西门子模块6AV2123-2MB03-0AX0性能参数

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   可编程控制器简称PLC或PC，是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务 。

 什么是PLC的开关逻辑、顺序、过程控制和运动控制

可编程控制器

      PLC之所以有生命力，在于它加适合工业现场和市场的要求：高性、强抗各种干扰的 能力、编程安装使用简便、格命。比之单片机，它的输入输出端接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要多的接口，这样节省了用户时间和成本。PLC的下端（输入端）为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。人们在应用它时，可以不必进行计算机方面的专门培训，就能对可编程控制器进行操作及编程。用来完成各种各样的复杂程度不同的工业控制任务。

自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。至今，在PLC的编程语言——梯形图中还可以看到这些布线的影子。直到60年代末、70年代初可编程控制器问世，随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展，以及微处理器的出现，PLC产品朝小型和小型化方面进行了一次飞跃，终使早期的PLC从初的逻辑控制、顺序控制，发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。

        可编程控制器的主要功能

PLC是应用面很广，发展非常的工业自动化装置，在工厂自动化（FA）和计算机集成制造系统（CIMS）内占重要地位。今天的PLC功能，远不仅是替代传统的继电器逻辑。

PLC系统一般由以下基本功能构成：· 多种控制功能 · 数据采集、存储与处理功能 · 通信联网功能 · 输入/输出接口调理功能 · 人机界面功能 · 编程、调试功能

        1、控制功能逻辑控制：PLC具有与、或、非、异或和触发器等逻辑运算功能，可以代替继电器进行开关量控制。

定时控制：它为用户提供了若干个电子定时器，用户可自行设定：接通延时、关断延时和定 时脉冲等方式。

计数控制：用脉冲控制可以实现加、减计数模式，可以连盘进行位置检测。

顺序控制：在前道工序完成之后，就转入下一道工序，使一台PLC可作为多部步进控制器使用。2、数据采集、存储与处理功能数学运算功能：

基本算术：加、减、乘、除。

扩展算术：平方根、三角函数和浮点运算。

比较：大于、小于和等于。

数据处理：选择、组织、规格化、移动和先入先出。

模拟数据处理：PID、积分和滤波。3、输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。

具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。4、通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台 PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。

通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门 子S7-200的Profibus现场总线口，其通信速率可以达到12Mbps。

在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。5、人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整。

实现人机界面功能的手段：从基层的操作者屏幕文字显示，到单机的CRT显示与键盘操作和 用通信处理器、处理器、个人计算机、工业计算机的分散和集中操作与监视系统。6、编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视 、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。

可编程控制器的主要特点

1、性高PLC的MTBF一般在40000～50000h以上，西门子、ABB、松下等微小型PLC可达10万h以上，而且均有完善的自诊断功能，判断故障，便于维护。

2、模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构来完成不同的任务组合。I/O从8～8192点，有多种机型、多种功能模板可灵活组合，结构形式也是多样的。

3、功能强PLC应用微电子技术和微计算机，简单型式都具有逻辑、定时、计数等顺序控制功能。基本 型式再加上模拟I/O、基本算术运算、通信能力等。复杂型式除了具有基本型式的功能外，还具有扩展的计算能力、多级终端机制、智能I/O、PID调节、过程监视、网络通信能力、远程I/O、多处理器和高速数据处理能力。

4、编程方便PLC适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能表图（SFC）编程，不需要太多 的计算机编程知识。新的编程工作站配有综合的软件工具包，并可在任何兼容的个人计算机上编程。

5、适应工业环境PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境 下工作。这是PLC产品的市场生存。

        6、安装、维修简单与计算机系统相比，PLC安装不需要特殊机房和严格的屏蔽。使用时只要各种器件连接无误，系统便可工作，各个模件上设有运行和故障指示装置，便于查找故障，大多数模件可以带电插拔，模件可换，使用户可以在短的时间内查出故障，并排除，大限度地压缩故障停机时间，使生产恢复。然后再对故障模件进行修复，这对大规模生产场合尤为适宜。一些PLC外壳由可在不良工作环境下工作的合金组成，结构简单，上面带有散热槽，在高温下，该外壳不像塑料制品那样变形，还可抗无线电频率（RF高频）电磁干扰、防火等。

        7、运行速度快随着微处理器的应用，使PLC的运行速度增快，使它符合处理高速度复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别不是很明显。

        8、总价格低PLC的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低，虽然软件价格占的比重有所增加，但是各 厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外，采用PLC还可以大大缩短设计、编程和投产周期，使总价格进一步降低。

