6ES7321-1EL00-0AA0安装调试

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 工业现场电磁环境复杂，有时只采用硬件措施不能完全干扰的影响，必须用软件措施加以配合。可采用如下的软件措施：
    一、延时确认
    对于开关量输入，可采用软件延时20ms，对同一信号作两次或两次以上读入，结果一致才确认输入有效。
    二、封锁干扰
    某些干扰是可以预知的，如可编程序控制器的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花。电弧等干扰信号，它们产生地干扰信号可能使可编程序控制器接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件可编程序控制器的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁。
    三、软件滤波
    对于模拟信号可以采取软件滤波措施，目前的大型PLC编程大都支持SFC、结构化文本编程方式，这可以很方便的编制比较复杂的程序，完成相应的功能。
    四、故障的检测与诊断
    可编程序控制器的可靠性很高，本身有完善的自诊断功能，可编程序控制器如出现故障，借助自诊断程序可以方便的找到故障的部位与部件，更换后就可以恢复正常工作。
    大量的工程实践表明，可编程序控制器外部的输入、输出元件，如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远**可编程序控制器本身的故障率，而这些元件出现故障后，可编程序控制器一般不能觉察出来，不会自动停机，可能使故障扩大，直至强电保护装置动作后停机，有时甚至会造成设备和人身事故。停机后，查找故障也要花费很多时间。为了及时发现故障，在没有酿成事故之前使可编程序控制器自动停机和报警，也为了方便查找故障，提高维修效率，可以使用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。
    现代的可编程序控制器拥有大量的软件资源，如FX2N 系列可编程序控制器有几千点辅助继电器、几百点定时器和计数器，有相当大的裕量。可以这些资源利用起来，用于故障检测。
    1、**时检测
    机械设备在各自工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在可编程序控制器发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。例如设某执行机构（如电动机）在正常情况下运行10s后，它驱动的部件使限位开关动作，发出动作结束信号。若该执行的动作时间**过12s（即对应定时器的设定时间），可编程序控制器还没有接收到动作结束信号，定时器延时接通的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的循环程序，起动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能顺速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。
    2、逻辑错误检测
    在系统正常运行时，可编程序控制器的输入、输出信号和内部的信号（如辅助继电器的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出现了故障。因此，可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应该按故障处理。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关动作，这两个信号不会同时为ON状态，若它们同时为ON，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。在梯形图中，用这两个限位开关对应的输入继电器的常开触点串联，来驱动一个表示限位开关故障的辅助继电器。

1  引言
    在PLC中有多种程序设计语言,如梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等。通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言，它可根据需要去执行更有效的操作，例如，模拟量的控制，数据的操纵，报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。功能模块图语言采用功能模块图的形式，通过软连接的方式完成所要求的控制功能，它不仅在PLC中得到了广泛的应用，在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用。由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点，为广大工程设计和应用人员所喜爱。

 2  常用的程序设计语言分类
    根据PLC应用范围，程序设计语言可以组合使用，常用的程序设计语言有以下几种: 
(1) 梯形图(Ladder Diagram)程序设计语言
    梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果，每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在右面。
梯形图程序设计语言是较常用的一种程序设计语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉。因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎，并得到广泛的应用。
梯形图程序设计语言的特点是:
·与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性;
·与原有继电器逻辑控制技术相一致，易于撑握和学习;
·与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是:梯形图中的能流(Power FLow)不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待;
·与布尔助记符程序设计语言有一一对应关系，便于相互转换和程序检查。
(2) 布尔助记符(Boolean Mnemonic)程序设计语言
布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。布尔助记符程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符来表示操作功能。
布尔助记符程序设计语言具有下列特点:
·采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点;
·在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计;
·与梯形图有一一对应关系,其特点与梯形图语言基本类同。
(3) 功能表图(Sepuential Function Chart)程序设计语言
功能表图程序设计语言是用功能表图来描述程序的一种程序设计语言。它是近年来发展起来的一种程序设计语言。采用功能表图的描述，控制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具有明确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分工设计和检查调试。功能表图程序设计语言的特点是:
·以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通;
·对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计、调试时间;
·常用于系统规模校大、程序关系较复杂的场合;
·只有在活动步的命令和操作被执行，对活动步后的转换进行扫描，因此整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要短得多。

