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PLC为什么能够在工控行业长盛不衰

　自从1969年美国研制出*台PLC，几十年来PLC在工业中迅速发展，成为了自动化控制的主流，这期间虽然有部分新品面市，但都是作为PLC功能的补充，PLC的地位一直都在，是什么保证了PLC的地位长盛不衰呢？

　　1、可靠性高，抗*力强。

　　工业生产一般对控制设备的可靠性要求很高，并且要有很强的抗*力。PLC能在恶劣的环境中可靠的工作，平均*时间达到数万小时以上，已被*为较可靠的工业控制设备之一。

　　PLC本身具有较强的自诊断功能，保证硬件核心设备(CPU、存储器、I/O总线等)在正常情况下执行用户程序，一旦出现故障则立即给出出错信号，停止用户程序的执行，切断所有输出信号，等待修复。PLC的主要模块均采用大规模和超大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路。在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有精确的考虑，在硬件上采用隔离，屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，在软件上采用数字滤波等措施。与继电器系统和通用计算机相比，PLC更能适应工业现场环境要求。

　　2、硬件配套齐全，使用方便，适应性强

　　PLC是通过执行程序实现控制的。当控制要求发生改变时，只要修改程序即可，最大限度地缩短了工艺更新所需要的时间。PLC的产品已标准化、系列化、模块化，而且PLC及配套产品的模块品种多，用户可以灵活方便地进行系统配置组合成各种不同规模、不同功能的控制系统。在PLC控制系统中，只需在PLC的端子上接入相应的输入/输出信号线即可，不需要进行大量且复杂的硬接线，并且PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。

　　3、编程直观、易学易会

　　PLC提供了多种编程语言，其中梯形图使用较普遍。PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，因此PLC程序的编制采用梯形图的简单指令形式。梯形图与继电原理图相似，这种编程语言形象直观，易学易懂，不需要专门的计算机知识和语言，现场工程技术人员可在短时间内学会使用。用户在购买PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和进行简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

　　4、系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便

　　PLC用软件取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大为减少。同时PLC的用户程序大部分可以在实验室进行模拟调试，模拟调试好后再将PLC控制系统安装到生产现场，进行联机调试，既安全，又快捷方便。

　　PLC的故障率很低，并且有完善的自诊断和显示功能。当发生故障时，可以根据PLC的状态指示灯显示或编程器提供的信息迅速查找到故障原因，排除故障。

　　5、体积小，能耗低

　　由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小，重量轻，结构紧凑、功耗低、便于安装，是机电一体化的理想控制器。对于复杂的控制系统，采用PLC后，一般可将开关柜的体积缩小到原来的1/10~1/2。

S7-200CPU上的两个通讯口基本一样，没有什么特殊的区别。它们可以各自在不同的模式、通讯速率下工作；它们的口地址甚至也可相同。分别连接到CPU上两个通讯口上的设备，不属于同一个网络。S7-200CPU不能充当网桥的作用。

　　15、S7-200CPU上的通讯口都能干什么用？

　　1）安装了编程软件Micro/WIN的编程电脑可以对plc编程

　　2）可以连接其他S7-200CPU的通讯口组成网络

　　3）可以与S7-300/400的MPI通讯口通讯

　　4）可以连接西门子的hmi设备（如TD200、TP170micro、TP170、TP270等）

　　5）可以通过OPCServer（PCAccessV1.0）进行数据发布

　　6）可以连接其他串行通讯设备

　　7）可以与第三方HMI通讯

　　16、S7-200CPU上的通讯口是否可以扩展？

　　不能扩展出与CPU通讯口功能*一样的通讯口。

　　在CPU上的通讯口不够的情况下，可以考虑：

　　购买具有更多通讯口的CPU

　　考察连接设备的种类，如果其中有西门子的人机界面（HMI，操作面板），可以考虑增加EM277模块，把面板连接到EM277

　　17、S7-200CPU上的通讯口，通讯距离究竟有多远？

　　《S7-200系统手册》上给出的数据是一个网段50m，这是在符合规范的网络条件下，能够保证的通讯距离。凡超出50m的距离，应当加中继器。加一个中继器可以延长通讯网络50米。如果加一对中继器，并且它们之间没有S7-200CPU站存在（可以有EM277），则中继器之间的距离可以达到1000米。符合上述要求就可以做到非常可靠的通讯。

