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计算机辅助设计编程

计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。

7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

3. 绘制各种电路图

绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时，不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端，把高压引入 PLC 输入端，会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时，不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致，还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外，还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此，在绘制电路图时要考虑周全，何处该装按钮，何处该装开关，都要一丝不苟。

4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后，就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时，除了要注意程序要正确、可靠之外，还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改要整个程序完成后一起算总帐。

5. 制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后，就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候，这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。

6. 现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处；只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处；只有进行现场调试才能后实地测试和后调整控制电路和控制程序，以适应控制系统的要求

s7-300是模块化的组合结构，根据应用对象的不同，可选用不同型号和不同数量的模块，并可以将这些模块安装在同一机架（导轨）或多个机架上，如图4。

　　PS：电源模块；IM：接口模块；SM：信号模块；FM：功能模块；PG：编程器；OP：操作面板

　　图4S7-300系列PLC系统构成框图

　　2、主要功能

　　s7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能：

　　1）高速的指令处理。0.1～0.6us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。

　　2）人机界面（hmi）。方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少。

　　3）诊断功能。CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。

　　4）口令保护。多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。

S7-300系列PLC 安装

一、DIN导轨安装

S7-300 PLC 由一个中央单元 (CU) 和一个或多个扩展模块组成。包含CPU 的机架是中央单元 (CU)。配有模块并连接到CU 的机架形成了系统的扩展模块(EM)。

S7-300 的机架是一个装配DIN导轨。可利用此导轨安装S7-300系统的所有模块。

DIN安装导轨

1、安装方式：

可以垂直或水平安装S7-300。所允许的环境空气温度和CPU模块的位置如下：

• 垂直装配：0℃至40℃

• 水平装配：0℃至60℃

• 始终将CPU 和电源模块安装在左侧或底部。

2、安装间距：

必须保持如图中所示的间距，以便为安装模块提供充足的空间，并能够散发模块所产生的热量。下图显示的是安装在多个机架上的S7-300 装配，其中显示了各机架与相邻组件、电缆槽、机柜壁之间的间距。例如，在沿电缆槽为模块接线时，屏蔽接触元件底部与电缆槽间的小间距为40mm。

3、DIN导轨安装孔要求

• DIN导轨具有用于固定螺丝的4个孔和1个接地导线螺栓

• 一米长以上的装配导轨可以削减到任何特殊长度。不带用于固定螺丝的安装孔和接地导线螺栓。

• 四个用于安装固定螺丝的孔（关于尺寸大小的信息，请参阅“固定孔的尺寸"）

• 如果导轨长度超出了830mm，则必须提供附加孔，以便用更多的螺丝固定才能使其稳固。沿导轨中间部分的凹槽标出这些孔（见下图）。间距应大约为500mm。

• 钻出标记的这些孔，M6 螺丝的孔径=6.5+0.2 mm。

• 安装一个M6 螺栓，用以固定接地导线。

DIN导轨安装孔说明

装配导轨的固定孔尺寸如下表所示。

表 导轨的安装孔尺寸

4、接地线安装：

使用M6螺栓连接DIN导轨和接地线。接地线的小横截面：10mm2。下图显示了如何将接地线连接到导轨。

注意：请始终确保接地线和导轨之间的低阻抗连接。可通过以下方法达到此目的：使用低阻抗电缆，尽可能缩短该电缆的长度，使用较大的接触表面。例如，必须使用柔性接地带将安装在铰接框上的S7-300接地

