连云港西门子一级代理商DP电缆供应商

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一、要学习PLC 要有一台供学习和实验的样机以及该机和型号的硬件资料和软件、编程资料，还要一台计算机（以前的手持编程器或图形编程器也可以，但没有电脑灵活方便）。否则无从学起。

二、如果你的单位或朋友、师傅可以借一成的PLC 给你，那么祝贺你！可以开始了。你可以跳过购买的过程，直接进入编程学习。

三、如果你还没有PLC，那么去找一套。无论是借或者买，光靠纸上谈兵是很难学会的。至于PLC ，可以是三菱的FX、可以是松下的FP、也可以是台达的、光洋的……。其实PLC的原理结构都差不多，这些的编程软件基本上是日系的，比较符合我们的形象思维方式；至于西门子、ABB、西屋等使用欧系编程软件的多数是适合逻辑思维方式和集体协作编程，不适合初学者。所以我们还是从三菱或三菱的兼容系统开始吧。

四、寻找合适的PLC ：初学者只是从开关量逻辑开始学习，先从替代普通的电工线路着手。所以不必买的PLC ，三菱的FX-1N、1S、2N等就很合适。也可用松下的FP0、FP1、FPM、FP-e等，一些国产的与三菱兼容的PLC 也是不错的选择（支持国产、不能老让外国人卡着脖子过日子啊）。这些PLC 虽然是的普及型产品，但其功能已经远远过50年前上千万元的产品了，应付工业环境下的设备电气化控制、替代庞大的继电器系统有着大的优越性。至于价格，个人的承受能力不同，可选不同的产品。目前国产的（如我现在使用的）在500以下，三菱的、松下的都在1000以下，二手市场甚至有300以下的（但没好货，太的一般都会有点内在问题）。按自己的实际情况搞一套来玩玩是很值得的。现在小学生买个MP3也要这价钱啊。

PLC买来了。

1、不要急于开包，先仔细检查外包装有无破损、浸水，有没有严重挤压或摔碰的痕迹？如果有，就可以拒收或退换。

2、开包，按照发货清单逐一核对（主机、电源、附件、说明书、合格证等）

3、所有外包装、合格、保修卡等任何“无用”的东西暂时不要丢弃。保存到保修期满或至少保存到产品能够正常运行。（一些供应商会借口包装不全拒绝三包）

拿出PLC，按照硬件手册或说明书仔细连接开关电源（不可经验主义）一定要分清正负，负与接地千万不能混淆（这些都是对还未入门的新手说的，已经有经验的高手大虾请不要嫌我罗嗦，哈哈）

一切正常的话，插上电源PLC 的电源指示灯（一般为）就会亮起。如果不亮或亮得不正常（亮得发白、严重闪烁、时亮时不亮）要立即切断电源、查找原因，请有经验的老师傅帮忙看一下。

如果电正常，拨动“运行/编程”开关，相应的指示灯会亮起。这几个基本的检查完成后关断电源、等几分钟让电容里残余电流放完，按硬件手册接上合格的编程电缆（不要接“大兴”的自制电缆，没有合格电缆可临时借一根。否则下不了程序会走许多弯路），PLC 、电脑两头都连接（带电插拔很容易损坏PLC 的通讯芯片，电脑方面特别是USB倒没什么大问题）给PLC 上电，打开编程软件，先“上传”（PLC 传、到电脑）一遍程序，正常情况下是空白的。如果有程序或提示输入密码，这个PLC 肯定不是新的。如果不知道密码的话PLC 根本不能用。

在做以上每一步时都要认真做好书面记录，万一发生问题也有据可查。（这在初学时就要养成良好的习惯。毛毛躁躁的即使一时没遇到问题日后难免要吃大亏。）

好了，切断电源、检查记录，休息一下不要急着继续干。先熟悉一下电脑里的编程软件，看看如何写入、如何删除。梯形图与指令表能否顺畅跳转。。。。。。。

累了的话，喝一杯绿茶、打一套太拳，站起来活动一下筋骨。不是我吓你，每天在电脑前过6小时你的头发会越来越少，每天编程过8小时你三年内会得系统的毛病（供血不畅、脑缺氧）。

休息好了？我们继续干！

在编程电缆连接、PLC 、电脑都已经上电启动，编程软件打开的情况下（这些基本动作以后就不讲了，每次都是这样的）：

在输入点上接一个或几个开关，输出点先不必接负载、观察输出指示灯（发光二管）就可以了。先在电脑软件上拉一个常开点（标记为X1），拉一个输出（标记为Y1），“下载”（从电脑传到PLC）后监控，①X1开关接通（ON）X1指示灯应该亮起，软件上的X1应该反色显示。这时PLC 的Y1指示灯也亮起，软件上的Y1也应该反色显示。