　　实际上，有用户做到了超过50m距离而不加中继器的通讯。西门子不能保证这样的通讯一定成功。

　　18、用户在设计网络时，应当考虑到哪些因素？

　　S7-200CPU上的通讯口在电气上是RS-485口，RS-485支持的距离是1000m

　　S7-200CPU上的通讯口是非隔离的，需要注意保证网络上的各通讯口电位相等

　　信号传输条件（网络硬件如电缆、连接器，以及外部的电磁环境）对通讯成功与否的影响很大

　　19、S7-200的有实时时钟吗？

　　CPU221、CPU222没有内置的实时时钟，需要外插“时钟/电池卡”才能获得此功能。CPU224、CPU226和CPU226XM都有内置的实时时钟。

　　20、如何设置日期、时间值，使之开始走动？

　　1）用编程软件（Micro/WIN）的菜单命令PLC》TimeofDayClock.。。，通过与CPU的在线连接设置，完成后时钟开始走动

　　2）编用户程序使用Set_RTC（设置时钟）指令设置。

　　21、智能模块的地址是如何分配的？

　　S7-200系统中除了数字量和模拟量I/O扩展模块占用输入/输出地址外，一些智能模块（特殊功能模块）也需要在地址范围中占用地址。这些数据地址被模块用来进行功能控制，一般不直接连接到外部信号。

　　CP243-2（AS-Interface模块）除了使用IB/QB作为状态和控制字节外，AI和AQ用于AS-Interface从站的地址映射。

　　22、Step7-Micro/WIN的兼容性如何？

　　目前常见的Micro/WIN版本有V4.0和V3.2。再老的版本，如V2.1，除了用于转化老项目文件，已经没有继续应用的价值。

　　不同版本的Micro/WIN生成的项目文件不同。高版本的Micro/WIN能够向下兼容低版本软件生成的项目文件；低版本的软件不能打开高版本

　　保存的项目文件。建议用户总是使用的版本，目前的版本是Step7-Micro/WINV4.0SP1。

　　23、通讯口参数如何设置？

　　缺省情况下，S7-200CPU的通讯口处于PPI从站模式，地址为2，通讯速率为9.6K。

　　要更改通讯口的地址或通讯速率，必须在系统块中的CommunicaitonPorts（通讯端口）选项卡中设置，然后将系统块下载到CPU中，新的设置才能起作用。

　　24、如何设置通讯口参数才能提高网络的运行性能？

　　假设一个网络中有2号站和10号站作为主站，（10号站的）最高地址设置为15。则对于2号站来说，所谓地址间隙就是3到9的范围；对于10号站来说，地址间隙就是11到最高站址15的范围，同时还包括0号和1号站。

　　网络通讯中的主站之间会传递令牌，分时单独控制整个网络上的通讯活动。网络上的所有主站不会同时加入到令牌传递环内，因此必须由某个持有令牌的主站定时查看比自己高的站址是否有新的主站加入。刷新因数指的就是在第几次获得令牌后检查一次高站址。

　　如果为2号站设置了地址间隙因数3，则在2号站第三次拿到令牌时会检查地址间隙中的一个地址，看是否有新的主站加入。

　　设置比较大的因数会提高网络的性能（因为无谓的站址检查少了），但会影响新的主站加入的速度。如下设置会使网络的运行性能提高：

　　1）设置较接近实际最高站址的最高地址

　　2）使所有主站地址连续排列，这样就不会再进行地址间隙中的新主站检测。

　　25、如何设置数据保持功能？

　　数据保持设置定义CPU如何处理各数据区的数据保持任务。在数据保持设置区中选中的就是要“保持”其数据内容的数据区。所谓“保持”就是在CPU断电后再上电，数据区域的内容是否保持断电前的状态。在这里设置的数据保持功能靠如下几种方式实现：

