6ES7222-1HF22-0XA8技术支持

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分布式PLC控制系统是一种以PLC为主体构成的网络控制系统。系统的一个（或相对集中的数个）控制对象由一台立的PLC进行控制，构成相对立的单机（或集中控制）控制单元；各单元PLC之间通过网络总线连接，组成生产现场控制网，并由上位机进行统一调度与管理。分布式PLC控制系统适用于柔性加工系统（FMS）、车间自动化系统、大型生产线、配装流水线等，是目前PLC应用领域的阶段。

分布式PLC控制系统与远程I/O控制系统、集中控制是整体与局部的关系，系统需要对多台PLC控制单元进行集中、统一的调度与管理，因此，它事实上是单机控制系统、集中控制系统、远程I/O控制系统的集成与综合。

分布式PLC控制系统中各个相对立的PLC单元，同样需要使用现场总线等通信技术进行PLC与I/O单元，PLC与PLC、PLC与上位机、PLC与I/O设备间的数据通信与信息交换，系统上位机还需要对各PLC单元间进行调度与管理，因此，对PLC的网络通信功能要求很高。

分布式PLC控制系统的硬件构成庞大，它需要在多个立PLC单元的基础上，增加网络通信、现场监控、调度管、上位机等外部设备。系统设计往往需要分单元设计、总体集成设计等措施，由多人协作共同完成。

分布式PLC控制系统的软件设计与其他类型控制系统的区别主要在系统集成上，各单元间的网络通信、网络管理软件设计工作量较大，对PLC程序存储容量、通信功能要求较高，系统软件的集成调试工作量大，安装、调试的时间长，系统性要求高，往往需要多人协作、分单元共同完成。

软元件简称元件。将PLC内部存储器的每一个存储单元均称为元件，各个元件与PLC的监控程序、用户的应用程序合作，会产生或模拟出不同的功能。当元件产生的是继电器功能时，称这类元件为软继电器，简称继电器，它不是物理意义上的实物器件，而是一定的存储单元与程序的结合产物。后面介绍的各类继电器、定时器、计数器都指此类软元件。

元件的数量及类别是由选定的PLC来规定，它的规模决定着PLC整体功能及数据处理的能力。我们在使用PLC时，主要查关的操作手册。

输入继电器是PLC中用来专门存储系统输入信号的内部虚拟继电器。它又被称为输入的映像区，它可以有无数个常开触点和常闭触点，在PLC编程中可以随意使用。这类继电器的状态不能用程序驱动，只能用输入信号驱动。FX系列PLC的输入继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时，输入继电器多可达184点，其编号为X0～X7、X10～X17…X260～X267。

二、输出继电器（Y）

输出继电器是PLC中专门用来将运算信号经输出接口电路及输出端子送达并控制外部负载的虚拟继电器。它在PLC内部直接与输出接口电路相连，它有无数个动合触点与动断触点，这些动合与动断触点可在PLC编程时随意使用。外部信号无法直接驱动输出继电器，它只能用程序驱动。FX系列PLC的输出继电器采用八进制编号。FX2N系列PLC带扩展时，输出继电器多可达184点，其编号为Y0～Y267。

三、内部辅助继电器(M)

PLC内有很多辅助继电器。辅助继电器的线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器的常开和常闭触点使用次数不限，在PLC内可以自由使用。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动由输出继电器执行。在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用。这些元件不直接对外输入、输出，但经常用作状态暂存、移位运算等。它的数量比软元件X、Y多。内部辅助继电器中还有一类特殊辅助继电器，它有各种特殊功能，如定时时钟、进/借位标志、启动/停止、单步运行、通信状态、出错标志等。FX2N系列PLC的辅助继电器按照其功能分成以下三类。

1、通用辅助继电器M0～M499（500点） 通用辅助继电器元件是按十进制进行编号的，FX2N系列PLC有500点，其编号为M0～M499。

2、断电保持辅助继电器M500～M1023（524点）  PLC在运行中发生停电，输出继电器和通用辅助继电器全部成断开状态。再运行时，除去PLC运行时就接通的以外，其它都断开。但是，根据不同控制对象要求，有些控制对象需要保持停电前的状态，并能在再运行时再现停电前的状态情形。断电保持辅助继电器完成此功能，停电保持由PLC内装的后备电池支持。

