西门子S7-1200 AI/AO4*24VDC模块SM1234 快递包邮
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关 键 词：AI/AO4*24VDC模块SM1234,西门子S7-1200
行 业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
发布时间：2021-11-11
PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。
2、模拟量控制
在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理；而CPU处理的数字结果，经D/A转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。
3、闭环过程控制
使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行PID控制。
4、定时、定位、计数控制
PLC具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。、 5、顺序（步进）控制
在工业控制中，选用PLC实现顺序控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。
6、网络通信
现代PLC具有网络通信的功能，它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。
7、数据处理
现代PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表[2]。
（ 3 ）分配定时器 / 计数器
PLC 的定时器 / 计数器数量分别见有关操作手册。
7.3 PLC 软件系统设计方法及步骤
7.3.1 PLC 软件系统设计的方法
在了解了 PLC 程序结构之后，就要具体地编制程序了。编制 PLC 控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法
基本简介:
M/T测速法虽然具有定的测量精度和较宽的测量范围，但这种方法有其固有的缺陷，主要包括：1）测速周期内必须检测到少个完整的码盘脉冲，限制了低可测转速；2）用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步，在速度变化较大的测量场合中无法保证测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制
SIGENTICS工业发电机的额定功率范围从0.3 MVA扩展到28 MVA，
可满足所有工业应用–无论该应用涉及柴油发电机组，涡轮发电机还是小型水力发电厂。
SIGENTICS工业发电机始终提供大的发电量-可靠且具有稳定性。
伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否，对于整个伺服控制系统，特别是速度控制的发挥起到关键作用 [1]
在伺服驱动器速度闭环中，电机转子实时速度测量精度对于改善速度环的转速控制动静态特性关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡，般采用增量式光电编码器作为测速传感器，与其对应的常用测速方法为M/T测速法。
西门子PLC S7-1200系列模拟量信号分为模拟量输入和模拟量输出两大类，分别介绍如下：
1. 模拟量输入信号
（1）SM1231 4AI，分辨率12位+符号位，负载信号类型±10V，±5V，±2.5V，0~20mA，量程范围：-27648~27648，电流信号范围是0~27648；
（2）SM1231 8AI，分辨率12位+符号位，负载信号类型±10V，±5V，±2.5V，0~20mA，量程范围：-27648~27648，电流信号范围是0~27648；
（3）SM1231 4AI/2AO，分辨率12位+符号位，负载信号类型±10V，±5V，±2.5V，0~20mA，量程范围：-27648~27648，电流信号范围是0~27648；
2. 模拟量输出信号
（1）SM1232 2AO，分辨率：电压14位，电流13位，负载信号类型：电压±10V，电流0~20mA，量程范围：电压-27648~27648，电流0~27648；
（2）SM1232 8AO，分辨率：电压14位，电流13位，负载信号类型：电压±10V，电流0~20mA，量程范围：电压-27648~27648，电流0~27648；
（3）SM1232 4AI/2AO，分辨率：电压14位，电流13位，负载信号类型：电压±10V，电流0~20mA，量程范围：电压-27648~27648，电流0~27648；
（4）SM1232 1AO，分辨率：电压12位，电流11位，负载信号类型：电压±10V，电流0~20mA，量程范围：电压-27648~27648，电流0~27648；
西门子可编程控制器应用设计与调试的主要步骤
（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产。
b ．控制要求主要指控制的基本、应完成的、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制，还可将控制任务分成几个部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O 设备
根据被控对象对 PLC 控制的功能要求，确定所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、器、指示灯、电磁阀等。
（ 3 ）选择的 PLC 类型