　　在这里设置的数据保持功能靠CPU内置的超级电容实现，超级电容放电完毕后，如果安装了外插电池（或CPU221/222用的时钟/电池）卡，则电池卡会继续数据保持的电源供电，直到放电完毕数据在断电前被自动写入相应的EEPROM数据区中（如果设置MB0-MB13为保持）

　　26、数据保持设置与EEPROM有什么关系？

　　如果将MB0-MB13共14个字节范围中的存储单元设置为“保持”，则CPU在断电时会自动将其内容写入到EEPROM的相应区域中，在重新上电后用EEPROM的内容覆盖这些存储区。

　　如果将其他数据区的范围设置为“不保持”，CPU会在重新上电后将EEPROM中数值复制到相应的地址。

　　如果将数据区范围设置为“保持”，如果内置超级电容（＋电池卡）未能成功保持数据，则会将EEPROM的内容覆盖相应的数据区，反之则不覆盖。

　　27：设置的密码分哪几种？

　　在系统块中设置CPU密码以限制用户对CPU的访问。可以分等级设置密码，给其他人员开放不同等级的权限。

　　28、设置了CPU密码后，为何看不出密码已经生效？

　　在系统块中设置了CPU密码并下载后，因为你仍然保持了Micro/WIN与CPU的通讯连接，所以CPU不会对设置密码的Micro/WIN做保护。

　　要检验密码是否生效，可以：

　　1）停止Micro/WIN与CPU的通讯一分钟以上

　　2）关闭Micro/WIN程序，再打开

　　3）停止CPU的供电，再送电

　　29、数字量/模拟量有冻结功能吗？

　　数字量/模拟量输出表规定的是当CPU处于停机（STOP）状态时，数字量输出点或者模拟量输出通道如何操作。

　　此功能对于一些必须保持动作、运转的设备非常重要。如抱闸，或者一些关键的阀门等，不允许在调试西门子PLC时停止动作，就必须在系统块的输出表中进行设置。

　　数字量：在选中“Freezeoutputinlaststate”后，冻结最后的状态，则在CPU进入STOP状态时数字量输出点保持停机前的状态（是1仍然是1，是0保持为0），同时下面的b.表不起作用如果未选中，那么选中的输出点会保持ON（1）的状态，未选中的为0。

　　模拟量：在选中“Freezeoutputinlaststate”后，冻结最后的状态，则在CPU进入STOP状态时模拟量输出通道保持停机前的状态，同时下面的表不起作用，未选中时。在下面表中各个规定模拟量输出通道在CPU进入STOP状态时的输出值。

　　30、数字量输入滤波器是什么作用，该如何设置？

　　可以为CPU上的数字量输入点选择不同的输入滤波时间。如果输入信号有干扰、噪音，可调整输入滤波时间，滤除干扰，以免误动作。滤波时间可在0.20~12.8ms的范围中选择几档。如果滤波时间设定为6.40ms，数字量输入信号的有效电平（高或低）持续时间小于6.4ms时，CPU会忽略它；只有持续时间长于6.4ms时，才有可能识别。

　　另外：支持高速计数器功能的输入点在相应功能开通时不受此滤波时间约束。滤波设置对输入映像区的刷新、开关量输入中断、脉冲捕捉功能都有效。

　　31、模拟量滤波有什么效果？

　　一般情况下选用S7-200西门子plc的模拟量滤波功能就不必再另行编制用户的滤波程序。

　　如果对某个通道选用了模拟量滤波，CPU将在每一程序扫描周期前自动读取模拟量输入值，这个值就是滤波后的值，是所设置的采样数的平均值。模拟量的参数设置（采样数及死区值）对所有模拟量信号输入通道有效。

