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工作原理：

 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

输入采样
 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。

用户程序执行
 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
 
输出刷新
 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-0 无缝集成到 TIA 博途中，极大提高了工程组态的效率。

SIMATIC S7-1500 采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。
每个控制器中都包含有以下组件：

·        一个中央处理器(CPU)，用于执行用户程序

·        一个或多个电源

·        信号模块，用作输入/输出

·        以及相应的工艺模块和通信模块。

没有快，只有更快！SIMATICS7-1500 的系统性能极大缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。

SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，极大缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。

新型的背板总线技术采用高波特率和高效传输协议，以实现信号的快速处理。

SIMATIC S7-1500 中可将运动控制功能直接集成到PLC 中，而无需使用其它模块。通过 PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持PROFIdrive 的各种驱动装置。

此外，SIMATICS7-1500 还支持所有 CPU 变量的 TRACE 功能，提高了调试效率的同时优化了驱动和控制器的性能。

TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还极大优化了驱动装置的性能。

通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持 PROFIdrive 的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。

SIMATIC S7-1500 中提供一种更为全面的安全保护机制，包括*级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。

“信息安全集成”机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。

加密算法可以有效防范未经*的访问和修改。这样可以避免机械设备被仿造，从而确保了投资安全。

可通过绑定 SIMATIC 存储卡或 CPU 的序列号，确保程序无法在其它设备中运行。

这样程序就无法拷贝，而且只能在的存储卡或 CPU 上运行。

访问保护功能提供一种全面的安全保护功能，可防止未经*的项目计划更改。采用为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。此外，安全的CP 1543-1 模块的使用，更是加强了集成防火墙的访问保护。

系统对传输到控制器的数据进行保护，防止对其进行未经*的访问。控制器可以识别发生变更的工程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。

SIMATIC S7-1500 中包含有诸多新特性，地确保了工程组态的高效性和可用性。

可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于全面了解工厂的所有信息。

标准化的前连接器不仅极大简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。

通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。

  PLC本体故障和非本体故障：PLC只是全部控制系统中各种硬件的其中一个。显然是较为重要也是较为核心的部件，因为它的工作状态影响全局。PLC身的系统内部，已经有较完善的故障报警、记录、处理及输出功能可以方便地利用它。直接将其总故障信号，作为整个控制系统的故障源之一进行处理。

    如果将PLC系统中除CPU单元以外的所有其他扩展功能模块也算在这个广义的系统中。我们必须对这些模块进行有效地辨识和实时监控。必要时还要进行二级处理（大多数智能化的器件、模块、单元设备都具有一定的自诊断和记录保持能力，对外除了提供一个总故障信号外，内部还保存有更详细的记录，例如常用变频器之类），以更具体地了解故障详情。帮助维修处理人员迅速做出判断。

    对于非本系统内故障，则通过由PLC读入的故障信息酌情处理。

    硬故障和软故障：此处将由PLC外部信号报告的故障称为“硬故障”。除了PLC系统外，系统中可能使用各种其他外部器件。无论是模拟器件还是数字器件，是简单的开关量还是非开关量，是直接接到PLC还是经过通信通道进入PLC，这些信息中很多都包含有故障信息。其中，不少就是于报告故障的。例如，常见的电源故障、相位错误、某参数超过标准、某器件或单元损坏、通信故障、线路损坏等。这些由外部硬件报告的故障主要的特征是与控制系统当前的工作无直接关系的，不采取相应的措施不会自行消失。与此相反，由程序运行中判别出的故障称为“软故障”。一般都是因为使用、操作不当，或是控制不佳等原因造成的，此时系统的任何硬件并没有损坏。一旦停止运行该部分程序，则不需要采取专门的措施，故障会自行消失。它是系统监控程序的一部分，是为了提高系统运行的安全性和可靠性而编制的。通常是经过推理和计算的方法间接地预报故障。例如，系统中任何一个运动的部件都有自己的动作范围，否则就可能损坏设备。为此可能设有限位开关，或是其他限位措施。一个运行中的容器，其中的液位都有一定的范围要求才不至于溢出或抽干，甚至爆炸，为此会设有液位开关，封闭容器还设有压力开关，这些保护措施是常见的的。但是从另一个角度来考虑，如果已知运动物体的运动参数，如速度、加速度和时间，有可能计算出物体的位置，从而可能进行预测、预报和超前干预。用同样的方法，如果已知进入及流出容器的液体流量和时间，则可以对液位进行预测和预报。这种被称为“间接测量”的方法同样是可行的。既然目的相同，为什么要多此一举重复保护呢？为了提高可靠性，一软一硬，相辅相成，两种*“不相关”的信息同时出错的概率远比使用两套传感器同时出错的概率低，而且硬件成本也低。当然，可能没有掌握事物运动过程的方程，以致无法进行这种间接测量则另当别论，否则应该充分利用计算机的优势。

近期在一个项目中调试opc通讯时遇到如下现象，我估计也有不少的同学遇到类似现象。
       场景如下：在一台Windows 7的计算机上安装了某国产组态软件，组态软件以OPCServer方式对外提供数据，组态软件的程序都是带界面的程序，OPCServer程序在操作系统中只能运行一个进程实例；同时在此计算机安装某国外软件的OPCClient程序，用于采集组态软件OPCServer的数据，OPCClient程序是标准的Windows 服务。
       现象描述如下：
1）如果带界面的OPCServer软件已经通过当前登录账户运行起来，然后OPCClient以Windows服务方式运行，这种情况下OPCClient无法与OPCServer通讯。
2）如果带界面的OPCServer软件未先运行，OPCClient以Windows服务方式运行后通过System账户将组态软件的OPCServer运行起来，这种情况下OPCClient可以与OPCServer通讯。
3）如果而带界面的OPCServer软件被Windows服务方式的OPCClient以System账户运行起来后，这时如使用其他带界面的OPCClient程序访问此OPCServer，发现无法通讯；
       总结一下这类情况就是：
       对于桌面方式运行且只允许一个实例运行的OPCServer软件，如果OPCServer程序和OPCClient程序都是以非SYSTEM账户或都是以SYSTEM账户运行，那么可以通讯；如果一个是非SYSTEM账户；另外一个是SYSTEM账户，那么不能通讯。
       遭遇这种现象主要是由于OPC的采用的COM机制导致的，COM机制这里就不说了，当OPCClient运行后，就和目标OPCServer进行通讯，在操作系统允许的空间中检测OPCServer是否存在和是否运行，如果发现OPCServer在运行，就与OPCServer通讯，如果OPCServer未运行，就通知操作系统的COM协调器将目标OPCServer运行起来。在上面描述的现象中，如果带界面的OPCServer软件已经通过当前登录账户运行起来，而OPCClient以Windows服务方式运行在SYSTEM账户的空间，那么OPCClient就未能检测到OPCServer已经运行，于是OPCClient就让COM协调器在本空间中运行OPCServer，但OPCServer运行时，又检测到自己在当前登录账户的空间已经启动了，因此就拒绝再次运行。所以就发生了Windows 服务方式的OPCClient和带界面的OPCServer无法通讯的问题。
       如何解决此类问题呢？按照如下步骤操作一下，基本可以解决Windows 服务方式的OPCClient和带界面的OPCServer无法通讯的问题。
1. 运行“控制面板”下“管理工具”下的“服务”，找到Windows 服务方式的OPCClient。选中服务的名称并双击，在弹出的面板上切换到登录。将登录身份修改为此账户，填入指定账户的名称和密码，点“确定”按钮即可。

2. 重启OPCClient的服务