    功能表图来源于佩特利(Petri)网，由于它具有图形表达方式，能比较简单清楚地描述并发系统和复杂系统的所有现象，并能对系统中存在的象死锁、不安全等反常现象进行分析和建模，在模型的基础上可以直接编程，因此得到了广泛的应用。近几年推出的可编程控制器和小型集散控制系统中也已提供了采用功能表图描述语言进行编程的软件。

(4) 功能模块图(Function Block)程序设计语言
    功能模块图程序设计语言是采用功能模块来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。它有若干个输入端和输出端，通过软连接的方式，分别连接到所需的其它端子，完成所需的控制运算或控制功能。功能模块可以分为不同的类型，在同一种类型中，也可能因功能参数的不同而使功能或应用范围有所差别，例如，输入端的数量、输入信号的类型等的不同使它的使用范围不同。由于采用软连接的方式进行功能模块之间及功能模块与外部端子的连接，因此控制方案的更改、信号连接的替换等操作可以很方便实现。功能模块图程序设计语言的特点是:
·以功能模块为单位，从控制功能入手，使控制方案的分析和理解变得容易;
·功能模块是用图形化的方法描述功能，它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性;
·对控制规模较大、控制关系较复录的系统，由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来，因此，编程和组态时间可以缩短，调试时间也能减少;
·由于每种功能模块需要占用一定的程序内存，对功能模块的执行需要一定的执行时间，因此，这种设计语言在大中型PLC和集散控制系统的编程和组态中才被采用。

(5) 结构化语句(Structured Text)描述程序设计语言
    结构化语句描述程序设计语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种程序设计语言。它是一种类似于高级语言的程序设计语言。在大中型的可编程序控制器系统中，常采用结构化语句描述程序设计语言来描述控制系统中各个变量的关系。它也被用于集散控制系统的编程和组态。
结构化语句描述程序设计语言采用计算机的描述语句来描述系统中各种变量之间的运算关系，完成所需的功能或操作。大多数制造厂商采用的语句描述程序设计语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。

结构化程序设计语言具有下列特点:
·采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算;
·需要有一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高，普通电气人员难以完成。
·直观性和易操作性等较差;
·常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制功能的实施。

    部分PLC的制造厂商为用户提供了简单的结构化程序设计语言，它与助记符程序设计语言相似，对程序的步数有一定的限制。同时，提供了与PLC间的接口或通信连接程序的编制方式，为用户的应用程序提供了扩展余地。 

3  PLC程序设计语言应用实例
    温度控制是许多机器的重要的构成部分。它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一，下面较为详尽地介绍了PID温度控制的PLC程序设计实例。
(1) 系统组成
    本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。

(2) 触摸屏参数设置
    设002代表现在的温度，而102表示输出的温度。如按下开始设置就可设置参数。需要设置的参数有6个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。它们在PLC的地址与一些开关的地址如下:
比例带 : DM51  积分时间 : DM52
微分时间 : DM53  滞后值 : DM54
控制周期 : DM55  偏移量 : DM56
数据刷新 : 22905

(3) PLC程序
  002:PID的输入字
  102:PID的输出字
  [NETWORK]
  Name="bbbbbb Check"  //常规检查
  [STATEMENTLIST]
  LD 253.13      //常ON

.