　　如果对某个通道不滤波，则CPU不会在程序扫描周期开始时读取平均滤波值，而只在用户程序访问此模拟量通道时，直接读取当时实际值。

　　32、模拟量滤波死区值如何设置？

　　死区值，定义了计算模拟量平均值的取值范围。

　　如果采样值都在这个范围内，就计算采样数所设定的平均值；如果当前采样的值超过了死区的上限或下限，则该值立刻被采用为当前的新值，并作为以后平均值计算的起始值。

　　这就允许滤波器对模拟量值的大的变化有一个快速响应。死区值设为0，表示禁止死区功能，即所有的值都进行平均值计算，不管该值有多大的变化。对于快速响应要求，不要把死区值设为0，而把它设为可预期的最大的扰动值（320为满量程32000的1％）。

　　33、模拟量滤波的设置应该注意哪些？

　　1）为变化比较缓慢的模拟量输入选用滤波器可以抑制波动

　　2）为变化较快的模拟量输入选用较小的采样数和死区值会加快响应速度

　　3）对高速变化的模拟量值不要使用滤波器

　　4）如果用模拟量传递数字量信号，或者使用热电阻（EM231RTD）、热电偶（EM231TC）、AS-Interface（CP243-2）模块时，不能使用滤波器

　　34、如何让Micro/WIN中的监控响应更快？

　　可以设置背景通讯时间，背景通讯时间规定用于“运行模式编程”和程序、数据监控的Micro/WIN和CPU的通讯时间占整个程序扫描周期的百分比。增加这个时间可以增加监控的通讯机会，在Micro/WIN中的响应会感觉快一些，但是同时会加长程序扫描时间。

　　35、cpu上的指示灯可以自定义吗？

　　可以通过用户自定义指示灯，23版CPU的LED指示灯（SF/DIAG）能够显示两种颜色（红/黄）。红色指示SF（系统故障），黄色DIAG指示灯可以由用户自定义。

　　自定义LED指示灯可以由以下方法控制：

　　1）在系统块的“配置LED”选项卡中设置

　　2）在用户程序中使用DIAG_LED指令点亮

　　上述条件之间是或的关系。如果同时出现SF和DIAG两种指示，红色和黄色灯会交替闪烁。

　　36、在任何时候我都可以使用全部的程序存储区吗？

　　23版CPU的新功能（运行时编程）需要占用一部分程序存储空间。如果要利用全部的程序存储区，对于特定的一些CPU型号，需要禁止“运行模式编程”功能。

　　37、如果我忘了密码，如何访问一个带密码的CPU？

模拟量的输入/输出都可以用下列的通用换算公式换算：

　　Ov=【（Osh-Osl）*（Iv-Isl）/（Ish-Isl）】+Osl

　　Ov：换算结果

　　Iv：换算对象

　　Osh：换算结果的高限

　　Osl：换算结果的低限

　　Ish：换算对象的高限

　　Isl：换算对象的低限

　　57、S7-200模拟量输入信号的精度能达到多少？

　　拟量输入模块有两个参数容易混淆：

　　1）模拟量转换的分辨率

　　2）模拟量转换的精度（误差）

　　分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。S7-200模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的最小单位是满量程的1/4096。

　　模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。

　　58、为什么模拟量是一个变动很大的不稳定的值？

　　可能是如下原因：

　　你可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源，两个电源没有彼此连接，即模拟量输入模块的电源地和传感器的信号地没有连接。这将会产生一个很高的上下振动的共模电压，影响模拟量输入值。

