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PLC编程算法(1)
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。它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。
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。如果想把温度值精确到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。
PLC编程算法(2)——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。
西门子PLC在更新操作系统时，应当始终更新为相关订货号产品可用的最新版本。以前版本的操作系统可作为备份，以允许用户恢复到最初的版本，尽管迄今为止还未发现有这样做的必要。CPU操作系统的最新版本适用于该订货号的所有版本。
用户可以通过微存储卡执行更新或者在线更新:
1.微存储卡：
创建操作系统更新卡的前提条件：
存储容量为4MB(订货号6ES7953-8LM20-0AA0)
或更高的微存储卡
STEP7V5.1+SP2或更高版本
带有外部PROM编程器(6ES7792-0AA00-0XA0)的PC或
带有适配器(6ES7798-0BA00-0XA0)的PG720/740或
FieldPG/PowerPG，用于编程微存储卡
使用STEP7创建操作系统更新卡的步骤：
1.下载所需的CPU文件。
2.双击文件名解压缩文件
3.在SIMATICManager中执行“File/S7MemoryCard/Delete”命令，删除微存储卡。
4.在SIMATICManager中选择“PLC/UpdateOperatingSystem”编程操作系统，然后选择目标目录并打开CPU_HD.UPD文件启动编程过程。
5.当屏幕上出现“Thefirmwareupdateforthemodulewithordernumber6ES7315-2EH13-0AB0wastransferredsuccessfullytotheS7memorycard”(订货号为6ES7315-2EH13-0AB0的模块的固件更新内容已经成功传送至S7存储卡)提示消息时，操作系统更新卡的编程即告完成。
执行操作系统更新：
1.切断CPU所在机架的电源(PS)
2.将PLC从通信网络断开
3.将准备好的操作系统更新卡插入CPU中
4.接通CPU所在机架的电源(PS)
5.操作系统将从微存储卡传送到CPU内部闪存EPROM。传送期间CPU的所有LED(FRCE、RUN、STOP、SF、BF)都将点亮。
6.大约2分钟后，操作系统更新完成。此时CPU上的STOPLED慢速闪烁=>请求系统存储器复位。
7.切断电源并插入操作所需的微存储卡。
8.接通电源。CPU自动执行一次总复位，然后立即转为操作就绪状态。
9.将PLC重新接入通信网络之前，必须钟同步。
2.在线更新：
前提条件：
使用STEP7V5.3及更高版本可以在线更新固件。
待更新的模块所在的站必须能够在线访问。
必须将一个MMC插入模块
编程设备(PG或PC)的文件系统上必须含有最新固件版本的文件。
一个文件夹中只能包含一个固件版本的文件。
执行固件更新：
1.启动STEP7并切换到HW-Config。
2.打开待更新的CPU所在的站。
3.选择CPU。
4.选择菜单项“Targetsystem>Firmwareupdate”。只有当所选的CPU支持“Firmwareupdate”功能时，该菜单项才可用。
5.在打开的菜单项“Firmwareupdate”中，使用“bbbbbb”按钮选择固件更新文件(*.UPD)的路径。
6.选定一个文件之后，将会在“Firmwareupdate”对话框的下半部分提示该文件适合哪些模块，以及从哪个固件版本开始可以使用该文件。
7.点击“Execute”按钮。STEP7将检查模块是否可以解析所选的文件—如果结果是肯定的—则将文件装载到CPU。如果为此需要更改CPU的运行模式，则系统会要求用户执行此更改操作。然后CPU将自行更新固件。
8.通过STEP7检查(读CPU诊断缓冲区)CPU是否使用新的固件成功启动。
请注意：
当CPU执行完一次总复位之后，下列值将保留：
MPI接口的参数(MPI地址和最高的MPI地址)