3、特殊辅助继电器M8000～M8255（256点） 这些特殊辅助继电器各自具有特殊的功能，一般分成两大类。一类是只能利用其触点，其线圈由PLC自动驱动。例如：M8000（运行监视）、M8002（初始脉冲）、M8013（1s时钟脉冲）。另一类是可驱动线圈型的特殊辅助继电器，用户驱动其线圈后，PLC做特定的动作。例如，M8033指PLC停止时输出保持，M8034是指禁止全部输出，M8039是时扫描。

四、内部状态继电器（S）

状态继电器是PLC在顺序控制系统中实现控制的重要内部元件。它与后面介绍的步进顺序控制指令STL组合使用，运用顺序功能图编制易懂的程序。状态继电器与辅助继电器一样，有无数的动合触点和动断触点，在顺控程序内可任意使用。状态继电器分成四类，其编号及点数如下：

初始状态：S0～S9（10点）；

回零：S10～S19（10点）；

通用：S20～S499（480点）；

保持：S500～S899（400点）；

报警：S900～S999（100点）。

五、内部定时器（T）

定时器在PLC中相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器以及无数个触点（位）。对于每一个定时器，这三个量使用同一个名称，但使用场合不一样，其所指的也不一样。通常在一个可编程控制器中有几十个至数百个定时器，可用于定时操作。

在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。

100 ms定时器T0～T199， 共200点，设定值：0.1～ 3276.7秒；

10 ms定时器T200～TT245，共46点，设定值：0.01～327.67秒；

1 ms积算定时器 T245～T249，共4点中断动作，设定值：0.001～32.767秒；

100 ms积算定时器T250～T255，共6点，设定值：0.1～3276.7秒； 

六、内部计数器

计数器是PLC重要内部部件，它是在执行扫描操作时对内部元件X、Y、M、S、T、C的信号进行计数。当计数达到设定值时，计数器触点动作。计数器的常开、常闭触点可以无限使用。

 通用计数器：C0 ～C99，共100点。

保持用计数器：C100～C199，共100点。

七、数据寄存器（D）

可编程控制器用于模拟量控制、位置控制、数据I/O时，需要许多数据寄存器存储参数及工作数据。这类寄存器的数量随着机型不同而不同。

每个数据寄存器都是16位，其中位为符号位，可以用两个数据寄存器合并起来存放32位数据（位为符号位）。

1、通用数据寄存器D0～D199  只要不写入数据，则数据将不会变化，直到再次写入。这类寄存器内的数据，一旦PLC状态由运行（RUN）转成（STOP）时全部数据均清零。（若特殊辅助继电器M8033已被驱动，则数据不被清零

2、停电保持数据寄存器D200～D7999  除非改写，否则数据不会变化。即使PLC状态变化或断电，数据仍可以保持。

3、特殊数据寄存器D8000～D8255  这类数据寄存器用于监视PLC内各种元件的运行方式用，其内容在电源接通（ON）时，写入初始化值（全部清零，然后由系统ROM安排写入初始值）。

4、文件寄存器D1000～D7999 文件寄存器实际上是一类数据寄存器，用于存储大量的数据，例如采集数据、统计计算器数据、多组控制参数等。其数量由CPU的监视软件决定。在PLC运行中，用BMOV指令可以将文件寄存器中的数据读到通用数据寄存器中，但不能用指令将数据写入文件寄存器。

八、内部指针（P、I） 

内部指针是PLC在执行程序时用来改变执行流向的元件。它有分支指令指针P和中断用指针I两类。

1、分支指令指针P0～P63 分支指令用指针在应用时，要与相应的应用指令CJ、CALL、FEND、SRET及END配合使用，P63为结束跳转使用。

2、中断用指针I 中断用指针是应用指令IRET中断返回、EI开中断、DI关中断配合使用的指令。

随着微电子技术和计算机技术的发展，PLC（即可编程控制器）在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、记数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。本文介绍了利用可编程控制器编写的一个五层电梯的控制系统，检验电梯PLC控制系统的运行情况。实践证明，PLC可遍程控制器和MCGS组态软件结合有利于PLC控制系统的设计、检测，具有良好的应用。

