西门子6ES7322-1HF01-0AA0参数方式

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 学习PLC入门方法其实主要是两点：1.选择一个PLC，2边学边练

 一、问题提出。 

 可编程控制器技术主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 

 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。 

 二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤 

1 ．系统设计的主要内容 

 （ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据； 

 （ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构； 

 （ 3 ）选定 PLC 的型号； 

 （ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图； 

 （ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计； 

 （ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系； 

 （ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件； 

 （ 8 ）编写设计说明书和使用说明书； 

 根据具体任务，上述内容可适当调整。 

 2 ． 系统设计的基本步骤 

 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤：

（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 

   a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。 

   b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制       系统，还可将控制任务分成几个立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

（ 2 ）确定 I/O 设备 

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

（ 3 ）选择合适的 PLC 类型 

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。 

（ 4 ）分配 I/O 点 

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 

（ 5 ）设计应用系统梯形图程序 

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

（ 6 ）将程序输入 PLC 

当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到PLC 中去。 

（ 7 ）进行软件测试 

程序输入 PLC 后，应行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。 

（ 8 ）应用系统整体调试 

在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

（ 9 ）编制技术文件 

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。 

           三、 PLC 硬件系统设计 

1 ． PLC 型号的选择 

在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用 PLC 进行控制。 

在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、PID 调节等）、系统要求有较高的性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用 PLC 控制是很必要的。 

目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC产品，使用户眼花缭乱、无所适从。所以权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不要盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

（ 1 ）对输入 / 输出点的选择 

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。 

要先弄控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15 ～ 20 ％留出备用量（为系统的改造等留有余地）后确定所需 PLC的点数。 

另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得过总输入点的 60 ％； PLC每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。 

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。 

（ 2 ）对存储容量的选择 

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 /点来估算；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算；有运算处理时按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模拟量输入 /输出的系统中，可以按每输入 / （或输出）一路模拟量约需（ 80 ～ 100 ）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200字以上的数量粗略估算。后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。对缺乏经验的设计者，选择容量时留有裕量要大些。 

（ 3 ）对 I/O 响应时间的选择 

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。 

（ 4 ）根据输出负载的特点选型 

不同的负载对 PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC 。 

（ 5 ）对在线和离线编程的选择 

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ，通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时， CPU只为编程器服务，而不对现场进行控制。编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ，主机的 CPU完成对现场的控制，在每一个扫描周期末尾与编程器通信，编程器把修改的程序发给主机，在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。在线编程需购置计算机，并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

（ 6 ）据是否联网通信选型 

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络，则 PLC 需要有通信联网功能，即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能，目前大部分小型机也具有通信功能。 

（ 7 ）对 PLC 结构形式的选择 

在相同功能和相同 I/O点数据的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活，维修方便（换模块），容易判断故障等优点，要按实际需要选择 PLC的结构形式。 

2 ．分配输入 / 输出点 

一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。 

分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。 

在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联），然后再接到输入点。 

（ 1 ）确定 I/O 通道范围 

不同型号的 PLC ，其输入 / 输出通道的范围是不一样的，应根据所选 PLC型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴”。参阅有关操作手册。 

（ 2 ）部辅助继电器 

内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。 

从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。 

未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 ： 1链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排 PLC 的内部辅助继电器

误区一：

认为学习PLC是要很高的学历这个想法是错误的，其实只需要初中毕业的学历就可以（为什么要初中，因为初中以上才有物理这门学科，我们做电的，物理还是要懂一些的）！

PLC的起源，就是从我们电工的基础之上发展起来的，PLC本来就是给我们电工人员使用的，不是给高科技分子使用的，这点我们要有的自信，PLC里面的梯形图，和我们的继电器电路是一模一样的！

误区二：

认为想要成为自动化工程师，就要记住很多很多的编程指令要清楚，全世界有多少个的PLC指令，我们是记不完的，但是一定要记住，PLC能做什么功能，一般应该怎么样去实现！而差不多各大的功能（指令）大同小异，而我们需要做的就是：

