西门子电抗器6SE7021-0ES87-1FE0

一、PLC中的三大量

PLC中无非就是三大量：开关量、模拟量、脉冲量。只在搞清楚三者之间的关系，你就能熟练的掌握PLC了。

1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是*常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC*基本的应用。

开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。

2、模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。

PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。

模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号；模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。

所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。例如：

PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。那么0—32767对应0—100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值**到0.1℃，把327.67/10即可。

模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。

3、脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。

PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如：脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。

二、模拟量的计算

1、-10—10V。-10V—10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448—0BB8Hex(-3000—3000)；12000分辨率时被转换为E890—1770Hex(-6000—6000)。

2、0—10V。0—10V的电压时，在12000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

3、0—20mA。0—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

4、4—20mA。4—20mA的电流时，在6000分辨率时被转换为0—1770Hex(0—6000)；12000分辨率时被转换为0—2EE0Hex(0—12000)。

以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。

注：模拟输入的配线的要求

1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。

2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。

3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。

4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个虑波器。

5、确认正确的接线后，首先给CPU单元上电，然后再给负载上电。

6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。

三、脉冲量的计算

脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。

1、步进电机的角度控制。首先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算“角度百分比=设定角度/360°(即一圈)”“角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。”

公式为：角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。

2、步进电机的距离控制。首先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。*后计算设定距离所要运行的脉冲数。

公式为：设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]

3、步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。

以上只是简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。

伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比

外围电路元器件故障

    此类故障在PLC工作一定时间后的故障中经常发生。在PLC控制回路中如果出现元器件损坏故障，PLC控制系统就会立即自动停止工作。

    输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。

    对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定，选择不当会使系统可靠性降低严重时导致系统不能正常工作。

    此外PLC的输出端子带负载能力是有限的.如果超过了规定的较大限值.必须外接继电器或接触器.才能正常工作。

    外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良

    端子接线接触不良

    此类故障在PLC工作一定时间后随着设备动作的频率升高出现。由于控制柜配线缺陷或者使用中的震动加剧及机械寿命等原因，接线头或元器件接线柱易产生松动而引起接触不良。

    这类故障的排除方法是使用万用表，借助控制系统原理图或者是PLC逻辑梯形图进行故障诊断维修。对于某些比较重要的外设接线端子的接线，为保证可靠连接.一般采用焊接冷压片或冷压插针的方法处理。

    PLC出现非正常工作的功能性故障

    1、PLC受到干扰引起的功能性故障

    自动化系统中所使用的各种类型PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施.故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。

    在实际的生产环境下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法消除的只能针对具体情况加以限制内部干扰与系统结构有关.主要通过系统内交流主电路模拟量输入信号等引起，通过精心设计系统线路或系统软件滤波等处理.可使内部干扰得到较大限度的抑制。

    PLC生产现场的抗干扰技术措施通常从电源与接地保护、接线安排屏蔽和抗噪声等4个方面着手考虑：

    （1）、电源与接地保护

    PLC本身的抗干扰能力一般都很强。通常.将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线对于电源线来的干扰，一般都有足够强的抑制能力。

    但是电源干扰特别严重可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，提高系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元.则其电源必须与基本单元共用一个开关控制，也就是说它们的上电与断电必须同时进行。

    为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接专用地线接地线线径要足够粗.接地电阻要小于4Q，接地点应尽可能靠近PLC，并且接地点要与其它设备分开。对供电系统中的强电设备其外壳、柜体、框架、机座及操作手柄等金属构件必须保护接地。

    PLC内部电路包括CPU、存储器和其他接口共接数字地.外部电路包括A/D、D/A等共接模拟地并用粗短的铜线将PLC底板与中央接地点星形联结防哚声干扰。PLC非接地工作时，应将PLC的安装支架容性接地以抑制电磁干扰。

    （2）接线安排

    电气柜内线路走线布置。只有有屏蔽的模拟量输入信号线才能与数字量信号线装在同一线槽内，直流电压数字量信号线和模拟量信号线不能与交流电压线同在一线槽内。只有有屏蔽的220V电源线才能与信号线装在同一线槽内。电气柜电缆插头的屏蔽一定要可靠接地。

    电气柜外部走线安排。直流和交流电压的数字量信号线和模拟量信号线一定要各自用独立的电缆，且要用屏蔽电缆。信号线电缆可与电源电缆共同装在一线槽内.为改进抗噪性建议保证间隔10cm以上。

    （3）屏蔽处理

    PLC外壳的屏蔽，一般应保证与电气柜浮空。在PLC外壳底板上加装一块等位屏蔽板(一般使用镀锌板).保护地使用铜导线与底板保持一点连接其截面积应不少于10mm，以构成等位屏蔽体，有效地消除外部电磁场的干扰。

    对模拟量信号的屏蔽总线可绝缘并将中央点连到参考电位或地(GND)上。数字量信号线的电缆两端接地可保证较好地排除高频干扰。

    （4）抗噪声的措施

    对处于强磁场(例如变压器)的部分要进行金属屏蔽电控柜内不宜采用荧光灯具照明。PLC控制系统电源也应采用相应的抗干扰措施。

    PLC控制系统电源抗干扰的方法有采用隔离变压器、低通滤波器及应用频谱均衡法3种。其中隔离变压器是较常用的，因为PLC的i/o模块电源常用DC24V.须经隔离变压器降压，再经整流桥整流供给，或者直接使用开关电源供给。

    2、PLC周期性死机

    PLC周期性死机的特征是PLC每运行若干时间就出现死机或者程序混乱，或者出现不同的中断故障显示，重新启动后又一切正常。根据实践经验认为，该现象较常见原因是由于PLC机体长时间的积灰造成。