CPU的IP地址
子网掩码
静态SNMP参数
西门子PLC的网络是适合不同的控制需要制定的，也为各个网络层次之间提供了互连模块或装置，利用它们可以设计出满足各种应用需求的控制管理网络。西门子S7系列PLC网络采用3级总线复合型结构，较底一级为远程I/O链路，负责与现场设备通信，在远程I/O链路中配置周期I/O通信机制。中间一级为Profibus现场总线或主从式多点链路。前者是一种新型现场总线，可承担现场、控制、监控三级的通信，采用令牌方式与主从轮询相结合的存取控制方式；后者为一种主从式总线，采月主从轮询式通信。较高一层为工业以太网，它负责传送生产管理信息。在工业以太网通信协议的下层中配置以802.3为核心的以太网协议，在上层向用户提供TF接口，实现AP协议与MMS协议。
PLC要提供金字塔功能或者说要实现NBS或ISO模型要求的功能，采用单层子网显然是不行的。因为不同层所实现的功能不同，所承担的任务的性质不同，导致它们对通信的要求也就不一样。在上层所传送的主要是些生产管理信息，通信报文长，每次传输的信息量大，要求通信的范围也比较广，但对通信实时性的要求却不高。而在底层传送的主要是些过程数据及控制命令，报文不长，每次通信量不大，通信距离也比较近，但对实时性及可靠性的要求却比较高。中间层对通信的要求正好居于两者之间。
PLC网络的分级与生产金字塔的分层不是—一对应的关系，相邻几层的功能，若对通信要求相近，则可合并，由一级子网去实现。采用多级复合结构不仅使通信具有适应性，而且具有良好的可扩展性，用户可以根据投资情况及生产的发展，从单台PLC到网络、从底层向高层逐步扩展。下面列举几个有代表性公司的PLC网络结构。对于PLC 的硬件常识，您了解多少呢？您是否为一些问题头疼呢？以下一些问题相信会给您带来帮助。
一、 问：PLC的硬件结构是怎样的？
答：PLC的硬件组成与微型计算机相似，其主机由CPU板、存储器、输入／输出（I／O）接口、电源等几大部分组成；可配备如编程器、图形显示器、通信接口等外部设备。
二、 问：CPU是什么？有什么作用？
答：CPU也称中央处理器，是由一片或几片大规模集成电路芯片组成的，相当于人的大脑，是PLC的核心部分；CPU的作用是可通过接口及软件向系统的各个部分发出各种命令，同时对被测参数进行巡回检测、数据处理、控制运算、报警处理及逻辑判断等，实现对整个PLC的工作过程进行控制；目前大多数小型PLC都用8位或者16位单片机作CPU。
三、 问：RAM、ROM、EPROM、EEPROM都是存储器，各自特点是什么？
答：RAM为随机存储器，一般都是CMOS型的，耗电极微，在PLC中通常用锂电池作后备，失电时也不会丢失程序；ROM为只读存储器，系统程序固化在其中，用户不可更改，失电不受影响；EPROM为可擦除存储器，其写入和擦除时都必须要用专用的写入器和擦除器，用户很不方便；EEPROM为电可擦除只读存储器，其内部的程序可通过编程器的写入和擦除。
四、 问：PLC中的I／0口是什么？有什么特点?
答：I／O接口是输入（IN）／输出（OUT）接口的简称，是PLC主机与被控对象进行信息交换的纽带；PLC通过I／O接口与外部设备进行数据交换，PLC的输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种类型，所有的输入输出信号均经过光电等隔离，大大增强了PLC的抗干扰能力。
五、 问：PLC常见的输出形式有几种？有何特点？
答：常见的输出形式有继电器输出、晶闸管（SSR）输出、晶体管输出。特点是：继电器输出型：CPU驱动继电器线圈，令触点吸合，使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载，其开路漏电流为零，响应时间慢（约10ms），可带较大的外部负载；晶体管输出型：CPU通过光耦合使晶体管通断，以控制外部直流负载，响应时间快（约0.2ms），可带外部负载小；可控硅输出型：CPU通过光耦合使三端双向可控硅通断，以控制外部交流负载,开路漏电流大,响应时间较快(约1ms)。
六、 问：什么是可编程控制系统? 由哪些部件组成？
答: 可编程控制系统指以可编程控制器为核心单元的控制系统，一般由控制器（PLC）、编程器、信号输入部件、输出执行部件等组成，见PLC控制系统组成图（以FX2型PLC为例）。可编程控制系统可在不改变系统硬件接线的情况下，通过改变PLC的用户程序来改变被控对象的运行方式，大大地提高了控制系统的灵活性。