西门子PLC S7-1500系列的CPU模块，与西门子PLC S7-300的CP343-1之间实现TCP通讯的步骤如下：

　　1. 分配IP地址

　　（1）为用户的电脑分配IP地址；

　　（2）为西门子PLC S7-1500系列的CPU分配IP地址，与电脑的IP地址需要在同一个网段；

　　2. 创建一个新项目

　　（1）在博途软件STEP7 V13中插入西门子PLC S7-1500系列的CPU和西门子PLC S7-300系列的CPU，并且加入CP343-1通讯模块；

　　3. TCP通信编程

　　（1）创建全局数据块，用来保存接收和发送的数据；

　　（2）在S7-1500的CPU主程序中调用TRCV_C和TSEND指令，并添加背景数据块，设置各个管脚的参数；

　　（3）在S7-300的CPU主程序中调用AG_SEND和AG_RECV指令，并添加背景数据块，设置各个管脚的参数；

　　4. 下载组态到站点

　　（1）将组态好的程序下载到S7-1500的CPU中；

　　（2）将组态好的程序下载到S7-300的CPU中；

　　5. TCP通信测试

　　在博途软件中，分别对S7-1500的CPU和S7-300的CPU建立变量状态监视表，观察发送和接收的数据是否正确

　电动机是大型仪器，其组成离不开许许多多的零件如螺丝、轴承等等，其使用寿命自然也并非由单一因素影响和决定。在实际使用过程中，其影响因素更是复杂多样，诸如电动机绕组的受潮老化、螺丝松动脱落、轴承损坏生锈，以及突发的大型故障造成发动机的短路损坏烧毁，甚至地势的低洼环境的潮湿空气质量的低劣等等都会影响其使用功能和使用寿命。
　　1、外部因素
　　电机零件的磨损、线路的老化、零部件金属的生锈、螺丝的松动脱落、润滑脂的不足等等这些小细节因素，常常是造成电动机使用寿命缩短的*常见因素，同时也是*容易被人忽视被人忽略的部分。这些安全隐患细微而隐秘，常常伴随着检查者的疏忽而不被重视，从而生成更大的安全隐患，轻者导致机器使用功能的降低，重者引起机械故障短路烧毁等等，而直接影响到的就是机器本身的使用寿命。
　　2、突发故障
　　电动机在长时间的高速运转状态下，如若得不到及时的休整和安全检查，往往会引发大的小的机械故障甚至安全事故，毋庸置疑的是，机器本身的使用寿命也会受到影响。轻者，机械零件损坏烧毁，重者整个电动机随之损坏报废，更甚者引发严重的安全事故。故障的发生，离不开机器本身的安全隐患，但更多的则是由于操作人员不严谨的工作态度所导致的，所以，对故障发生的警觉性以及严谨的工作态度和检查力度，都是避免其发生的良策，同时，也能适度延长电动机本身的使用功能和使用寿命。
　　3、其他因素
　　除了以上两点主要因素之外，电动机的使用寿命还取决于一些其他因素，诸如周围环境空气潮湿会引起零部件生锈、绝缘层腐蚀脱落，从而影响零件功能以及导致电线短路烧毁等。其他因素如电流的稳定性，电动机若非在稳定电流下工作则极易发生故障。还有电机工作时的温度，一旦过高就会使得绝缘层融化，轻者电线短路电机使用出现故障，严重者甚至导致电机烧毁报废，更甚者引发火灾，造成难以挽回的局面漏电保护器就是在规定的工作条件下，当电路中的漏电电流达到或超过允许值时，能自动切断电源或发出声光警示的安全电器，其作用是提供间接接触保护，而达到防止人身触电和由于漏电引起的火灾；电气设备烧毁等事故。按动作信号可分为电压型和电流型两种。其保护功能有：过负荷；短路；漏电三种。
安装保护器要注意以下六点：
一：安装前应认真检查其外壳，铭牌，接线端子，试验按钮，合格证等是否完好。
二：安装前应符合产品说明书的要求，考虑供电线路，供电方式，系统接地类型和用电设备特征。保护器的额定电压；电流；分断能力；级数；环境条件以及额定漏电动作电流和分断时间。还必须满足安全要求。
三：接线必须正确。接线前应分清保护器的输入端和输出端.相线和零线，不得反接或错接，否则会导致保护器误动作或拒动作。
四：保护器不宜安装在机械振动大或交变磁场强的位置。若安装在高温；低温；湿度大或尘土多以及有腐蚀气体的环境中时，还需采取必要的辅助措施。
五：安装完毕在投入使用前，首先操作试验按钮，检查保护器的动作功能是否可靠。
六：用于防止触电事故的漏电保护器只能作为附加保护。加装漏电保护器的同时不得放弃或取消原有的安全防护措施。