  OUT TR0 
  CMP 002 #FFFF      
  //确定温控单元是否完成初始化
  AND NOT 255.06     //等于
  OUT 041.15   //初始化完成
  LD TR0 
  AND 041.15 
  OUT TR1 
  AND NOT 040.10     
  //不在参数设置状态
  MOV DM0050 102     
  //将设置温度DM50传送给PID输出字
  LD TR1 
  MOV 002 DM0057     
//将002传送到DM57
      
  [NETWORK]
  Name="Setting Start"  //设置开始
  [STATEMENTLIST]
  LD 253.13 
  OUT TR0 
  AND 229.05   
  //触摸屏上的开始设置开关
  DIFU 080.05  //设置微分
  LD TR0 
  AND 041.15 
  AND 080.05 
  SET 040.01   //开始设置标志位1
  SET 040.10   //开始设置标志位2
      
  [NETWORK]
  Name="Poportion"   //比例带设置
  [STATEMENTLIST]
  LD 040.01 
  OUT TR0 
  AND NOT 042.01 
  MOV #C110 102 
  //读输出边与输入边的比例带
  CMP 002 #C110 
  //比较输入字是否变成C110
  AND 255.06 //等于
  SET 042.01 //设置比例带标志
  LD TR0 
  AND 042.01 
  MOV DM0051 102 
  //将比例带的设定值写入输出字
  CMP 002 DM0051 //是否写入
  AND 255.06 
  SET 040.01      //复位标志1
  RSET 042.01    //复位比例带标志
  SET 040.02     //向下继续设置标志
      
  [NETWORK]
  Name="Integral"//积分时间设置
  [STATEMENTLIST]
  LD 040.02 
  OUT TR0 
  AND NOT 042.02 
  MOV #C220 102  
  //读输出边与输入边的积分
  CMP 002 #C220  
  //比较输入字是否变成C220
  AND 255.06 
   SET 042.02      //设置积分标志
  LD TR0 
  AND 042.02 
  MOV DM0052 102 
  //将积分的设定值写入输出字
  CMP 002 DM0052 //是否写入
  AND 255.06 
  RSET 040.02 
  RSET 042.02 
  SET 040.03      //向下继续设置标志
      
  [NETWORK]
  Name="differential"//微分时间设置
  [STATEMENTLIST]
  LD 040.03 
  OUT TR0 
  AND NOT 042.03 
  MOV #C330 102 
  //读输出边与输入边的微分
  CMP 002 #C330 
  //比较输入字是否变成C330
  AND 255.06 
  SET 042.03      //设置微分标志
  LD TR0 
  AND 042.03 
  MOV DM0053 102 
  //将微分的设定值写入输出字
  CMP 002 DM0053 //是否写入

AND 255.06 
  RSET 040.03 
  RSET 042.03 
  SET 040.04      //向下继续设置标志
      
  [NETWORK]
  Name="Hysteresis"//滞后值设置
  [STATEMENTLIST]
  LD 040.04 
  OUT TR0 
  AND NOT 042.04 
  MOV #C440 102 
  //读输出边与输入边的滞后值
  CMP 002 #C440 
  //比较输入字是否变成C440
  AND 255.06 
   SET 042.04 //设置滞后值标志
  LD TR0 
  AND 042.04 
  MOV DM0054 102 
  //将滞后值的设定值写入输出字
  CMP 002 DM0054 //是否写入
  AND 255.06 
  RSET 040.04 
  RSET 042.04 
   SET 040.05      //向下继续设置标志
      
  [NETWORK]
  Name="Period"  //控制周期设置
  [STATEMENTLIST]
  LD 040.05 
  OUT TR0 
  AND NOT 042.05 
  MOV #C550 102 
  //读输出边与输入边的控制周期
  CMP 002 #C550 
  //比较输入字是否变成C550
  AND 255.06 
  SET 042.05    //设置控制周期标志
  LD TR0 
  AND 042.05 
  MOV DM0055 102 
  //将控制周期的设定值写入输出字
  CMP 002 DM0055 //是否写入
  AND 255.06 
  RSET 040.05 
  RSET 042.05 
  SET 040.06    //向下继续设置标志
      
  [NETWORK]
  Name="Shift"  //偏移量设置
  [STATEMENTLIST]
  LD 040.06 
  OUT TR0 
  AND NOT 042.06 
  MOV #C660 102 
  //读输出边与输入边的偏移量
     CMP 002 #C660 
  //比较输入字是否变成C660
  AND 255.06 
  SET 042.06    //设置偏移量标志
  LD TR0 
  AND 042.06 
  MOV DM0056 102 
  //将偏移量的设定值写入输出字
  CMP 002 DM0056 //是否写入
  AND 255.06 
  RSET 040.06 
  RSET 042.06 
  SET 040.00 
      
