6ES7350-2AH01-0AE0供应

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fx系列可编程控制器由基本单元、扩展单元、扩展模块及特殊功能单元构成。

基本单元（basic unit）包括cpu、存储器、输入输出及，是的主要部分。

扩展单元（extension unit）是用于增加可编程控制器i/o点数的装置，内部设有电源。扩展模块用于增加可编程控制器i/o点数及改变可编程控制器i/o点数比例，内部无电源，所用电源由基本单元或扩展单元供给。因扩展单元及扩展模块无cpu，与基本单元一起使用。

特殊功能单元（special function unit）是一些专门用途的装置。fx2n系列plc提供了各种特殊功能模块，当需要完成某些特殊功能的控制任务时，就需要用到特殊功能模块。这些特殊模块又分为：

①模拟量输入/输出模块，例如fx2n-3a、fx2n-2ad、fx2n-2da、fx2n-4ad-pt等。

②模块，例如fx2n-232-db、fx2n-422-db、fx2n-485-db、fx2n-16ccl-m等。

③高速计数器模块，例如fx2n-1hc。

④运动控制模块，例如fx2n-1pg-e、fx2n-10gm等

同的PLC的程序结构有很大的区别，程序结构体现了编程思想是否，决定了程序是否有很好的可重用性（可移植性）。可以说程序结构是设计一个理想的自动化PLC产品应解决的重要的问题。

说起PLC的程序结构，大家都知道PLC有主程序、子程序（S7-300/400称为功能和功能块）和中断程序，好像没有什么好讨论的。实际上不同的PLC的程序结构有很大的区别，程序结构体现了编程思想是否，决定了程序是否有很好的可重用性（可移植性）。可以说程序结构是设计一个理想的自动化PLC产品应解决的重要的问题。不少国产PLC在程序结构方面存在较大的问题，采用理想的程序结构的国产PLC不多。例如有一家国产PLC自称与三菱的FX2N兼容，但是居然没有中断功能！

一、几种典型的PLC程序结构

下面介绍几种常见的PLC的程序结构及其特点：

1．某些国外的小型PLC的程序结构

这些PLC的用户程序由主程序、子程序和中断程序组成。在每一个扫描循环周期，CPU都要调用一次主程序。主程序可以调用子程序，小型控制系统可以只有主程序。中断程序用于快速响应中断事件。在中断事件发生时，CPU将停止执行当时正在处理的程序或任务，去执行用户编写的中断程序。执行完中断程序后，继续执行被暂停执行的程序或任务。它们的子程序和中断程序没有局部变量，子程序没有输入、输出参数。

2．西门子的S7-200的程序结构

过程映像输入/输出（I/Q）、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量。S7-200的程序组织单元(ProgramOrganizationalUnit，简称为POU)包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量，局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反，全局变量可以在各POU中使用。

十年前，我刚开始使用PLC时，也是一头雾水。仗着自己对硬件、工程知识的熟悉，和对组态软件的粗浅了解，硬着头皮接下了任务。当时已经来不及接受培训，相关资料其缺乏，仅有的参考资料是一本英文的S7-200手册，以及西门子网站上找到的一些全西文的示例，总算在三个月内完成了系统的构建、软件的编写工作。

5、养成良好的编程习惯

每个人编程都会有不同的习惯和特点，不能强求一致。但是一些好的习惯还是应该为大多数人所遵循。一是理顺逻辑关系、时序关系，编制程序框图；二是合理分配主程序、子程序和中断程序；三是合理分配寄存器，编制寄存器符号表。

PLC编程接近于单片机，或者说PLC就是模块化的单片机。因此PLC的很多操作都是直接针对寄存器的，如果在程序中出现不合理的寄存器重叠，一定会出现不可预想的后果。编制寄存器符号表不仅可以避免上述问题（MicroWin会有问题提示），而且可以使程序具备好的可读性。这和VB中定义变量有异曲同工之处。