PLC系统与工业总线计算机和DCS系统相互渗透，互为借鉴，相互竞争而发展，促进了工业的进步，PLC产品面临现场总线的发展，将再次革新，满足工业与民用控制的高需要。

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有的初学者在理论上花了很多功夫，结果半年下来还是没有把PLC搞懂，其实他们只是缺少了一些PLC的实践经验，只要再进行一些实际的梯形图编写、程序下载、调试等操作，增加对PLC的感性认识，很快就可以掌握PLC这项技术了。开始阶段可以先学习一种的PLC，因为所有的PLC原理都是差不多的，掌握了一种PLC其它的只要翻阅一下手册也就能上手使用了。

初学时可以编一些简单的梯形图，如触点的与、或、输出等，在PLC的机器里运行一下。成功了就会增加你学习的兴趣、和信心。然后再把PLC的主要功能逐个运用一次，比如高速计数器，你可以用PLC本身的脉冲输出端接到高速计数器的输入端，下载编好的梯形图，打开变量观察窗口，运行程序，观察计数的值是否正确。经过了这样的实践，你基本上知道PLC到底能做哪些事情了，在实际的工控应用中就能做到胸有成竹了。

自学PLC方法如下:

a.利用教学视频，有条件的跟着教学视频系统科学地学习，涵盖三大主流plc学习视频及试看，有兴趣的初学者可以在这里将入门知识打扎实。（PLC视频教程）

b.关于实践租机是个不错的选择，PLC技术是一门实践性非常强的技术，如果你想学好，那么你就去实践它。编程就像是一位习武之人，如果只是整天坐在家中看拳谱，不出门练武的话，那么就是一本再厉害的武林密集，再长的时间他的功力也不会提高。学习PLC也是同样的道理，光看书是没有用的，一本PLC书您就是看了十遍以后您还是不会用，学过编程(不管什么语言)的都知道。

在学习PLC书本知识的过程中，肯定会对许多指令不是很了解，如果您没有一一解决的话，那么这将是您学习PLC的大障碍。因此进行实际应用，逐一攻破，这样，你的PLC知识不但会学得牢固，而且在学习的过程中你掌握了实际使用。

c.设计编程，在学习PLC有了一定的基础之后，可以自己立编写一段自己设计的程式，然后传送到PLC中去运行程式。再经过不断的修改，调试，后运行成功，这样你的兴趣会大增，达到满意的效果。

d.资料下载, 可以下载到关于PLC、变频器、西门子、欧姆龙、触摸屏资、三菱等工控资料和工控软件。

关于模拟量的控制本人认为用PLC有点费劲，虽然是可以实现但很繁琐，因为PLC算四则混和运算不是长项，例如你让PLC算A+B*C-D，它要分 4步完成，无法一次全部处理完。运算的多了，编写程序就会很费劲，用语句编写还好点，若用梯形图因电脑屏幕有限很容易把程序员弄蒙！下面说说我对PLC模 拟控制的一些想法：

一：模拟量的输入

实际工作中我都会将模拟量信号转为标准信号，如果它本身就是标准信号好，否则我会给它加变送器，例如温度采集时，我就用温度变送器将热电偶的信号 转换为4-20MA电流信号或1-10V电压信号。（好像有直接采集温度的模块，但我没用过）如果可以尽量采用电流信号，这样干扰会小一些。信号线采用有 屏蔽层的那种。然后就要考虑滤波问题了，因为干扰的存在，所以滤波。滤波方法有很多种：求平均值法，低通法等大概有10种左右，有时候要多种方法一起 用。这要看你现场干扰情况了，实在不行在输入端并个电容，硬件滤波。这样我们将得到一个比较平和的模拟量，也就是我们要控制的那个量，温度，压力，流量， 电压，电流等模拟量都可以这么采集，频率我不知道是不是有频率变送器，没用过，但是频率在不是很高的时候可以由开关量输入端输入，频率高了可以采用高速计 数器，再高了我就不知道了。

二：给定值的输入

可以采用人机界面直接将给定值写到PLC的寄存器，也可以用电位器将电压信号传给PLC，也可以用上位机（电脑或其他设备）经网络传过来。

三：控制过程

根据所控制的模拟量的不同，所选的元件也不同。例如说温度，分为加热和制冷，加热要用加热管，制冷要用压缩机。压力如果是液压站的压力可以选比例溢 流阀，流量控制要用电动蝶阀之类的阀，电压和电流可以是步进电机带动电位器的方法实现。应根据模拟量的不同选则合适的元件。以烤箱为例说明：设给定值为 100摄氏度。我们需要的主要元件有加热管，固态继电器。在开始工作的初期因为温度是20度左右这时候加热管可以全功率运行，我们可以以1秒为单位，控制 加热的速度，比如说0.9秒加热，0.1秒停电加热会很快。如果0.1秒加热，0.9秒停电加热就会慢。根据反馈回来的温度信号，我们可以改变这个比例。 如果温度100我们可以断电，温度80我们可以通电，当温度到达80和100之间时再用这个比例让温度趋近于100.即使PLC能实现这 些但实际工作中我也不会采用，你也看到了这种控制多么复杂，没有100步也得有50步，我肯定会蒙圈的。

