西门子PLC模块FM350-1

1、通用性强、灵活性好、功能齐全 PLC是专为在工业下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明特点。通过选配相应的控制模块便可适用于各种不同的工业控制。同时，由于PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序存储在内存中，当生产工艺改变或生产设备更新时，不必改变

1. 向高集成、高性能、高速度，大容量发展
微处理器技术、存储技术的发展十分迅猛，功能更强大，价格更便宜，研发的微处理器针对性更强。这为可编程序控制器的发展提供了良好的。大型可编程序控制器大多采用多CPU结构，不断地向高性能、高速度和大容量方向发展。
在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些可编程序控制器还具有模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间，控制精度。
2. 向普及化方向发展
由于微型可编程序控制器的价格便宜，体积小、重量轻、能耗低，很适合于单机自动化，它的外部接线简单，容易实现或组成控制等优点，在很多控制领域中广泛应用。
3. 向模块化、智能化发展
可编程序控制器采用模块化的结构，方便了使用和。智能I/O模块主要有模拟量I/O、高速计数输人、中断输入、机械运动控制、热电偶输入、热电阻输入、条形码阅读器、多路BCD码输人/输出、模糊控制器、PID回路控制、通信等模块。智能I/O模块本身就是一个小的微型计算机，有很强的信息处理能力和控制功能，有的模块甚至可以自成，单独工作。它们可以完成可编程序控制器的主CPU难以兼顾的功能，简化了某些控制领域的设计和编程，了可编程序控制器的适应性和可靠性。
4. 向化发展
编程可以对可编程序控制器控制的硬件组态，即设置硬件的结构和参数，例如设置各框架各个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通信接口的参数等。在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。可编程序控制器编程有调试和监控功能，可以在梯形图中显示触点的通断和线圈的通电情况，查找复杂电路的故障非常方便。历史数据可以存盘或打印，通过网络或Modem卡，还可以实现远程编程和传送。
个人计算机（PC）的价格便宜，有很强的数算、数据处理、通信和人机交互的功能。目前已有多家厂商推出了在PC上运行的可实现可编程序控制器功能的包，如亚控公司的KingPLC。“软PLC"在很多方面比的“硬PLC"有优势，有的“软PLC"可能是的选择。
5. 向通信网络化发展
伴随科技发展，很多工业控制产品都加设了智能控制和通信功能，如变频器、软启动器等。可以和现代的可编程序控制器通信联网，实现更强大的控制功能。通过双绞线、同轴电缆或光纤联网，信息可以传送到几十公里远的地方，通过Modem和互联网可以与上其他地方的计算机装置通信。
相当多的大中型控制都采用计算机加可编程序控制器的方案，通过串行通信接口或网络通信模块，实现计算机与可编程序控制器交换数据信息。组态引发的计算机编程，很容易实现两者的通信，了集成的难度，节约了大量的设计时间，了的可靠性。上比较的组态有Intouch、Fix等，国内也涌现出了组态王、力控等一批组态。有的可编程序控制器厂商也推出了自己的组态，如西门子公司的WINCC。

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西门子S7300储存卡6ES79538LG300AA0

1 （ a ）是变压器反馈 LC 振荡电路。晶体管 VT 是共发射极放大器。变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路，变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈。接通电源时， LC 回路中出现微弱的瞬变电流，但是只有和回路谐振 f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压，这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V的基极。从图 1 （ b ）看到，只要接法没有错误，这个反馈电压是和输入电压相位相同的，也就是说，它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并后下来。

变压器反馈 LC 振荡电路的特点是：范围宽、容易起振，但度不高。它的振荡是： f 0 =1 ／ 2π LC。常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波。

（ 2 ）电感三点式振荡电路

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图 2 （ a ）是另一种常用的电感三点式振荡电路。图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 2 （ b ）看到，晶体管的输入电压和反馈电压是同相的，相位平衡条件的，因此电路能起振。由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的，因此被称为电感三点式振荡电路。

电感三点式振荡电路的特点是：范围宽、容易起振，但输出含有较多高次调波，波形较差。它的振荡是： f 0 =1/2π LC ，其中 L=L1 ＋ L2 ＋ 2M 。常用于产生几十兆赫以下的正弦波。

（ 3 ）电容三点式振荡电路

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还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路，见图 3 （ a ）。图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路，从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。从图 3 （ b ）看到，晶体管的输入电压和反馈电压同相，相位平衡条件，因此电路能起振。由于电路中晶体管的 3 个极分别接在电容 C1 、 C2 的 3 个点上，因此被称为电容三点式振荡电路。

电容三点式振荡电路的特点是：度较高，输出波形好，可以高达 100 兆赫以上，但调节范围较小，因此适合于作固定的振荡器。它的振荡是： f 0 =1/2π LC ，其中 C= C 1 C 2 C 1 +C 2 。

上面 3 种振荡电路中的放大器都是用的共发射极电路。共发射极接法的振荡器增益较高，容易起振。也可以把振荡电路中的放大器接成共基极电路形式。共基极接法的振荡器振荡比较高，而且性好。