VB编程中关注的是事件，不强调主程序和子程序的观念，因为VB主程序的工作是由PC的操作系统完成的。PLC则不然。PLC程序是以主程序为主干的，CPU不断的循环执行主程序，只有触发条件成立时才会调用子程序或中断程序。即子程序和中断程序所执行的任务不是全时需要的。如果把这些任务都放在主程序中会无端增加主程序的工作量，降低程序的效率。这点和单片机的编程思路是一致的。子程序的使用可以使整个程序的逻辑清晰。而且子程序可以分开编写、调试，后“安装”到主程序上。这样你可以一个一个解决问题。

PLC编程，无论是LAD，抑或STL，都不如VB那么直观、有趣，不如那么形象。但比单片机的汇编语言的可视性强多了。对于初学者，LAD（梯形图）的编程相对直观，上手。

后，PLC提供了丰富的指令、模块，比单片机方便了很多。但是初学者编程时应尽量先使用简单的指令达到目的。尽管看上去有点土，却不失为一个入门的好途径，且对你理解那些较为复杂的指令会有帮助。具备了一定经验后，应该考虑掌握复杂指令的应用，以及程序的优化。

控制系统的抗干扰能力与系统运行的稳定性有很大关系，本文对干扰因素进行分析，确定了干扰因素主要有空间辐射，系统本身的干扰和系统外部的干扰，并且根据这些干扰因素，提出了具有针对性的建议，从硬件和软件两部分内容上进行抗干扰，硬件抗干扰主要是阻断干扰源，对干扰源进行控制，但是硬件抗干扰并不能阻断干扰，因此又研究了软件抗干扰，将硬件抗干扰与软件抗干扰进行结合，就可以有效的应对干扰，实现plc的稳定运行。

随着plc控制系统的广泛使用和相应技术的不断提升，plc控制系统的技术越来越复杂，受到的干扰越来越多，需要防控的干扰也越来越多，plc控制系统的抗干扰能力对整个系统的稳定运行起着非常重要的作用。本文作者通过实践中的研究，找出了plc运行过程中的干扰因素，并且从全方面考虑，运用硬件和软件并行的措施来加强plc控制系统抗干扰的能力，有效降低了plc控制系统出故障的几率，增强了plc控制系统的抗干扰能力，有利于plc控制系统稳定的运行，在广泛的应用中，了良好的经济效益。

1、干扰plc控制系统的因素分析

1.1 辐射干扰

通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰称为辐射干扰，是由高频感应设备、网络、大型整流变压变频设备、无线电广播、雷达、雷电、电视等运行产生的。如果plc控制系统处在辐射中，则它的数据线、线和信号线都会转变为天线，因此受到辐射的干扰。这其中，主要是两个路径，一是对plc内部电路感应的辐射干扰，二是对plc网络通讯线路的辐射干扰。

1.2 系统本身的干扰

plc系统本身也会产生干扰，这主要是由于系统中各电路和的辐射所产生的，如元器件之间不匹配、信号之间相互影响、逻辑电路之间有辐射等，在使用过程中系统本身的干扰不能，但是在系统选择上要尽量选择经过多重实验检验的plc控制系统。

1.3 外部干扰

是电源干扰，这又分为三个层面：一是plc控制系统中大型设备的启用和关停造成的欠电压和过电压等；二是电网短路造成的冲击、工业电网大型设备启动或者停止、交直流传动装置所引起的谐波等；三是scr、igbt、gto等运行期间产生的高次谐波、寄生振荡、噪声等，这些都会对plc造成干扰，产生很大的危害。其次是信号传输干扰，plc各类信号输出线，在信息传输过程中，受空间辐射干扰，或者通过公用信号或者变送器进行干扰，这些被称作是容性耦合干扰和感性耦合干扰。后是接地系统的干扰。plc系统的地线包括模拟地、数字地、直流地、保护地、屏蔽地、信号地等，接地良好可以保证plc的运行，接地的混乱可能造成电位分布不均匀和电位差的存在而引起干扰，这会影响plc的正常稳定运行。

2、硬件抗干扰的措施

2.1 空间电磁辐射抗干扰

plc的电磁辐射干扰分为差模干扰和共模干扰，滤波元件是差模干扰的主要抑制器，让一只滤波接在两根电源线上，可以形成简单的滤波电路，这能够有效的起到抗干扰的作用，此外，采用屏蔽和隔离的方式也能够很好地抗击干扰；对于抑制共模干扰，简单的办法就是在信号线上加装一个共模扼流圈，就能起到很好的抑制效果。