四：建议

再实际工作中我都是采用的这样的方法，PLC加仪表的方法，比如说温度控制，我就用一块温控表去控制温度，因为它也可以驱动固态继电器或是其他 元件，而且相当，滤波效果好，比PLC好10倍。而且它是PID控制的，我不用考虑哪些复杂的运算过程，在这里PLC只是将一个触点连接到温控表的控 制线上，这样只有PLC触点吸合，温控表才能控制固态继电器，固态继电器才能给加热棒供电。其他的模拟量也可以采用这样的方法。如果PLC需要哪些数据用 来存储，可以让仪表将那个数发给PLC或是给PLC提供一个标准信号。PLC也可以把设定值传给仪表，一般仪表的面板上都是可以设定给定值的。这 样PLC起到的作用有两个负责启动停止和存储数据。而控制过程交给仪表。

到了现场进行PLC系统安装前，需要考虑安装环境是否满足PLC的使用环境要求，此时可以参考各类PLC产品的使用手册。本文介绍了PLC现场安装的注意事项。

PLC不能安装的场所：含有腐蚀性气体之场所，阳光直接照射到的地方，温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学物质容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。

如果要在上面的环境使用，则要为PLC制作合适的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。

在使用控制箱时，在控制箱内PLC安装的位置要注意如下事项：

控制箱内空气流通是否顺畅（各装置间须保持适当的距离），变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离，动力线与信号控制线是否分离配置，组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后系统扩充使用。

除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。

比较重要的是静电的隔离。静电是无形的，但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话，只不过是轻微的酥麻，但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。

要避免静电的冲击有下列三种方式：

在进行维修或换组件时，请先碰触接地的金属，以去除身上的静电；不要碰触电路板上的接头或是IC接脚；电子组件不使用时，请用有隔离静电的包装物，将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿，而那些静电会导致这个婴儿死亡，你就会容易以正确的态度对待这个问题了。

基座安装（RACK）时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后，要依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前，同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、浪涌、外干扰，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此，不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有系上保护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就相当于给PLC系上保护缆绳。

在I/O模块安装时，须注意如下事项：

I/O模块插入机架上的槽位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块；

I/O模块在插入机架上的导槽时，务必插到底，以确保各接触点是紧密结合的；

模块固定螺丝务必锁紧；接线端子排插入后，其上下螺丝旋紧。由于现场的变压器、电机等影响，多少会有振动，如果这些螺丝钉松动了，会导致模块从机架中松开。

PLC的安装

PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：

（1）环境温度过0~50℃的范围；

（2）相对湿度过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；

（3）太阳光直接照射；

（4）有腐蚀和易燃的气体，例如、等；

（5）有打量铁屑及灰尘；

（6）频繁或连续的振动，振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；

（7）过10g（重力加速度）的冲击。

小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境过55C，要安装电风扇，强迫通风。

为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。

当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。

引言

数字电子信息技术的飞速发展对全世界的制造业日益起着的推动作用，使得制造业的各种设备的设计越来越电子化，数字化，网络化，ECCT产品是艾默生CT推出的一款专门应用于纺织行业的具有CAN总线协议的PLC控制器，它不仅满足了纺织的基本I/O工艺需求，是把CAN总线协议地融合进去，使用户很轻易地把系统的各种设备通过CAN协议进行连接，本文介绍了CAN总线功能在艾默生CT PLC上的应用。

CAN总线基础知识简介

CAN总线（CONTROLLER AREA NETWORK，控制器局部网络）由德国BOSCH公司提出来的，CAN总线是目前工业界广泛应用的总线。其特点简要归纳如下：

1）CAN控制器工作于多主站方式，网络中的各节点都可根据总线访问权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据。而利用RS-485只能构成主从式结构系统，通信方式也只能以主站轮询的方式进行，系统的实时性、性较差。

2）CAN协议废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据进行编码，其优点是可使网络内的节点个数在理论上不受限制，加入或减少设备都不影响系统的工作。同时可使不同的节点同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的性和系统的灵活性。