  [NETWORK]
  Name="Return"   //返回
  [STATEMENTLIST]
  OUT TR0 
  AND NOT 042.00 
  MOV #C070 102 //读输入边的处理值
  CMP 002 #C070 //比较输入字变成C070
  AND 255.06 
   SET 042.00      //返回标志
  LD TR0 
  AND 042.00 
  MOV DM0050 102 
  //将设定温度值写入输出字
  RSET 040.00 
  RSET 042.00 
  RSET 040.10 

4  结束语
    以上是PID温度控制的PLC程序设计实例，经过反复试验，该系统可以维持温度在1℃之间变化，保证了好的生产状况，减少了不合格品发生的几率。

一、运行环境的保证

因为PLC为精密电子产品，自动化控制的系统是要求长时间不间断运行，因此PLC的运行环境要求较高，要防尘、防火、防水，防高温，防雷电，因此电气控制室一般都安排在具有双层玻璃的、安装有水式制冷空调的二楼，电控室的温度一般控制在28度左右;对于防尘则是将PLC安装在1M＊2.2M＊0.6M的带锁板为玻璃门的控制柜中，此柜上部安装有防尘罩的抽风系统进行柜内降温。

二、做好日常工作

1、日常准备工作：首要的熟悉工艺流程，其次是对PLC各种模块的说明资料的熟悉，再次现场布局的了解，最后确保自已的各种检测工具要完好无误。

2、日常点检工作：定期进行CPU的电池的电压检测，正常常情况下为3V，定期对构成PLC系统的相关设备的点检和维护，如UPS定期维护，利用停机时机，对PLC各控制柜进行人工除尘、降温，PLC程序的定期人工备份和电池备份及各相关坏器件的更换等工作。

三、PLC故障的诊断

（一）总法则：

对于PLC系统的故障检测法：一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。

一摸，查CPU的温度高不高，CPU正常运行温度不**过60℃，因手能接受的温度为人体温度37～38℃，手感为宜;二看，看各板上的各模块指示灯是否正常;三闻，闻有没有异味，电子元件或线缆有无烧毁;四听，听有无异动，镙丝钉松动、继电器正常工作与否，听现场工作人员的反映情况;五出现故障根据图纸和工艺流程来寻找故障所在地;六对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。

（二）具体步骤：

当PLC的软件不正常时，主要看CPU的RUN状态是否正常，不正常则进行CPU后重新下载控制程序。

当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行检查工作：

1、查看PLC电源是否有电：有电则测量电压是否在+24V的±5%范围之内，有电且正常，则进行下一步;有电不正常则进行电源模块的输出端与输入端进行，若输出端不正常而输入端正常，则更换模块;若输入端不正常，则进行输入端的逆流法则进行相应检查，如进行24V交直流变压器的输入电压端的交流电压220V的±10%检查，正常，则更换直流24V变压器。无电则按迹寻踪，借助原理图+现场布置总图+接线图纸，检查给电源模块供电的各种电器器件的输出端的接线是否正确，不正确，重新接线;正确用万用表则检查空气开关的进线端与出线端有无正常供电，无正常供电，查明是外界还是自身原因，若为外界则是电压不足还是根本无电压，或负载过重，又或严重过流等等的分析，一直到将事故排除正常供电为止;若为本身器件坏则更换之。

2、了解过CPU工作模式及**级：高**级有STOP、HOLDUP、STARTUP（WARMRESTART、COLDRESTART）;低**级有：RUN、RUN-P（PG/PC的在线读写程序）。查看CPU是在RUN模式，或是在STOP模式，又或是RUN模式的闪烁状态和STOP模式兼有的保持模式或叫调试模式。如果仅是RUN模式则CPU和各板为正常进行第3步。如果是保持模式出现，可能是运行过程中用户程序出现断点而处于调试程序状态，或在启动模式下断点出现，对此情况重新调试好程序，再次将控制程序下载到CPU中方可。

