高出现。由于控制柜配线缺陷或者使用中的震动加剧及机械寿命等原因，接线头或元器件接线柱易产生松动而引起接触不良。
这类故障的排除方法是使用万用表，借助控制系统原理图或者是PLC逻辑梯形图进行故障诊断维修。对于某些比较重要的外设接线端子的接线，为保可靠连接.一般采用焊接冷压片或冷压插针的方法处理。
PLC出现非正常工作的功能性故障
1、PLC受到干扰引起的功能性故障
自动化系统中所使用的各种类型PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施.故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。
在实际的生产环境下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法的只能针对具体情况加以限制内部干扰与系统结构有关.主要通过系统内交流主电路模拟量输入信号等引起，通过精心设计系统线路或系统软件滤波等处理.可使内部干扰得到较大限度的抑制。
PLC生产现场的抗干扰技术措施通常从电源与接地保护、接线安排屏蔽和抗噪声等4个方面着手考虑：
（1）、电源与接地保护
PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常.将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线对于电源线来的干扰，一般都有足够强的抑制能力。
但是电源干扰特别严重可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，提高系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元.则其电源必须与基本单元共用一个开关控制，也就是说它们的上电与断电必须同时进行。
为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接**地线接地线线径要足够粗.接地电阻要小于4Q，接地点应尽可能靠近PLC，并且接地点要与其它设备分开。对供电系统中的强电设备其外壳、柜体、框架、机座及操作手柄等金属构件必须保护接地。
PLC内部电路包括CPU、存储器和其他接口共接数字地.外部电路包括A/D、D/A等共接模拟地并用粗短的铜线将PLC底板与*接地点星形联结防哚声干扰。PLC非接地工作时，应将PLC的安装支架容性接地以抑制电磁干扰。
（2）接线安排
电气柜内线路走线布置。只有有屏蔽的模拟量输入信号线才能与数字量信号线装在同*槽内，直流电压数字量信号线和模拟量信号线不能与交流电压线同在*槽内。只有有屏蔽的220V电源线才能与信号线装在同*槽内。电气柜电缆插头的屏蔽一定要可靠接地。
电气柜外部走线安排。直流和交流电压的数字量信号线和模拟量信号线一定要各自用独立的电缆，且要用屏蔽电缆。信号线电缆可与电源电缆共同装在*槽内.为改进抗噪性建议保证间隔10cm以上。
（3）屏蔽处理
PLC外壳的屏蔽，一般应保证与电气柜浮空。在PLC外壳底板上加装一块等位屏蔽板(一般使用镀锌板).保护地使用铜导线与底板保持一点连接其截面积应不少于10mm，以构成等位屏蔽体，有效地外部电磁场的干扰。
对模拟量信号的屏蔽总线可绝缘并将*点连到参考电位或地(GND)上。数字量信号线的电缆两端接地可保证较好地排除高频干扰。
（4）抗噪声的措施
对处于强磁场(例如变压器)的部分要进行金属屏蔽电控柜内不宜采用荧光灯具照明。PLC控制系统电源也应采用相应的抗干扰措施。
PLC控制系统电源抗干扰的方法有采用隔离变压器、低通滤波器及应用频谱均衡法3种。其中隔离变压器是较常用的，因为PLC的i/o模块电源常用DC24V.须经隔离变压器降压，再经整流桥整流供给，或者直接使用开关电源供给。
2、PLC周期性死机
PLC周期性死机的特征是PLC每运行若干时间就出现死机或者程序混乱，或者出现不同的中断故障显示，重新启动后又一切正常。根据实践经验认为，该现象较常见原因是由于PLC机体长时间的积灰造成。
所以应定期对PLC机架插槽接口处进行吹扫。吹扫时可先用压缩空气或软毛刷将控制板上、各插槽中的灰尘吹扫净，再用95%酒精擦净插槽及控制板插头。清扫完毕后细心组3.3PLC无故程序丢失
PLC程序丢失通常是由于接地不良接线有误、操作失误和干扰等几个方面的原因造成的：
PLC主机及模块必须有良好的接地。
主机电源线的相线与中性线必须接线正确。
预先准备好程序包，用作备份。
使用手持编程器查找故障时，应将锁定开关置于垂直位置.拔出就可起到保护内存的功能。
由于干扰的原因造成PLC程序丢失.其处理方法可参照P
PLC的工作原理
PLC是一种工业计算机，其工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，CPU采用分时操作方式来处理各项任务，即每一时刻只能处理一件事情，程序的执行是按照顺序依次执行。这种分时操作过程称为PLC对程序的扫描，扫描一次所用的时间称为扫描周期。运行时，逐条地解释用户程序，并加以执行。程序中的数据并不直接来自输入或输出模块的接口，而是来自数据寄存器区，该区域中的数据在输入采样和输出锁存时周期性地不断刷新。
PLC的扫描工作过程大致可以分为3个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新3个阶段，如下图所示。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述3个阶段。
1）输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC首先扫描所有输入端子，再依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入输入寄存器中。此时，输入寄存器被刷新。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，输入寄存器中相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
2）用户程序执行阶段