RC 振荡器

RC 振荡器的选频网络是 RC 电路，它们的振荡比较低。常用的电路有两种。

（ 1 ） RC 相移振荡电路

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图 4 （ a ）是 RC 相移振荡电路。电路中的 3 节 RC 网络同时起到选频和正反馈的作用。从图 4 （ b ）的交流等效电路看到：因为是单级共发射极放大电路，晶体管 VT 的输出电压 U o 与输出电压 U i 在相位上是相差 180° 。当输出电压经过RC 网络后，变成反馈电压 U f 又送到输入端时，由于 RC 网络只对某个特定 f 0 的电压产生 180° 的相移，所以只有为 f 0 的电压才是正反馈而使电路起振。可见 RC 网络既是选频网络，又是正反馈电路的一部分。

RC 相移振荡电路的特点是：电路简单、经济，但性不高，而且调节不方便。一般都用作固定振荡器和要求不太高的。它的振荡是：当 3 节 RC 网络的参数相同时： f 0 = 1 2π 6RC 。一般为几十千赫。

（ 2 ） RC 桥式振荡电路

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图 5 （ a ）是一种常见的 RC 桥式振荡电路。图中左侧的 R1C1 和 R2C2 串并联电路就是它的选频网络。这个选频网络又是正反馈电路的一部分。这个选频网络对某个特定为 f 0 的电压没有相移（相移为 0° ），其它的电压都有大小不等的相移。由于放大器有 2 级，从 V2 输出端取出的反馈电压 U f 是和放大器输入电压同相的（ 2 级相移 360°=0°）。因此反馈电压经选频网络送回到 VT1 的输入端时，只有某个特定为 f 0 的电压才能相位平衡条件而起振。可见 RC 串并联电路同时起到了选频和正反馈的作用。

实际上为了振荡器的工作，电路中还加有由 R t 和 R E1 组成的串联电压负反馈电路。其中 R t 是一个有负温度系数的热敏电阻， 它对电路能起到振荡幅度和减小非线性失真的作用。从图 5 （ b ）的等效电路看到，这个振荡电路是一个桥形电路。 R1C1 、 R2C2 、 R t 和 R E1 分别是电桥的 4 个臂，放大器的输入和输出分别接在电桥的两个对角线上，所以被称为 RC 桥式振荡电路。

RC 桥式振荡电路的性能比 RC 相移振荡电路好。它的性高、非线性失真小，调节方便。它的振荡是：当R1=R2=R 、 C1=C2=C 时 f 0 = 1 2πRC 。它的范围从 1 赫～ 1 兆赫。

可编程控制器梯形图设计规则

1．触点的安排 

梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 

2．串、并联的处理 

在有几个串联回路相并联时，应将触点多的那个串联回路梯形图上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点多的并联回路梯形图的左面。 

3．线圈的安排 

不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。 

4．不准双线圈输出 

如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。

5．重新编排电路

如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。

6．编程顺序

对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。

1．控制要求 

XCXDXEXF用PLC-01的常开开关表示，当XCXDXEXF取值不是（0001，0010，0011，0100，0101）时，L1闪亮表示出错，按停止按扭无效。必须取XCXDXEXF为（0001，0010，0011，0100，0101）后，再按停止按扭，复位一下，再按起动按钮，则L2亮表示可以进邮件，同时M5亮，S1产生1s的脉冲闪亮。在这基础上当XCXDXEXF取值0001时，表示邮编个数字为1，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后M1亮2s，表示开头为1的邮编进北京的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0010时，表示邮编个数字为2，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后M2亮2s，表示开头为2的邮编进上海的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0011时，表示邮编个数字为3，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后M3亮2s，表示开头为3的邮编进天津的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0100时，表示邮编个数字为4，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后M4亮2s，表示开头为4的邮编进武汉的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0101时，表示邮编个数字为5，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲后，M5,L2,S1灭2s，表示开头为5的邮编进广州的邮箱。当开头为1的邮编检测到了，但M1还没亮时，转变XCXDXEXF的值，发生错误L1闪亮，情况就跟开头说的一样了，以此类推当其他号码检测到了，但还没投进箱子时，转变号码就发生错误。当邮编投进邮箱后再按S2表示检测到邮件工作。



图1 邮件分拣控制示意图

可编程控制器控制设计

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，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制， 在此介绍组成可编程控制器控制的一般。

二、可编程控制器控制设计的基本步骤

1 ．设计的主要内容

（ 1 ）拟定控制设计的技术条件。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 ）根据设计的要求编写规格说明书，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，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。

2 ． 设计的基本步骤

可编程控制器应用设计与调试的主要步骤，如图 1 所示。




图 1 可编程控制器应用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。

b ．控制要求主要指控制的基本、应完成的、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，还可将控制任务分成几个部分，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 控制的功能要求，确定所需的用户输入、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、器、指示灯、电磁阀等。

（ 3 ）选择的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入和输出的点数，选择的 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。这一步是整个应用设计的核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践。

（ 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

程序输入 PLC 后，应**行工作。因为在程序设计中，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，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，就可以进行整个的联机调试，如果控制是由几个部分组成，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

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。