就这么简单，这就是输入/输出之间的关系，这就是电工线路在PLC 内部的连接。好！我们终于迈出了步———灯亮了！（次上手的心里一定会涌起一股狂喜，老手根本不会去做这个实验）

其实很简单，你是不是对PLC 有点好感了？现在你会接电灯了，而且是用PLC 控制电灯！

这是简单的电灯，而在大楼的楼梯上有那些看起来跟这个一样的电灯，但是你有没有发现，在一楼开的灯、到二楼关（同时三楼的亮）到三楼可关二楼的灯（同时四楼的亮）。。。。。。很复杂吧？就把这个例子做个思考题吧，我们也来试一下吧：

这叫“双联开关”控制，在电工线路中是考初级电工的必考题。有“单线双开”和“双线双开”两种标准线路，当然你可以发明新的方法，只要效果相同经得起考官的实验，应该可以得到高的加分！

回家作业（哈哈，网上是没有“回家”的概念的，只是这样说惯了）：

1、画出“单线双开”和“双线双开”两种标准线路。如果有三种可以加分。

2、把这个线路用PLC 程序来表达（不要死搬硬套，否则程序很难看。要充分利用PLC D的优势———否则要PLC 干什么？）。

有许多刚出校门不是电工电器的新手也许还一头雾水,那么把这个图贴出来供参考,至于PLC 的程序还是要大家再动动脑筋了.

这些基础的基础不"滚瓜烂熟"就搞不好工控.

提示:小小一个灯要讲一个月?不要怀疑!因为这里是讲堂,我不会为了多收学费而"拖堂"的.实在是这些基础的基础太重要了!我在时面试大学生,要求他们画两种双联开关接线方法并用任何PLC的程序表达出来.不及格!年轻的朋友们,千万不要轻视这些基础课程啊!

三菱有一条指令: FNC66  ALT  ALT(P)  可以用在"乒乓键"程序中,试试看吧!

我们发现，PLC是很“忠诚”的，但为什么有写程序还会出现失误甚至拒绝执行呢？不要怪PLC ，我们先找一下其他原因：许多人喜欢在COM 点上接一根电线去触碰输入点以代替开关有输入。要知道即使是很的开关，在接通和断开的瞬间也会有许多“毛刺”，不那么“干净”。在乒乓键的电路中输入“ON—OFF”一次、输出就改变一次状态（也就是说的“按一下开、再按一下关”）如果“毛刺”正好是双数就不会发现问题，如果是单数就与我们的设计不一样了（好象按一下无输出或按一下开了，但再按一下关不掉）其实在你“按”的瞬间PLC 内部已经开关了无数次，只是后停下来才是你看到的结果。

所以，我们在编程序时要充分考虑这些PLC 之外的因素。那么如何来解决这个普遍存在的“毛刺”问题呢？

1、我们可以采取“取上升沿”（DF/DFI）的办法，只取个接通的瞬间作为输入状态。但是如果这“毛刺”的频率比较低、过一个扫描周期，那么PLC 就会认为有二、三个信号输入，就会作出相应的输出。

2、增加一个延时器，设定时间大于开关的抖动时间（如0.1秒），虽然执行的瞬间有点迟缓，但性就提高了。（有些设备如大功率电机是不允许反复启动-停止的）当然在高要求的设备上可以考虑使用单的开关取代“乒乓键”。

有些PLC 上一时找不到“乒乓键”这些指令，或者我们感到用指令在程序中不够直观，希望用普通开关自己来“搭”出这个效果。具体在你的PLC 上怎么编？你可以考虑一下，这也是PLC 编程考试中经常出现的考题（用两种以上方法实现“乒乓键”功能）。下面是我从某设备的程序中“挖”出来的关于“乒乓键”功能的一小段程序，由于是整套程序中的一部分，所以地址的分配有点乱。（程序是松下FPWIN 软件编的）

在用“SET/RSET”做触点状态保持时要注意：因为X7是同一个按钮，按下时SET/RSET同时动作，而RSET。所以不会动作；加如R0的目的就是区分状态、但不能用R623本身来做状态控制。考虑一下为什么？还有，取上沿（DF）也不可忽略、已经讲过了。那是防止“毛刺”干扰的。

现场电磁干扰是PLC控制系统中常见也是易影响系统性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此知道现场干扰的。

    (1)干扰源及一般分类

   影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。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）电压叠加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，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电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