根据已确定的用户 /O 设备，统计所需的输入和输出的点数，选择的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。
（ 4 ）分配 I/O 点
分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
（ 5 ）设计应用梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用设计的核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践。
（ 6 ）将程序输入 PLC
当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的编程在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。
（ 7 ）进行
程序输入 PLC 后，应行工作。因为在程序设计中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
（ 8 ）应用整体调试
在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个的联机调试，如果控制是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功
西门子PLC的组成
程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的存储器中，用户不能直接读写与更改。程序一般包括诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、程序等。
PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。由于PLC是为工业控制而的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了他们的习惯和能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的语言。
PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达编程语言，如梯形图等。
以下简要介绍几种常见的PLC编程语言。
该DC/DC模块电路结构与通常的斩波DC/DC转换器相似，可参考原理框图及相关资料，这里不再赘述。 在原理上，VICOR模块区别于通常产品之处主要是它使用了软开关的ZCS技术，见图2。 通常的硬开关斩波器波形近似为矩形波，即强迫开关器件在电压不为零时开通，电流不为零时关断，这样在矩形波的边沿就会因寄生参数而产生频振荡，导致开关损耗，频率越，开关损耗越大；而VICOR模块应用谐振技术，使开关器件中的电流波形近似于半周期的正弦信号，这样开关的导通、关断时刻都对应零输入电流（即开关管电流），从而即使开关频率超过1MHz，开关损耗也只占小的百分比。高的开关频率、低的开关损耗便产生了一系列优点：功率密度高、传导和辐射噪声小、响应快、转换效率高等。 VICOR模块的另一特点是输出电压可在额定值基础上，在5％到110％的范围内方便地调节（12V、15V是±10％）。电路原理参见图3。 内部误差放大器的负输入端是输出电压的采样值，正输入端与Trim端相连。当Trim端悬空时，其上的电位由2.5V的基准源（Bandgap）决定，亦为2.5V，此时电路输出为额定值。以简单的外接电阻网络，通过调节Trim端电压（即误差放大器的基准电压），可相应地调节输出电压。 降压时外接元件值的计算与额定输出电压无关。只需在Trim端与－OUT端间接一电阻与R5分压以确定Trim端电压。其值的计算方法如下（以－20％为例）： 要使输出电压降低20％，Trim端电压也需降低20％，这些电压都降落在内部电阻R5上： UR5=2.5V×20％=0.5V IR5=0.5V/10k=50?A IR5=IRd 故 Rd=（2.5V－0.5V）/50?A=40k 升压时，需提Trim端电压，一般是从＋OUT端接一电阻Ru到Trim端，故外接元件值的计算与额定输出电压相关。Ru的计算方法如下（以24V提5％为例）： 要使输出电压提5％，Trim端电压也需相应提5％，这些电压也都降落在内部电阻R5上（但方向与降压时相反）UR5=2.5V×5％=0.125V IR5=0.125V/10k=12.5?A IR5=IRu 又 URu=Uout－Utrim =（24V＋24V×5％）－（2.5V＋0.125V） =22.575V 故 Ru=22.575V/12.5?A=1.8M 当用VICOR模块进行二次开发时，有时要利用Trim功能构成闭环（见本文的应用举例），此时就不需要上述的电阻网络。但需注意的是，对于‘－2XX’模块，若Trim端电压超过一定值时，模块将会发生过压保护关断（OVPShutDown），此值额定为2.75V（实际值一般略于此值，可达3V）。为避免模块的保护性关断，必须有措施防止此端电压过。 管脚含义及接法 DC/DC模块管脚图见图4。 ＋IN、－IN：直流电压输入正、负端。输入电压可在额定值的－（20～50）％到＋（25～60）％范围内变动，具体值请参阅产品数据手册。 GATEOUT：当多个模块并联以提输出功率时，此端输出的脉冲信号可用于模块间的同步。同步信号一般按‘雏菊链’连接，即一模块的GATEOUT端连到下一模块的GATEIN端，可以得到几乎没有限制的功率提升能力。 GATEIN：此端是集电开路结构，可以看作模块的使能/同步端。当它被拉低时（以－IN为基准，低于0.65V，6mA），模块关闭；浮空时，模块工作。另外，模块频繁开关时，此端接1?F左右电容，可提供软起动功能。
SIMATIC S7-1200，数字输入 SM 1221，16数字输入，24V DC， 灌电流/拉电流