1）找到它的用法，这个手册上有，一般我们买PLC时，都可以要求供应商给你提供一本或电子版的。

2）然后用相应的功能（指令）达到我们需要的控制功能。往往实现同样的功能，可以使用不同的方法或指令都可以实现

误区三：

 要想成为一个的自动化工程师就要会很多很多的的PLC，包括记住它们的指令。当然，记住了要比不记住要强，

重要的是要掌握一种系统的解决办法，剩下的就是查应的手册，找出相应的功能，及其编程的方式，然后按照控制的思路一步一步地往PLC里编写程序

注意：编程方法远远要比记住指令重要千万倍！！

下面说下我的一些个人体会，希望对初学者有些帮助，高手就见笑了。

 1、PLC里面的逻辑控制就是两个关键字　开　和　关（也就是0和1）

 2、而我们需要做的是往里面写一个程序，让PLC的输出根据我们的条件（输入信号，或时间等）需要，相应地输出

 3、在学习的过程中，先不要急着去了解那些什么所谓的指令，而我们需要做的是编程的思路，做到得心应用地应用三个东，1）常开2）常闭3）线圈。要知道，我们程序里的80%用的全是这些东西

 4、在尽可能的情况下，掌握PLC的寄存器的概念及其扫描过程及扫描周期，可能有一些人会说，这有什么难的，不就是由上往下， 由左往右扫描吗？如果这么认为的，那就大错特错，我们需要了解到PLC执行到每一个节点的，各个寄存器的状态。

dcs和plc的设计原理区别较大，plc是由继电器控制原理发展起来的，它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入plc的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。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，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微几十微秒之间。程序计数器这样的循环操作，这是dcs所没有的。这也是使plc的冗余不如dcs的原因。dcs是在运算放大器的基础上得以发展的。把所有的函数和过程变量之间的关系都做成功能块（有的dcs系统称为膨化块）。dcs和plc的表现的主要差别是在开关量的逻辑解算和模拟量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是还是有区别。80年代以后，plc除逻辑运算外，控制回路用的算法功能已经大大加强，但plc用梯形图编程，模拟量的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在解算逻辑方面，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。而dcs把所有输入都当成模拟量，1位就是开关量。解算一个逻辑是在几百微秒至几毫秒量级。对于plc解算一个pid运算在几十毫秒，这与dcs的运算时间不相上下。

在接地电阻方面，对plc也许要求不高，但对dcs一定要在几欧姆以下（通常在4欧姆以下）。模拟量隔离也是非常重要的。

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。如果被控对象主要是设备连锁、回路相对很少，采用plc较为合适。如果主要是模拟量控制、并且函数运算很多，采用dcs。dcs在控制器、i/o板、通讯网络等的冗余方面，一些运算、行业的特殊要求方面都要比plc好的多。plc由于采用通用软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。

plc和dcs都已经成为工业控制系统的主流。plc和dcs都是在计算机技术、通讯技术、电子技术基础上产生的，其性高、编程方便、运行简单等优点，使它们已经成为工业控制的主流。

在目前市场经济的前提下，无论什么控制系统都要遵循开放的原则，plc在开放性方面远远走在dcs的，其网络协议的相对开放、界面软件的通用等已经成为plc竞争的一大优势，而且目前plc的过程控制能力和管理功能大大加强，大有取代dcs的势头。dcs由于历史原因，其开放性远远不能满足目前客户所提出的要求，如果dcs不在该方面快速发展，等到plc发展到一定的程度，dcs的命运可想而知。

本方案介绍了基于PLC的短信控制方案。PLC通过广州巨控科技开发的GRM200短信报警控制器连接，可以使控制系统达到远程短信控制，远程短信报警，远程催款，远程维护的目的。

连接方法

PLC和GRM200通过485总线连接，GRM200作为通讯主机,PLC作为通讯从机。GRM200支持的通讯协议包括MODBUS协议,西门子S7-200(PPI协议)，三菱，欧姆龙协议。

GRM200插入SIM卡，即可以接收值班人员发送的短信，或者主动发送短信给值班人员。

GRM200可以使用移动，联通，电信的卡，只要任何有手机信号的地方，值班人员都可以随时控制设备的运行，并设备的运行。

远程短信控制

值班人员可以通过发短信的方式远程控制设备的启停或者修改机器的运行参数，如空调的设定温度，制冷制热模式。

实现原理与举例：

         1. 用户通过手机发送短信给短信控制器GRM200，如 “设定温度=23”