如果是STOP模式，目测引起STOP的原因分析：A、无电，分析无电原因，是因为供电部门出问题，还是异常掉电（因有有1K3AH的UPS保证很少发生异常掉情况），通常情况下为检修拉电了，待检修结束后进行人工送电。再利用PLC的在线功能将CPU的工作模式从STOP转换为RUN;B、CPU坏，更换新的好的同种类型同版本的CPU;C、有板子坏了，有序进行板子的更换。对于硬件更换时要注意使用与原来的器件相同的产品同型号、同版本来进行，否则会造成实际的PLC配置与相应编程软件中硬件配置数据库中硬件配置不同而无法进行用户控制程序的正常循环执行。

3、进行各个主板和扩展板上的通迅电缆检查和各模块各LED灯的检察，看是否有坏模块出现fault灯亮，若有则该模块不正常。对于数字量输出模块上各点其实与现实生活上的电灯开关是一样的功能且为常开点，所以在线检修该模块的任一点时，只要在无接线时且该在控制程序不给输出信号时来其通不通就可以了，若通，则该点不正常，不通则正常;不正常时要进行硬件连接线的另选点重接工作;另外我们也可以用新模块进行更换后，对替换下来的模块的点进行测量通断状态，通，则该点坏，不通该点为好。对于数字量输入模块的点当于导通的线圈，为常闭状态，它可以在线或下线检测，用表检测若是坏点的话则是不通的状态，则换点重接线;好点则为通状态。只要对硬件接线重新换点重接后均要用相应编程软件对控制软件进行0X或1X地址替换工作。对于模拟量输入模块是与数字量输入模块相同，每个通道都相当于一根导线形式，也就是说相当于常闭点，所以检测通道好坏的方法为用表的测通断功能来检测，当通状态时为好，断状态时为坏通道;模拟量输出模块的方法与数字量输出模块相同。若坏通道则对硬件接线需要更换通道与并同时替换控制程序中的相应3X或4X地址;另外对于模拟量模块则要进行量程块的选择的检查，保险丝是否断开的检查等工作。软件配置是否正常，一般为电压1～5V或电流4～20mA，这根据所用的传感器与智能转换器类型来选择。进行过硬件点或通道更换工作后条件允许的话均要STOP PLC的CPU，再重新下载程序，若条件不允许则直接用更新变化来下载变化的程序而不停CPU。对于不用的输入模块的好通道/好点与最后一个已用的一好通道/好点进行串联或在软件中进行特别设置。

4、对大量输出模块的板子上的电源模块在正常生产状态时是不能断电的，因为此时断电的话，将使继电器柜中的常开继电器变为常开状态，容易发生错误，因此要对此类的输出模块，要与现场操作人员进行联系，进行该部分相关设备进行手动操作后，再撤去数字量输出模块的供电线后对模块测点工作。

5、各类开关类的检测工作：如继电器、接近开关、空气开关等器件的检测工作，是根据开关的类型是常闭型还是常开型来区分，用表来检测其通与不通的状态，其状态与好器件状态相反，则该器件坏了，更换之。对于电路大部情况利用常开型，它们是用来人工控制或自动控制电流的接通与断开的;对于常闭型主要用在保护电路中。借此可以知道开关类和保护类器件的正常状态为如何而正常识别器件的好坏。

6、通迅模块的检测则是利用简单的用好的新的通迅模块进替换来识别板上的正在使用的模块是否正常。

7、导线的测量方法：导线也是通过检测通断方法进行的。可以利用已知通的导线来检测不知是否好坏的导线，方法是将好的导线与未知导线连接起来后测通断状态。

8、电阻检测：带电状态时检测电压，不带电时检测相应的电阻。

四、总结

通过以检测可以排除工作中的大部分故障，另外由于本工作涉及到交流单相电220V与直流电24V的交叉作业，工作时要注意积累安全用电知识与常识，以及在工作时的安全防范措施和煤气安全规程，以确保安全作业。