电梯是随着高层建筑的兴建而发展起来的一种垂直运输工具。多层厂房和多层仓库需要有货梯；高层住宅需要有住宅梯；百货大楼和宾馆需要有客梯，自动扶梯等。在现代社会，电梯已像汽车、轮船一样，成为人类不可缺少的交通运输工具。据统计，美国每天乘电梯的人次多于乘载其它交通工具的人数。当今世界，电梯的使用量已成为衡量现代化程度的标志之一。追溯电梯这种升降设备的历史，据说它起源于公元前236年的古希腊。当时有个叫阿基米德的人设计出--人力驱动的卷筒式卷扬机。1858年以蒸汽机为动力的客梯，在美国出现，继而有在英国出现水压梯。1889年美国的奥梯斯电梯公司使用电动机作为电梯动力，这才出现的电梯，并使电梯趋于实用化。1900年还出现了台自动扶梯。出现了电梯，批4～6台电梯在纽约的联合国大厦被使用。1955年出现了小型计算机(真空管)控制电梯。1962年美国出现了速度达8米/秒的高速电梯。1963年一些工业国只成了无触点半导体逻辑控制电梯。1967年可控硅应用于电梯，使电梯的拖动系统筒化，性能提高。1971年集成电路被应用于电梯。二年又出现了数控电梯。微处理机开始用于电梯，使电梯的电气控制进入了一个新的发展时期。

 一.逻辑阶段

    所谓的逻辑阶段就是可以实现继电系统中的一般逻辑性设计，既然是继电系统所以电力拖动知识就是该阶段的基础。我个人总结学习继电系统的根在于一个字“抢”，继电系统之所以能实现逻辑控制就在这个字上。继电系统中主要就有那么三个东东A常开；B常闭；C线圈。这就对应了PLC中的基本元素了，只不过是阅读的方法不一样罢了。

    那么是不是就可以把原来的继电系统照搬呢？不行！二者的工作方式是不一样的。继电系统中的所有硬元素同一时态开始竞争的，而PLC中的所有软元素是通过PLC的CPU来进行扫描计算处理后计算出该时态的,这便是PLC的扫描循环工作方式。(随便找一本PLC的书都有介绍)

    ：该阶段就是学习电力拖动，对应于PLC梯形图中的常开；常闭；线圈。可以完成简单的系统设计

    二．顺控阶段

    顺序控制在工业中的应用相当广泛，例如一般性的自动机床它就是一个顺序控制过程。PLC设计当中能实现顺控的有两种方法：一 PLC中的顺控指令如三菱 STL ；二 起保停控制方式。不管哪种控制方式在设计的开始我们要完成的是流程，它是系统构成的脉络主要有三个方面：一 “步” 二 “活动步” 三 “转换条件”。

    ：1.掌握系统脉络设计系统流程

          2.掌握“起保停”控制方式，把流程图转换成梯形图可以完成一般性的系统设计

    三.汇编阶段

    该阶段是本质上区别于继电控制系统，是继电控制系统无法实现的，也是提高PLC控制系统功能的根！我之所以称之为汇编阶段，是因为它很相象于单片机的汇编语言编程，例如单片机中的传送指令MOV，在PLC中的指令中也是一样的功能。这一阶段难度比较大，要学习计算机基础；二要充分了解PLC的内部功能和资源；三熟悉所有的指令的功能（不用死记硬背）。如果不了解计算机基础的话在学习指令和PLC内不资源的时候根本理解不了 ，在设计上的思路和继电系统有很大区别例如：I0.0 和IB0 个是“位”也就是逻辑设计的“点”，二个是“字节”在逻辑设计中没有涉及到。

    ：1. 计算机基础

          2．PLC资源

          3．指令功能

          4．适应单片机的程序设计思维

    可以完成复杂的系统设计

    四.特殊阶段

    特殊阶段就是对特殊功能的系统而言的，例如运动控制，PID温度控制，网络连接等等。不同的PLC能实现的功能不一样，有些功能PLC内是集成的而有些是需要外加扩展的，那么就要根据不同的控制对象去选用了。掌握好该阶段是可以大大提高PLC的程序，但是还需掌握PLC以外的其他自动化知识，如伺服，变频器等等。

    ：1. 了解系统构成需要

          2．合理选择扩展单元

          3．学习扩展单元使用方法

    可以完成特殊的系统设计

    该阶段的学习学要一定的实际条件才能完成

    五．网络阶段

    随着自动化技术的发展由PLC做下位机的应用也十分多见。该阶段组要学习是不同PLC通信协议和一些通讯指令，如PLC通过编程口控制变频器如西门子的USS协议与变频器进行信息的交换。还有工业以太网和现场总线等如西子的PROFIBUS;AS-i; 等等。

    网络中MODBUS比较重要，例如通过PLC和变频器建立MODBUS协议来控制变频器。

    在网络中有时候有些产品通讯协议非标准，这是就要用到自由通讯了，相当的灵活，但要一定的计算机网络基础。

影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是干扰源。

干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，可分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。

共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，影响测控信号，造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因)，这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度