         2. GRM200收到短信后，通过通讯接口， 修改PLC寄存器的值，发给PLC。

         3. PLC根据新的设定温度，控制设备。 

         4. 设定成功后，GRM200回送短信给用户，“设定温度=23度，成功执行！”

远程短信报警

当设备出现故障时，GRM200将报警短信主动发送到值班人员手机，实现无人值守。

可以配置多个值班人员手机，GRM200可以先拨号，再发短信，提醒值班人员。

对于的报警，GRM200可以要求客户回送确认短信，否则定时拨打值班人员手机，并重复发送报警短信。

实现原理与举例：

          1. GRM配置报警阀值，如电流阀值50A。

          2. GRM读取连接PLC的实测电流阀值。

          3. GRM200判断实测电流值>配置阀值，向值班人员发生报警短信。

          4. GRM200也可以读取PLC里面的故障标志，触发报警短信，发给值班人员。

远程短信查询

GRM200定时发送设备的信息给值班人员手机，如每隔1个小时发送设备的电流。

值班人员可以主动发短信给GRM200，查询当前设备的信息。

实现原理与举例：

          1. GRM200读取连接PLC的寄存器信息，如当前实测电流值。

          2. 定时时间到，GRM200向值班人员发送设备的电流值。

          3. 若GRM200接受到值班人员的查询命令，则发送当前的电流值给值班人员。

PLC（可编程序控制器）是以微处理器为，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用工业自动控制装置。具有控制功能强，性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。在冶金、交通、化工、电力等领域获得了广泛的应用，被成为现代工业技术的三大支柱之一。

高性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了的抗干扰技术，具有很高的性。故障也就大大降低。尽管PLC在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定，还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。

1  PLC控制系统干扰的主要来源及途径

1.1电源的干扰。

PLC系统控制的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰，空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达等产生的，通常称为辐射干扰，若PLC系统置于所射频场内，就会收到辐射干扰，而在线路上感应电压。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。

1.2信号线引入的干扰。

与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，由此引起系统故障的情况也很多。

1.3接地系统的干扰。

接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。

1.4变频器干扰。

一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

2  抗干扰的措施

2.1 电源干扰的抑制。

一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线要加合理等等，对电源变压器、处理器、编程器等主要部件，采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理，以防止外界干扰信号的影响。电源调整与保护:电源波动造成电压畸变或毛刺，将对PLC及I/O模块产生不良影响。对微处理器部件所需要的＋5V电源采用多级滤波处理，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。尽量时电源线平行走线，时电源线对地呈低阻抗，以减少电源噪声干扰。其屏蔽层接地方式不同，对干扰抑制效果不一样，一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应接地，以抑制共摸干扰。此外可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路等。

2.2 信号线引入的防干扰措施。

动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双绞线连接。将PLC的I/O线和大功率线分开走线，如在同槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线，这不仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到限度。此外利用信号隔离器解决干扰问题也是很理想的办法，其原理是将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间立。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上这种隔离器，就可有效解决干扰问题。 

2.3 正确选择接地点，完善接地系统。

良好的接地是保证PLC工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有两个，其一为了，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。在PLC控制系统中，具有多种形式的“接地”，主要有：

 （1）信号地。输入端信号元件的地；

 （2）交流地。交流供电电源的N线；

 （3）屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网，通过专门的铜导线将其接入地下；

 （4）保护地。将机器设备的外壳或设备内立器件的外壳接地，用于保护人身和防止设备漏电。

 为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰，应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下，接地方式与信号频率有关，当频率1MHz时，可用一点接地；10MHz时，采用多点接地；在1～10MH之间时，通常情况下，PLC控制系统采用一点接地，将所有地线端子和近接地点相连接，以获得的抗干扰能力。接地线截面积不能小于2mm2，接地电阻不能大于100Ω，接地线使用地线。

2.4变频器干扰的抑制。

 （1）加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。

 （2）使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。

 （3）使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常。 

3  结论

PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何的使用PLC也成为其发展的重要因素。在不久的将来，PLC会有大的发展，产品的品种会丰富、规格齐全，通过的人机界面、完备的通信设备会好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。