    (2)PLC系统中干扰的主要来源及途径

    a.强电干扰

   PLC系统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。

    b.柜内干扰

   控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

    c.来自信号线引入的干扰

   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息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。

d. 来自接地系统混乱时的干扰

   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。

e.来自PLC系统内部的干扰

   主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

f.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。

 1.触摸屏技术，其实就是使用它来绘制画面，在画面中实现显示/输入/输出/存储/报警等功能。触摸屏在工业应用中就相当于一个能显示又能与PLC进行通讯(实现各种功能)的一个智能设备。它也是有内存有编程能力的。具体的，比如可以在上面绘制按钮，代替实际的按钮实现通断控制；在上面绘制数据输入按钮，可以输入数据给PLC中的寄存器；可以在上面显示plc的运行状态，如x,y通断可用灯亮灭来表示，还有实时显示已加工工件数目、生产线速度、电机电流等；某些型号还有很多的功能比如直接可以制作配方表，存储在触摸屏中而非PLC中。等等吧。

    不同的触摸屏的编程方式是不一样的，有用VB编的，有直接用软件的等。

    比触摸屏，功能强大的就是工控机了。差别只是工控机靠鼠标键盘输入，而触摸屏靠点击屏幕输入，还有就是价格。

    这些在你用到的时候再学习该种的触摸屏编程也不迟，基本都不困难。

    2.说明KnX,KnY,KnM等这些组合的含义。

    介绍一下，

    位软元件：只有处理ON/OFF状态的软元件，如X.Y.M.X

    字软元件：处理数字数据的元件，如T.C.V.D.Z等

    但对位软元件，由Kn加元件号的组合，也可以处理数字软元件，组成字软元件。位软元件的4位为一组，组合成单元。

    K1:4位，K2:8位，K3:12位，K4:16位

    比如K1X0表示X3～X0的4位数据，K3M13表示M24～M13的12位数据。注意在表示数据的时候，X3/M24是数据的位，依次下来，X0/M13是位。这在外部接线应用时要特别注意的。

    K1X0在实际应用中，就是外部接入的4个输入点信号组合成一个4位的数据。如果X0接通，X1,X2,X3都不接通，那么在PLC中K1X0表示的就是则是0001。

    那么他们和X、Y以及Z的区别就很容易理解了。 

0 引言

在过程控制中，由于工业现场非常分散，I／O点数众多，各种仪表的工作环境非常恶劣，采用数据采集卡和LabVIEW开发平台来完成现场的数据采集和控制显然不可取。考虑到过程控制中的过程参数变化不是很快，而PLC恰恰可以克服数据采集卡在过程控制中的不足，并且具有较高的性价比，因而采取以PLC为下位机，以装有LabVIEW软件的工控机为上位机开发平台。通过RS-232和RS-485串口与PLC通信，实现对工业现场的监控与现场数据的分析。本文根据这个思想设计了一个工业远程监控系统&bbbbbb=1">监控系统，上位机采用PC机，下位机采用西门子PLC S7-200。介绍了一种在LabVIEW 8．6平台上开发PC机和PLC实时监控的软件的编程方法，在此基础上构建了基于PLC的主从式虚拟仪器测控系统。

1 系统构成与自由口通信模式

1．1 PC与PLC的通信方式

S7-200 CPU上的通信口是与RS-485兼容的9针D型连接器。PLC还提供了实现RS-485与PC机上RS-232相连接的PC／PPI电缆，可以方便地实现S7系列PLC与PC之间的硬件连接。图1是PC与PLC通信的示意图，利用主机上的232串口，通过RS232-RS485转换模块与PLC相连。系统中如果应用多个PLC模块或其他具有RS485串行通信能力的设备，亦可方便地联网或构成网络测控系统。

1．2 PC与PLC的通信协议

西门子S7-200系列的PLC可以在四种通信模式下工作：PPI、MPI、PROFIBUS-DP和自由口通信模式。自由口通信模式是由用户程序来控制CPU的串口通信。用户可以利用发送／接收中断、发送／接收指令来控制通信的操作，实现与打印机、条形码阅读器等设备的通信。

本文主机与PLC之间串行通信采用的是自由通信协议。该协议采用主从结构的通信方式，传输模式是RTU，适用于半双工的RS485总线。协议规定总线上有一个主机，多个从机，每个从机分配惟一的地址。工作时可以采用命令应答的通信方式，每一种命令帧对应着一种应答帧。主机向要访问的从机发出命令帧，匹配的从机做出响应，向主机发出命令帧对应的应答帧。自由通信协议中，为命令帧定义了许多功能码，不同的功能码要求从机进行不同的响应。PLC在将传感器信号转换为数据后将其存储在变量存储区的固定区域。此时PLC的串口一直处于接收状态，直到接收到来自上位机的读命令后，转为发送状态，将变量存储区中的数据通过串口发送给上位机。考虑到收发切换有一定的时间间隔，所以延迟一段时间再转为发送数据。