输入采样阶段的输入信号被刷新后，送入程序执行阶段。组成程序的每条指令都有顺序号，指令按顺序号依次存入存储单元。在程序执行期间，微处理器将指令顺序调出并执行，并对输入和输出状态进行处理，即按程序进行逻辑、算术运算，在将存入输出状态寄存器中。
3）输出刷新阶段
当用户程序执行完毕后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照输入/输出状态寄存器内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，转换成被控设备所能接收的电压或电流信号，再经输出电路驱动相应的外设。在下一个输出刷新阶段开始之前，输出锁存器的状态不会改变，从而相应输出端子的状态也不会改变。
PLC的编程语言
编程语言是PLC的重要组成部分，PLC为用户提供了完整的编程语言，以适应用户编制程序的需要。IEC61131-3为PLC制定了5种PLC的标准编程语言，其中有3种图形语言即梯形图（LAD）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）；两种文本语言，即指令表（STL)和结构化文本（ST)。
梯形图是PLC较早使用的一种编程语言，也是PLC较普遍采用的编程语言。梯形图编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的，继承了继电器控制系统中的基本工作原理和电器逻辑关系的表达方法，梯形图语言与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定的区别。
功能块图采用类似于数字逻辑门电路的图形符号，逻辑直观，使用方便，它没有梯形图语言中的触点和线圈，但拥有与之等价的指令。
顺序功能图亦称功能图。SFC编程方法是法国人开发的，是一种真正的图形化编程方法。SFC**于描述工业顺序控制程序，使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程，特别适合在复杂的顺序控制系统中使用。
指令表编程语言类似于计算机中的助记符汇编语言，它是PLC较基础的编程语言，所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表PLC的某种操作功能，按照一定的语法和句法编写出一行一行的程序，来实现所要求的控制任务的逻辑关系或运算。
结构化文本是一种高级的文本语言，是一种较新的编程语言。结构化文本语言表面上与PASCAL语言很相似，但它是一个专门为工业控制应用开发的编程语言，具有很强的编程能力，与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑
PLC机型的选择一般从系统控制功能、指令和编程方式、PLC存储量和响应时间、通信联网功能等几个方面综合考虑，所选PLC应能满足控制系统的功能需要。
1.输入/输出模块的选择
输入模块将现场设备(如按钮开关)的信号进行并转换成PLC内部的电平信号，它按电压分为交流式和直流式，按电路形式分为汇点输人式和分隔输入式。选择输入模块时应考虑输入信号电压的大小、信号传输的距离长短、是否需要隔离及采用何种方式隔离、内部供电还是外部供电等问题。
输出模块把PLC内部信号转换为外部过程的控制信号，以驱动外部负载。
输入/输出模块是可编程序控制器与被控对象之间的接口，按照输入/输出信号的性质一般可分为开关量(或数字量)模块和模拟量模块。
开关量模块包括输入模块和输出模块，有交流、直流和交直流三种类型。开关量输入模块按输入点数分为4、8、16、32、64等，按电压等级分为直流24V、48V、60V和交流110V、230V等。模块密度要根据实际需要来选择，一般以每块16~32点为好。如果是长距离传输通信，开关量输入模块的门槛电平也是不容忽视的一个因素。直流开关量输入模块的延迟时间较短可直接与接近开关、光电开关等电子装置相连。
开关量输出模块按输出点数分为16、32、64点，按输出方式分为继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。选择的输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。对于频繁通断、低功率因数的感性负载，应采用无触点开关器件，即选用晶闸管输出（交流输出）或晶体管输出（直流输出），这样做的缺点是价格较高。继电器输出属于有触点器件，其优点是适应电压的范围大，价格便宜，但存在寿命短、响应速度较慢的缺点。
模拟量模块也包括输入模块和输出模块。
模拟量输入模块把来自于传感器等的电压、压力、流量、位移等电量或非电量转变为一定范围内的电压或电流信号，所以它分为电压型和电流型。电流型又分为0~20mA、4~20mA两种，电压型分为1~5V、-10~+10V、0~5V等多种型号。通道有2、4、8、16个。在选用时应注意外部物理量的输入范围，模拟通道循环扫描的时间和信号的连接方式。一般来说，电流型的抗干扰能力优于电压型。模拟量输出模块能输出被控设备所需的电压或电流，它的电压型和电流型的型号与模拟量输入模块的大体相似，选用输出模块驱动执行机构时，中间有可能要增加必要的转换装置，还要注意信号的统一性和阻抗的匹配性。
2.对程序存储器容量的估算
PLC的程序存储器容量通常以字节为单位。用户程序所需存储器容量可以预先估算。一般情况下用户程序所需存储的字节数可按照如下经验公式来计算。
1）开关量输入/输出系统
输入：用户程序所需存储的字节数=输入点总数*10；
输出：用户程序所需存储的字节数=输出点总数*8。
2）模拟量输入/输出系统
每一路模拟量信号大约需要120字节的存储容量，当模拟输入和输出同时存在时，应有所需内存字节数=模拟量路数*250。
3）定时器和计数器系统
所需内存字节数=定时器/计数器数量*2
4）含有通信接口的系统（多指PC网络系统）
所需存储字节数=通信接口个数*300
另外，根据系统控制要求的难易程度也可采用另一种方法进行估算：
程序容量=K*总输入/输出点数
对于简单控制系统来说，K=6；若为普通系统，K=8；若为较复杂系统，则K=10；若为复杂系统，则K=12。
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