2.2 的电源

plc干扰中有70%的干扰是从电源耦合中进入系统的，因此选择的电源可以有效地进行抗干扰。，可以将直流电源接地，然后选用隔离性质的电源，在一次侧和二次侧分别加装屏蔽层，注意要将屏蔽层接地，并且，为了防止再次出现共模干扰，可以将输入线和输出线都采用双绞线。实践中运用此方法进行多层抗干扰，则效果非常好。(//www./版权所有)其次，要选用具有较强抗干扰能力的滤波器，可以防止系统本身存在较大的辐射干扰，若存在严重干扰的时候，可以将滤波器接入电源之后，通过隔离变压器来抗干扰。再次，可以运用隔离供电的方式，将plc设备、i/o设备等分别由自己的供电设备供电，与总电路分开。也可以选择不同的配电器与变送器分别与控制系统相连，进行多次隔离，加强抗干扰效果，后，为了供电的，可以选用在线式不间断供电来阻断干扰，实现电源方面干扰的隔离和减弱。

2.3 i/o信号抗干扰

这分为四个方面的内容：其一，当输入为感性元件时，闭合触点会有电弧产生，断开触点则会出现反电势，直流电路可以通过并联解决问题，交流电路可以通过并联rc解决问题；其二，输出为感性负载时，交流负载中，可以通过在负载两侧并联rc浪涌吸收装置或者是压敏电阻来抗干扰，压敏电阻的额定电压值应该在电源电压大值的1.3倍以上，在进行rc串联后，rc应该靠近负载，直流负载中，可以让线圈触头与联续流二管并联解决问题；其三，长线传输中的光耦浮置的处理，在较长的线路中，运用两光电耦合，将线路浮置，切断环路，可以解决阻抗匹配问题，并且还可以噪声电压和保护系统，如图1所示；其四，i/o信号漏电处理，当信号源时，为了降低外部负载电流和输入电流，减少阻抗，可以通过在输入输出端口处并联旁路电阻。

2.4 外部配线

plc的稳定运行与外部配线如何设计也有很大的关系，尤其是距离较远间的传送，运用屏蔽线和双绞线是有效的抗干扰方法。屏蔽线对磁场干扰的屏蔽和电场干扰的屏蔽都有很明显的效果。双绞线两个相邻的节点在同一个导体上会产生相反的电动势，可以很好地抗干扰。

2.5 完善接地系统

一个好的接地系统可以保证plc的运行，还可以抑制外来干扰，并且还能够减少plc对外界释放二次污染。系统接地方式可以分为浮地式接地、电容式接地和直接接地，plc控制系统中选择直接接地。

3、软件抗干扰措施

硬件抗干扰措施在很大程度上抑制了干扰，但是很少有的时候，因此还需要在软件上去努力，干扰。

3.1 “抖动”干扰

元件在接通时，有时会因为接触的时断时续而产生错误的信号，通常来讲，在用普通的输出法时，如果输入的数据发生抖动时，输出的数据同样会发生抖动，这时，在算法中加入一个定时器，将输出延时，让输入的触点接通时长大于延时的时间，则干扰会被过滤掉，不会对输出有影响。

3.2 互锁程序保护

为了进一步提升plc控制系统的稳定性与性，只有软件互锁是不够的，应该在硬件与软件中加入互锁功能，当触点烧死，线圈失电，辅助触点在物理上并没有断开，就会造成三线电源短路。但是在plc接线过程中，在硬件和软件中同时加入互锁功能，能够保证正反接触器不会在同一时间接通，即不会同时存在电压，避免发生三相短路事故。

3.3 数字滤波

数字滤波的运用能够有效的降低信号的信噪比，模拟信号经过转换后，可以存在不同的数据寄存器当中，利用数字滤波将干扰信号过滤掉，留下有效的信号。常用的数字滤波方式有滑动平均值滤波（递推平均滤波法）、防脉冲干扰均值滤波（中位值平均滤波法）、程序判断滤波（限幅滤波法）、算数平均值滤波和中值滤波等。