    所以应定期对PLC机架插槽接口处进行吹扫。吹扫时可先用压缩空气或软毛刷将控制板上、各插槽中的灰尘吹扫净，再用95%酒精擦净插槽及控制板插头。清扫完毕后细心组3.3PLC无故程序丢失

    PLC程序丢失通常是由于接地不良接线有误、操作失误和干扰等几个方面的原因造成的：

    PLC主机及模块必须有良好的接地。

    主机电源线的相线与中性线必须接线正确。

    预先准备好程序包，用作备份。

    使用手持编程器查找故障时，应将锁定开关置于垂直位置.拔出就可起到保护内存的功能。

    由于干扰的原因造成PLC程序丢失.其处理方法可参照PLC受干扰引起故障的处理。当PLG出现故障时，只要按照一般的故障规律进行判断，应该可以准确迅速地把故障排除掉

55：在SIMATIC PCS 7 中使用FM 355 或者FM 355-2 要特别注意什么？   
　　 举个例子，如果您想在一个冗余的ET 200M站中使用FM 355 或者FM 355-2 ，那么请注意以下的重要事项:   
有两个功能块可用于连接FM 355。举个例子，如果需要使用“运行过程中更换模块” (热插拔)功能，您可以使用订货号为 6ES7 153-2BA00-0XB0 的IM 153-2 HF 接口模块的**特性。在这种情况下，当使用“硬件配置”软件进行组态时，您必须激活“运行过程中更换模块”( 热插拔)功能。IM 153-2 和所有的SM/FM/CP 都要插在激活的总线模块上 (订货号 6ES7 195-7Hxxx-0XA0)。   

56：将FM 352-5 的输出与第二个FM 352-5 的输入直接相连时，有哪些注意事项？   
　　 如果要将两个FM352-5 互连，在 6ES7 352-5AH10-0AE0（P 型沉没输出）上即可实现。   
　　 6ES7 352-5AH00-0AE0 有 M 型沉没输出，该输出只有在每个输出端先加一个插拔电阻时才可用，推荐插拔电阻的规格: 2,2 kOhm / 0,5 W. 确保开关盒内有短路连接。此种情况下的操作频率可高达 100 kHz。   

57：可以在不用PG的情况下更换FM353/FM354吗？   
　　 可以。FM353 (MLFB No. 6ES7 353-1AH01-0AE0)和FM354 (MLFB No. 6ES7 354-1AH01-0AE0)可以不用PG就进行更换。   
　　 要求：使用组态包FM353 V2.1或组态包FM354 V2.1以及STEP 7版本V3.1或更高版本。   
　　 步骤：当完成了FM和系统的启动后，必须创建一个系统数据块(SDB >=1000)并将它储存在 PG 上。在这个SDB中储存FM的全部参数化数据(DB/横移程序，机器数据,递增尺寸表等)。 把此SDB传送到 CPU 或者传送到 CPU 的存储卡上。   

58：在 FM 350-2 上如何通过访问 I/O 直接读取计数值和测量值？   
　　 FM 350-2 允许多 四个计数值或测量值直接显示在模块I/O上。可通过使用“通道”功能来定义哪个单个测量值要显示在 I/O 区。根据计数值或测量值的大小，必须在“用户类型”中将数据格式参数化为“Word”或“Dword”。如果参数化为“Dword”，每个“用户类型”只能有一个计数值或测量值。如果参数化为“Word”，可以读进两个值。在用户程序中，命令 L PIW用于 Word 访问，L PID用于 Dword 访问。   

59： FM357－2 用编码器时应注意什么?   
　　 FM357－2的固件版本为V3.2/V3.3在下列情况下编码器的采样值可能会不正确， FM357－2固件版本为V3.4时这些问题将被解决。   
1) FM357－2启动失败。例如,在启动窗口中定义的时间内掉电。   
2) FM357－2在运行中拔插编码器的电缆。   
3) 模拟的情况下。例如,FM357－2 在无驱动的情况下准备运行。   

60：如何把一个初始值快速下载进计数器组 FM350-1 或 FM450-1 中？   
　　 对于有些应用场合，重要的是，当达到某个比较值时要尽快地把计数器复位为初始值。此外，通常在复位时需要进行一系列计算，以确定下一个比较值(以便优化原料的交点)。没有标准功能FC CNT_CTRL也可以选择进行一次复位。 <   
　 为了快速把计数器复位，如下进行来组态计数器： 在计数器模块的“属性”对话框中的“基本参数”区内，将选项 生成中断设成“是”，然后将中断选择设成“过程”。这样，在复位时会生成一个中断。 在“输出”参数标志中组态数字输出DQ0，以便在达到比较值时激活它。 在“输入”参数标志中的“设置计数器”域中，设置选项“多个”。   
注意事项：在关联通道数据块中，必须将位 DBX 27.0 或 DBX 27.1 ( CTRL_DQ0) 设置为 1，以便使设置按正确的方向进行。在“中断释放”参数标志中，选择选项“设置计数器”，以便在数字输入 SET处出现一个上升沿时触发该中断。 功能模块 FM 350-1 / FM 450-1 的数字输入 I2是用于把计数器重置为初始值的。该输入与数字输出 Q0 相连接(同 FM 350-1 / FM 450-1)。   
注意事项：在关联通道的数据块中，必须预先将数据双字DBD 14(LOAD_VAL)设置为初始值(如 L#0)。数据双字 DBD18 (CMP_V1)必须设置成比较值。必须通过在 FC 上置相应的触发位一次来用 FC CNT_CTRL 把这些值传送到 FM 去。