3）CAN总线通过CAN控制器接口芯片的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这样就保不会出现类似在RS-485网络中系统有错误时会导致出现多节点同时向总线发送数据而导致总线呈现短路从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。

4）CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了用户系统开发的难度，缩短了开发周期，这些是仅仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。

5）与其它现场总线比较而言，CAN总线通信速率可达1MBPS，传输速率为5KBPS时，采用双绞线，传输距离可达10KM，并且性高；CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且等诸多特点的一种已形成标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域，具有强劲的市场竞争力的重要原因。

CAN总线系统结构：CAN总线每个节点需要带有CAN协议控制芯片及适当的接口电路，节点之间通过双绞屏蔽线进行总线式连接，尾节点需要接120R的匹配电阻，通信速率可达1MBPS，传输速率越低，传输距离越远。

CAN协议的报文格式：CAN协议支持两种报文格式CAN2.0A和CAN2.0B; CAN2.0A为标准格式，CAN2.0B为扩展格式

标准格式和扩展格式的不同是标识符（ID）长度不同，标准格式为11位（ID10-ID0），扩展格式为29位（ID10-ID0，EID17-EID0）。

在标准格式和扩展格式中，报文的起始位称为帧起始（SOF），帧起始标志数据帧或远程帧的起始，由一个单的“显性”位（0）组成。由控制芯片自动完成，不需要用户在程序中体现。

然后是由11位标识符（ID10-ID0）（扩展格式为29位（ID10-ID0，EID17-EID0））和远程发送请求位 （RTR）组成的仲裁场。RTR位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节。

控制场包括标识符扩展位（IDE），指出是标准格式还是扩展格式。它还包括一个保留位 （RBO），为将来扩展使用。它的后四个位用来指明数据场中数据的长度（大小就是由DLC3-DLC0组成的2进制数据）。数据场范围为0～8个字节（DATA FIELD），其后有一个检测数据错误的循环冗余检查（CRC）。

应答场（ACK）包括应答位和应答分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平（逻辑1），这时正确接收报文的接收站发送主控电平（逻辑0）覆盖它。用这种方法，发送站可以保网络中至少有一个站能正确接收到报文。

报文的尾部由帧结束标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位，如果这时没有站进行总线存取，总线将处于空闲状态。

艾默生CT PLC集成CAN总线功能介绍

ECCT的CAN通信功能支持CAN2.0A协议和CAN2.0B协议，通信波特率设置范围为5-100KBPS，可以通过艾默生CT PLC编程软件CONTROLSTAR FOR ECCT进行设置。具体使用步骤如下：

1）基本设置：在工程管理器里双击“系统块”，在弹出的窗口选择“CAN口设置”，在“CAN口参数设置”里选择“自由协议”，然后单击后面的“自由口设置”按扭。在弹出的窗口选择协议类型“2.0A”或“2.0B”，然后再下拉选择“波特率”后单击“确定”，把系统块下载到PLC里。

2）数据发送：使用指令CANXMT，并以CAN2。0A协议为例描绘了它们之间的对应关系。

3）数据接收：使用CANRCV指令（参数含义如下）或使用CAN接收中断功能。我对初使用者采用中断方便，

此系统的具体工艺不做介绍，这里只介绍CAN通信部分的应用。

程序使用说明如下：

1．根据要求在“系统块”里对CAN通信口进行设置。

2．数据发送部分：对ID为5的地址发送4个字数据“16#1122，16#3344，16#6789，16#1234”需要编写的程序

其中要注意的是：1）CANXMT为上升沿执行指令，M1000为指令执行条件，当其出现OFF—》ON的变化时，执行CANXMT指令;2）使用CANXMT指令前先把该赋值的地址写好;3） 发送数据只取D元件的低8位； 4）网络上没有CANID、数据相同的CAN帧同时出现;5）ID保留0。6）CAN程序的校验部分全部由硬件自动完成，用户程序不需要参与。

3．数据接收部分：此部分以使用中断方式接收数据为例，分2部分步骤：

1）先在主程序中设置CAN中断使能。

2）设置中断程序属性，把其中断事件选为48（即CAN接收中断），然后编写程序把接收到的数据传递到需要的地址。注意ID地址为双字结构，SD282-290依次为数据的高低字节，把他们传递到相应的数据寄存器然后合并就可以得到完整的数据了。

总结：由于CAN协议格式比较简单，并且相当部分工作由CAN控制芯片硬件完成，所以编写程序比较简单，实现起来很容易，此纺织系统采用CAN通信方式后，速度大大提高并且系统加稳定，受到用户的肯定。