3.4 软件容错

干扰信号较多，i/o长距离传输信号、现场辐射较强等多种原因都会引起i/o信号输出产生错误，运用容错技术能够在信号出现错误时，及时进行改正补救，保证plc控制系统正常运行。软件容错主要包括三个方面的内容：一是软件延时，对于控制、开关量、检测信号这类易抖动的应该加装延时器，对同一信号进行多次读取，可以有效干扰；二是对死循环处理，在程序死循环时，要分清是主故障还是次故障，再对其进行处理；三是程序修复技术，在程序运行过程中，若出现故障，可以重复行使指令，若执行多次之后成功，这说明之前存在干扰，现已被，若依然没成功，则可能程序本身存在错误。

随着科学技术的发展,可编程序控制器PLC在工业控制中的广泛应用,它的性直接关系到工业企业的生产和经济运行.而PLC控制系统的抵抗干扰的能力是整个生产系统运行的关键。

注释：参数设置：LG（TIME=1S），TON（TIME1=10S），LG1（TIME=30S），HL=0.2，LL=-0.2，PI（TI=10S，将P放开封锁成为纯积分调节器）

一、小信号在变化幅度中变化时

1、终状态：此时为稳态，输入与输出相近。OR输出为“0”，NOT=1，TON时间已出10S，EOR=0，MOV不保持，PI不积分，SUB=0，信号走PI的跟踪回路，LG1滤波后输出。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1（滤波30S）→输出

2、小信号的暂态变化：（在TON=10S之前）OR=0，NOT=1，TON未到10S，EOR=1，MOV保持，PI积分作用，LG1未起作用，输出跨越LG1（TIME=30S），直接到输出端，此时为线性跟踪滤波状态。

二、信号大幅度变化时（≥HL，≤LL）

OR=1，NOT=0，TON不起作用，EOR=0，所以LG1（TIME=30S）不起作用，PI不起作用走跟踪。正常的信号流向：IN→LG→PI的跟踪→LG1的跟踪→输出

三、总结：

1、小信号在10秒之内，经过LG（TIME=1S），PI的积分作用，跳过LG1（TIME=30S），直接输出，实现输入信号的滤波和跟踪状态。

2、小信号在10秒之后，经过LG（TIME=1S），PI的跟踪和LG1（TIME=30S）跟踪输入。

3、大信号变化时，LG（TIME=1S）作用，LG1（TIME=30S）不起作用，此时为输出快速跟踪。

优点：对于被测参数有较好的滤波效果，对周期性干扰具有良好的抑制作用，平滑度高。

缺点：对于变化缓慢的输入信号响应慢。

结束语

上述所分析的方法，均在生产实际中得到检验，了一定的效果，并随着生产实际的需要和经验的积累，不断完善其对干扰的软件处理方法。 随着科学技术的发展,可编程序控制器PLC在工业控制中的广泛应用,它的性直接关系到工业企业的生产和经济运行.而PLC控制系统的抵抗干扰的能力是整个生产系统运行的关键。

注释：正常情况输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后直接输出，OUT=IN-AI的值；当有突变信号时，输入信号IN-AI经过一阶延迟滤波后与含有突变信号的输入信号IN-AI相减取（无论出现正偏差还是负偏差），与HL值比较，若大于等于HL的预设值，OUT1=1，将LG—延迟滤波器切换成跟踪状态，此时OUT就保持了输入信号IN-AI突变前的值。直到突变信号减弱，OUT1=0，OUT=IN-AI。

优点：对周期性干扰具有良好的抑制作用。平滑度高。

缺点：灵敏度取决于TIME—延迟滤波时间的大小。

为确保不致过热，需要考虑机架之间的净空距离和采用风扇进行冷却。安装plc的机架之间应该有足够的空间，供i/o布线，但是i/o布线不应该妨碍散热。在确定机架之间的距离时，应该考虑线槽的宽度、布线长度、通风和plc单元拆装的方便程度等因素，一般情况下，两个机架之间的距离应为70～120mm。

若是plc的安装环境温度规定值或是将plc安装在封闭的机箱内，就需要安装风扇进行冷却。

不要将plc安装在装有高压设备的控制屏上。plc的安装位置至少离线200mm以上。

plc的安装方向按照要求安装，否则将会出现散热问题，一般要求是垂直安装，即安装方向就是面板上的字能够正常阅读的方向。

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