1．3 自由口模式的注意事项

自由口模式通信要注意以下问题：

(1)CPU通信口工作在自由口模式时，通信口就不支持其它通信协议。CPU停止时，自由口不能工作，编程软件就可以与CPU通信。

(2)此通信模式下，发送和接收指令是程序的指令，用户程序不能直接控制通讯芯片而通过操作系统。

(3)用户程序中应考虑电缆的切换时间。CPU接收到RS-232设备的请求到它发送响应的延迟时间大于等于电缆的切换时间，可用定时中断实现切换延时。

(4)在自由口模式下，通信双方的通信参数是由用户自行设定的，通信双方的波特率一定要设置相同。另外，在监控系统网络中主站个数越少，通信速度越快：波特率越大，通信速度也越快，但抗干扰能力降低。因此对于本系统这种单主站的网络，要注意波特率不宜设置得过大。

2 虚拟仪器程序设计

LabVIEW是美国国家仪器公司开发的虚拟仪器开发平台软件，功能强大、灵活，广泛应用于自动测量系统以及工业过程自动化等各个领域。

在LabVIEW编程语言中串口通信采用虚拟仪器体系结构VISA (Virtual Instrument Software Architecture)标准编程。VISA是仪器驱动的一个工业标准，其内部是一个面向对象的结构，这一结构使得VISA和在它之前的I／O控制软件相比，在接口无关性、可扩展性方面都有很大提高。VISA标准的推出，统一了仪器工业的软件接口标准，使得仪器驱动程序兼容性强并且可适应未来软硬件的发展需要。

2．1 LabVIEW中的串口通信函数

(1)VISA配置串口。该函数主要用于串口的初始化。

其中“VISA资源名称”要打开的资源。该控件也可会话句柄和类。“波特率”是传输速率，默认值为9600。“数据比特”是输入数据的位数，默认值为8。“奇偶”要传输或接收的每一帧所使用的奇偶校验。“停止位”用于表示帧结束的停止位的数量。“流控制”设置传输机制使用的控制类型。 “VISA资源名称输出”是由VISA函数返回的VISA资源名称的副本。

(2)VISA读取函数。该函数为串口读取子程序，从串行设备读取数据，为后续的数据处理提供条件。主要参数如图3。

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其中“字节总数”是要读取的字节数量。“读取缓冲区”包含从设备读取的数据。“返回数”包含实际读取的字节数。

(3)VISA写入函数。该函数为串口写子程序，用于对串口设备进行写操作。主要参数如图4所示。

其中“写入缓冲区”包含要写入设备的数据。“返回数”包含实际写入的字节数。

此外，LabVIEW中与串口通信有关的还有VISA关闭函数与VISA串口字节数函数，分别用于关闭串行设备的任务或事件和计算进入串口缓存区中的数据字节数。

2．2 LabVIEW与PLC串口通信实现

按照通信协议使用的九芯插头和PC／PPI电缆，将PC机的COM1口与S7-200的自由通信口直接连接。由于电缆上带有RS-232／RS485电平转换器，连接十分方便。LabVIEW进行串口通信的基本步骤为：

(1)初始化端口。利用VISA配置串口函数设定进行串口通信的端口号、波特率、停止位、校验、数据位。

(2)读写端口。利用VISA读串口函数和VISA写串口函数从串口中读入或输出数据。由于LabVIEW的串行通信子程序只允许对字符串的读写，因此在数据处理时，进行字符串与数字之间的正确转换。

(3)关闭端口。当对串口操作完成后，需要关闭串口，以释放硬件资源。

3 串口通信实现

按照上述过程，设计了监控程序，程序框图与板分别如图5、图6所示。

其中PC机与PLC串口通信程序结构分为3个部分：

(1)串口初始化。根据通信协议设定，通信端口：COM1，波特率：9600bps，1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，无软件握手协议。

(2)发送命令和读取响应将命令通过串口COM1发给PLC，并接收来自PLC的响应信息，如果响应正常(状态信息为O1或02)，就将所得数据做显示、计算分析、存储等后续处理，以便用于设备实时控制和在线状态监测；如果响应不正常则退出程序(03或04)，用户重新输入命令开始工作。

(3)关闭串口。调用LabVIEW提供的VISA关闭串口函数实现串口资源的释放。

当程序运行时，LabVIEW向PLC发出一个读请求，然后检测输入缓存中的字节数；当达到预定字节数时，LabVIEW利用读串口函数将输入缓存中的字节一次性读出，然后继续发出一个读请求到PLC。如此循环，直至结束。本程序还采用了状态机的方法进行状态的判断和选择。

4 结论

PLC自由口通信方式具有与外围设备通信方便、自由，易于微机控制等特点，这一通信方式被越来越多的PLC系统所采用。利用PC机或工控机的串口，按照自由通信协议，结合地址映射技术在LabVIEW平台上开发出串行通信模块，可以很方便地实现主机与PLC的串行通信，对PLC的内存单元进行读写操作，从而实现对PLC的监控。本文所提出的设计能够方便地应用于基于PLC的工业监控，具有开发方便、扩展灵活的优点。