　　另一个原因可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好。

　　可以用如下方法解决：

　　1）连接传感器输入的负端与模块上的公共M端以补偿此种波动。（但要注意确保这是两个电源系统之间的联系。）

　　背景是：

　　模拟量输入模块内部是不隔离的；

　　共模电压不应大于12V；

　　对于60Hz干扰信号的共模抑制比为40dB。

　　2）使用模拟量输入滤波器。

　　59、EM231模块上的SF红灯为何闪烁？

　　SF红灯闪烁有两个原因：模块内部软件检测出外接热电阻断线，或者输入超出范围。由于上述检测是两个输入通道共用的，所以当只有一个通道外接热电

　　阻时，SF灯必然闪烁。解决方法是将一个100Ohm的电阻，按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道；或者将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。

　　60、什么是正向标定、负向标定？

　　正向标定值是3276.7度（华氏或摄氏），负向标定值是-3276.8度。如果检测到断线、输入超出范围时，相应通道的数值被自动设置为上述标定值。

　　61、热电阻的技术参数不是很清楚，如何在DIP开关上设置类型？

　　应该尽量弄清除热电阻的参数。否则可以使用缺省设置。

　　62、EM235是否能用于热电阻测温？

　　EM235不是用于与热电阻连接测量温度的模块，勉强使用容易带来问题。建议使用EM231RTD模块。

　　63、S7-200的模拟量输入/输出模块是否带信号隔离？

　　不带隔离。如果用户的系统中需要隔离，请另行购买信号隔离器件。

　　64、模拟量信号的传输距离有多远？

　　电压型的模拟量信号，由于输入端的内阻很高（S7-200的模拟量模块为10兆欧），极易引入干扰，所以讨论电压信号的传输距离没有什么意义。一般电压信号是用在控制设备柜内电位器设置，或者距离非常近、电磁环境好的场合。

　　电流型信号不容易受到传输线沿途的电磁干扰，因而在工业现场获得广泛的应用。

　　电流信号可以传输比电压信号远得多的距离。理论上，电流信号的传输距离受到以下几个因素的制约：

　　1）信号输出端的带载能力，以欧姆数值表示（如700Ω）

　　2）信号输入端的内阻

　　3）传输线的静态电阻值（来回是双线）

　　信号输出端的负载能力必须大于信号输入端的内阻与传输线电阻之和。当然实际情况不会*符号理想的计算结果，传输距离过长会造成信号衰减，也会引入干扰。

　　65、S7-200模拟量模块的输入/输出阻抗指标是多少？

　　模拟量输入阻抗：

　　电压型信号：≥10MΩ

　　电流型信号：250Ω

　　模拟量输出阻抗：

　　电压型信号：≥5KΩ

　　电流型信号：≤500Ω

　　66：模拟量模块的电源指示灯正常，为何信号输入灯不亮？

　　模拟量模块的外壳按照通用的形式设计和制造，实际上没有模拟量输入信号指示灯。凡是没有印刷标记的灯窗都是无用空置的。

　　67：为何模拟量值的最低三位有非零的数值变化？

　　模拟量的转换精度为12位，但模块将数模转换后的数值向高位移动了三位。如果将此通道设置为使用模拟量滤波，则当前的数值是若干次采样的平均值，最低三位是计算得出的数值；如果禁用模拟量滤波，则最低三位都是零。

　　68、EM231TC是否需要补偿导线？

　　EM231TC可以设置为由模块实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。

　　69、EM231TC模块SF灯为何闪烁？

　　如果选择了断线检测，则可能是断线。应当短接未使用的通道，或者并联到旁边的实际接线通道上。或者输入超出范围。

　　70、M区数据不够用怎么办？

　　回答：有些用户习惯使用M区作为中间地址，但S7-200CPU中M区地址空间很小，只有32个字节，往往不够用。而S7-200CPU中提供了大量的V区存储空间，即用户数据空间。V存储区相对很大，其用法与M区相似，可以按位、字节、字或双字来存取V区数据。例：V10.1，VB20，VW100，VD200等等。

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