西门子SIMATIC S7-1200PLC，提供了不同的 I/O 模块：数字量模块、模拟量模块、模块、通信处理器等。数字量输入/输出可作为SIMATIC S7-1200 CPU 的集成I/O的补充。作为单模块的信号模块，可与所有 SIMATIC S7-1200 CPU 配合使用，CPU 1211C 除外。作为模块的信号板，适合插到空间受限的 CPU 上。可与所有 SIMATIC S7-1200 CPU配合使用。可用于使控制器灵活地适应相关任务的要求。可用于使用附加输入和输出对系统进行后续扩展。
CPU 支持以下类型的代码块，使用它们可以创建有效的用户程序结构：
组织块 (OB) 定义程序的结构。 有些 OB 具有预定义的行为和启动事件，但用户也可以创建具有自定义启动事件的 OB。
功能 (FC) 和功能块 (FB) 包含与特定任务或参数组合相对应的程序代码。 每个 FC 或 FB 都提供一组输入和输出参数，用于与调用块共享数据。 FB 还使用相关联的数据块（称为背景数据块）来保存该 FB 调用实例的数据值。 可多次调用 FB，每次调用都采用背景数据块。 调用带有不同背景数据块的同一 FB 不会对其它任何背景数据块的数据值产生影响。
数据块 (DB) 存储程序块可以使用的数据。
用户程序的执行顺序是：从一个或多个在进入 RUN 模式时运行一次的可选启动组织块 (OB) 开始，然后执行一个或多个循环执行的程序循环 OB。还可以将 OB 与中断事件关联，该事件可以是标准事件或错误事件。当发生相应的标准或错误事件时，即会执行这些 OB。
功能 (FC) 或功能块 (FB) 是指可从 OB 或其它 FC/FB 调用的程序代码块，可下至以下嵌套深度：
16（从程序循环 OB 或启动 OB 开始）
6（从任意中断事件 OB 开始）
注：安全程序使用二级嵌套。因此，用户程序在安全程序中的嵌套深度为四。
FC 不与任何特定数据块 (DB) 相关联。FB 与 DB 直接相关并使用该 DB 传递参数及存储中间值和结果。
用户程序、数据及组态的大小受 CPU 中可用装载存储器和工作存储器的限制。对各个 OB、FC、FB 和 DB 块的数目没有限制。但是块的总数限制在 1024 之内。
每个周期都包括写入输出、读取输入、执行用户程序指令以及执行后台处理。该周期称为扫描周期或扫描。
S7‑1200 自动化解决方案可由配备 S7‑1200 CPU 和附加模块的机架组成。术语“机架”表示 CPU 和关联模块采用导轨或面板式安装。只有在通电时才会对模块（SM、SB、BB、CB、CM 或 CP）进行检测和记录。
现取正弦交流输入电源模块压的一个周期T：-5mst15ms，例如，通过计算，当相移角1=0时，THD=30%@PF=0.9578;THD=10%@PF=0.9950.谐波测量与分析为了很好地分析如图1所示的LED驱动电源模块源的谐波含量。介绍一种使用示波器测量输入电源模块流的方法。将式（10）的输入电源模块流波形进行傅里叶分解得：根据积分公式：并且有a=/，b=n，=2/T，因此有：当n=1时将T=20ms、=3ms、Im=0.15A代入上式，得计算得基波电源模块流幅值a1=I1m=0.06（0.608+0.327）=0.056（A）。表1.谐波幅值表根据表1，LED驱动电源模块源的输入电源模块流的傅里叶级数为：根据谐波幅值Inm与谐波。
它的maxcharge技术是将高通QC2.0和联发科的PumpExpress，以及TI自身的高性能?。另外还有DialogQualcommQuickCharge3.0（QC3.0）芯片组、PI高通QC3.0识别协议芯片CHY103D。汉能也推出一款适用于智能的快充芯片HE希荻微也推出快充芯片HL7005应用方案。我们对TI提供的BQ25890demo板实测，在4A充电时，芯片温度达55度左右（在环境温度25度下测试），差不多有30度的温升，这假如放在内部，将会是一个紧张的热源。TI的maxcharge充电芯片的简易原理图BQ25895评估模块(EVM)TI的maxcharge充电技术的好处，因为同时兼容高通QC2.0和联发科PumpE。
SIMATIC IPC 627c以其在高达55℃环境温度的测量、开环和闭环控制任务中的高紧凑性和性能而闻名。尽管它具有很高的紧凑性，但它仍然可以灵活地调整和扩展，以下两个槽：
2 PCI（1短和1长）或
1 PCI和1 PCIe X16
SIMAT IPC627 C以其高的紧凑性和测量性能而闻名。温度高达55°C时的开环和闭环控制任务。尽管其紧凑性很高，它仍然可以灵活地调整和扩展与以下两个槽：
2 PCI（1短和1长）或
1 PCI和1 PCIe X16 优点 高性能和非常短的系统响应时间： 新的2010英特尔核心处理器（I7和I3） 高性能车载HD显卡集成在CPU
DDR3中存储技术
系统具有高的性能和数据
板载RAID控制器
带32gb固态驱动器（SSD）
ecc-ram，带纠错功能的工作存储器
可选PROFIBUS或PROFINET接口，三个端口用于低成本连接分布式现场设备或连接SIMATICS7接口
借助于两个分组千兆以太网连接，实现高数据传输速率和冗余度
通过可选的PCI Express x16图形卡可以实现高图形性能，可实现双
DVIVGA模拟显示适配器（可选）
4个高速USB 2.0端口
high energy industrial PC:
带来低能耗
wake-up功能，用于通过网络从位置启动IPC示例，非生产周结束后开始。
西门子PLC扩展单元的功能特点
S7-200系列西门子PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200西门子plc主要有类扩展模块。
（1）输入/输出扩展模块 S7-200系列CPU226CN上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于CPU单元I/O点时，必须对系统做必要的扩展。CPU221无I/O扩展能力，CPU 222多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量），而CPU224XP和CPU226CN多可连接7个扩展模块。
