西门子模块6ES7321-1FF01-0AA0性能参数

作为工业自动化的一种典型应用，初是做为取代线路、进行顺序控制为主而产生的，后来plc厂家逐步增加了模拟量运算、pid功能以及更可靠的工业抗干扰技术等功能，并随着网络化的需求增加了各种通信接口，同时伴随着技术和以太网技术的发展，plc的应用范围越来越广泛。

什么是plc

可编程控制器（programmable controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（programmable logic controller），简称plc，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

国际委员会（iec）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：

“可编程控制器是一种数字运算操作的系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，这种装置称作可编程控制器，简称pc。但是为了避免与个人计算机（personal computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称plc。

plc的发展状况

世界上台plc

1968年美国通用汽车公司（ge），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。

当时的设计要求是吸取继电器和计算机两者的优点：继电器控制系统体积大、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜；计算机功能强大、灵活（可编程）、通用性好，但编程困难；采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。

1969年，美国数字设备公司（dec） 研制出台plc，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。

这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用，到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。

70年代初期

仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制，通常称为可编程逻辑控制器（programmable logic controller）。

1971年日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本台plc。1973年，西欧国家也研制出它们的台plc。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。

70年代中期

微处理器技术应用到plc中，使plc不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。

80年代以后

随着大规模、超大规模等微的迅速发展，16位和32位微处理器应用于plc中，使plc得到迅速发展。plc不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。

近年来plc发展迅速

plc集三电（电控、电仪、电传）为一体、性能价格比高、高可靠性的特点，已成为自动化工程的核心设备。plc成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。

plc成为现代工业自动化的三大技术支柱（plc、机器人、cad／cam）之一。

我国plc市场的三大流派

我国改革开放后，美国ab、ge、modicon、ti，日本omron、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的系统中占据重要地位。

·欧洲：德国的西门子（siemens）、aeg及法国的ti公司

·美国：a－b（allen－bradly）（其产品约占美国plc市场50％的份额）、ge（general electric）、莫迪康（modicon）公司、德州仪器（t1）公司、 歌德（gould）公司、西屋公司

·日本：三菱电机（mitsubishi electric）、 欧姆龙（omron）、 fuji （日本主要发展中小型plc，在世界小型plc市场上， 日本产品约占有70％的份额。在中国，omron产品的销量居首位。）

目前还有韩国、台湾等plc产品；现在市场上出现了系列化的国产plc，其价格相对低廉，性价比较高。

1974年我国开始仿制美国的第二代plc产品，但因质量和技术问题等原因未能推广。直到1977年，我国才研制出台具有实用价值的plc，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。

的下端(输入端)为、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。

plc的输入端一般都是各种传来的信号(在工厂里接近开关多)，一开始plc是叫程序步骤控制器，传来个信号，执行一个步骤，好象是西门子公司发明的，所以它依赖于上一个信号而执行下一个步骤，也就是说它自成一体，形成一个小型的自动化分系统，而输出端的可带的执行元件就比较多，工厂里多是继电器输出，经常带电磁阀或者气动元件，这东西故障率相当低(征对西门子，松下，东芝的)。要增加那个控制元件其实质就是加入一个逻辑信号而已。

plc可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

1、

电源用于将交流电转换成plc内部所需的直流电j目前大部分plc采用开关式稳压电源供电。

2、中央处理单元(cpu)

中央处理器是plc的控制中枢，也是plc的核心部件，其性能决定了plc的性能。

中央处理器由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线、控制总线与存储器的输入/输出接口电路相连。中央处理器的作用是处理和运行用户程序，进行逻辑和数学运算，控制整个系统使之协调。

3、存储器

存储器是具有记忆功能的半导体电路，它的作用是存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。其中系统程序是控制plc实现各种功能的程序，由plc生产厂家编写，并固化到只读存储器(rom)中，用户不能访问。

4、输入单元

输入单元是plc与被控设备相连的输入接口，是信号进入plc的桥梁，它的作用是接收主令元件、检测元件传来的信号。输入的类型有直流输入、交流输入、交直流输入。

5、输出单元

输出单元也是plc与被控没备之间的连接部件，它的作用是把plc的输出信号传送给被控设备，即将中央处理器送出的信号转换成电平信号，驱动被控设备的执行元件。输出的类型有继电器输出、晶体管输出、晶闸门输出。

plc除上述几部分外，根据机型的不同还有多种外部设备，其作用是帮助编程、实现监控以及网络通信。常用的外部设备有编程器、打印机、盒式磁带录音机、计算机等。

一、故障回顾

2017年1月，某电站控制系统(施耐德twid0系列： tsx3721101,分体式 )i/o模块指示灯告警，plc运行异常，电机自动控制系统失效：即cpu run指示灯为“绿色、长亮”，err指示灯“熄灭”；i/o指示灯为“红色、长亮”。如图1、2。

二、原因分析及处理

经过查阅说明书、厂家技术资料、咨询厂家分析可知：

1.cpu run 指示灯为“绿色、长亮”，说明cpu运行正常，基本排除程序（软件）故障；

2.cpu err指示灯“熄灭”，表示cpu正常状态，基本排除cpu模块故障；

3.而i/o指示灯正常应该是“红色熄灭”，此时却显示“红色、长亮”，表明：分体式plc“混合模块（输入/输出模块）”存在错误或故障。

做好安全措施后，将plc模块解体，发现2块plc开关量输入输出模块（tsxdmz28dr）烧损发黑、1块plc开关量输入模块（tsxdez12d2）元器件烧损发黑（如图3）。

4.更换2块plc开关量输入输出模块（tsxdmz28dr）、1块plc开关量输入模块等三块模板，并核查plc程序正确无误，静态、动态调试正常后，电机自动控制系统恢复正常，申请投运正常。

三、经验反馈

1.运行维护人员应加强柜内plc及相关模块的巡视检查，认真记录各指示灯状态信息，发现异常及时消缺，确保自动控制系统正常。

2.根据现场情况，及时储备必要的plc模块及模件。

3.plc定期做好程序备份工作。

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