S7-200 系列西门子PLC系列目前总共提供共5大类扩展模块：数字量输入扩展板EM221（8路扩展输入）；数字量输出扩展板EM222（8路扩展输出）；数字量输入和输出混合扩展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模拟量输入扩展板EM231，每个EM231可扩展3路模拟量输入通道，A/D转换时间为25μs，12位；模拟量输入和输出混合扩展模板EM235，每个西门子plc模块EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模拟量输出通道，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间］100μs，位数均为12位。基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器（插件）与扩展单元左侧的扩展接口相连接。扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源，此电源由基本单元通过总线连接器提供，扩展单元的24VDC输入点和输出点电源，可由基本单元的24VDC电源供电，但要注意基本单元所提供的大电流能力。
（2）热电偶/热电阻扩展模块 热电偶、热电阻模块（EM231）是为CPU222，CPU224，CPU226设计的，S7-200与多种热电偶、热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的类型，接线方式，测量单位和开路故障的方向。
（3）通讯扩展模块 除了西门子plc的CPU集成通讯口外，S7-200西门子plc还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块（EM277）和AS-i接口扩展模块（CP243-2）。可以方便的才有TPC1162HI。
各种CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有数字量和模拟量输入/输出点，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储器模块盒（有的CPU没有）
信号模块（SM）
数字量输入模块：24V DC，120/230V AC
数字量输出模块：24V DC，继电器
模拟量输入模块：电压，电流，电阻，热电偶
模拟量输出模块：电压，电流
功能模块 (FM)
功能模块主要用于对时间要求苛刻、存储器容量要求较大的过程信号处理任务。
-计数：计数器模块
-定位：快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块等
-闭环控制：闭环控制模块
-工业标识系统：接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位
接口模块 (IM)
接口模块用于多机架配置时连接主机架（CR）和扩展机架（ER）。S7－300通过分布式的主机架和3个扩展机架，多可以配置32个信号模块、功能模块和通信处理器。
连接：
IMS 360发送、IMR 361接收；对于双层组态，常用硬连线的IM 365 接口模块
距离：
采用IM 365 、两层机架，电缆大长度可达1米；采用IM 360 / 361 、多层机架，机架之间电缆大长度10米
输入键，（1）接受一个编辑值。（2）打开、关闭一个文件目录。（3）打开文件，翻页键，加工操作区域键，按此键，进入机床操作区域，程序操作区域键，参数操作区域键，按此键，进入参数操作区域，程序管理操作区域键，按此键，进入程序管理操作区域，报警/系统操作区域键，选择转换键，一般用于单选、多选框，西门子数控系统基本构成，一．西门子840D系统的组成，SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或.....关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式，汇点式的开关量输入模块所有的输入点共用一个公共端（COM）；而分组式的开关量输入模块是将输入点分为若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇总式的高，如果输入信号不需要分隔，一般选用汇总式。c注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图所示，编程工作主要包括：
（1）分析零件图样和制定工艺方案
这项工作的内容包括：对零件图样进行分析，明确加工的内容和要求；确定加工方案；选择适合的数控机床；选择或设计和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。
（2）数学处理
在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机计算，否则难以完成。
（3）编写零件加工程序
在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。
（4）程序检验
将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟对工件的切削过程，对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件，也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求时，可修改程序或采取尺寸补偿等措施。
