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PLC作為新一代的工業(yè)控制器，由于具有通用性好、實(shí)用性強(qiáng)、硬件配套齊全、編程簡單易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、紡織、電子、交通運(yùn)輸、石油化工等行業(yè)的自動控制系統(tǒng)中。PLC是專門為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)和制造過程中采取了多層次的抗干擾措施，使系統(tǒng)能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性很高。PLC整機(jī)的平均*時(shí)間可達(dá)幾十萬小時(shí)。

工程設(shè)計(jì)人員僅僅了解抗干擾的原則，掌握抗干擾的zui基本措施還不夠，許多情況下干擾源對系統(tǒng)的干擾不是那么明顯，應(yīng)綜合考慮各方面的因素，在實(shí)踐中不斷總結(jié)。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中通常采用的主要抗干擾措施有：

　?。?）選擇抗干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品

　　在控制系統(tǒng)的設(shè)備選型階段，考慮到各廠家PLC抗干擾性能的優(yōu)劣，選型時(shí)就需選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括了電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC），尤其是抗外部干擾的能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的PLC。其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo)，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強(qiáng)度和多高頻率的磁場強(qiáng)度環(huán)境中工作等。另外**的方法是考察該型號PLC在類似工作環(huán)境中的使用情況。

接地的目的通常有兩個(gè)，一是為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。

　　系統(tǒng)接地方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地3種。PLC控制系統(tǒng)屬于高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)的接地線一般采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地的方式，**單獨(dú)接地，也可以與其他設(shè)備公共接地，但嚴(yán)禁與其他設(shè)備串連接地。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地的方式，即用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn)，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于20mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻應(yīng)小于2Ω，接地極**埋在距建筑物10～15m遠(yuǎn)處，而且PLC系統(tǒng)的接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備的接地點(diǎn)相距10m以上。

　　信號源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地，不接地時(shí)應(yīng)在PLC側(cè)接地。信號線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地。多個(gè)測點(diǎn)信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。連接接地線時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　?、貾LC控制系統(tǒng)單獨(dú)接地。

　?、赑LC系統(tǒng)的接地端是抗干擾的中性端子，正確接地可以有效消除電源系統(tǒng)的共模干擾。

　　③PLC系統(tǒng)的接地線至少用20mm2的接地線，以防止感應(yīng)電的產(chǎn)生。

　?、茌斎?輸出信號電纜的屏蔽線應(yīng)與接地端子連接，且接地良好。

　　（6）外圍設(shè)備干擾的抑制

　?、貾LC輸入/輸出端子的保護(hù)

　　當(dāng)輸入信號源為感性元件，輸出驅(qū)動的負(fù)載為感性元件時(shí)，對于直流電路應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。對于交流電路，應(yīng)在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。其作用是為了防止在感性輸入或輸出電路斷開時(shí)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢或浪涌電流對PLC輸入/輸出端和內(nèi)部電源的沖擊，若PLC的驅(qū)動元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈，應(yīng)在PLC輸出端與驅(qū)動元件之間增加光電隔離的過零型固態(tài)繼電器。

　?、谳斎?輸出信號的防錯

　　當(dāng)輸出元件為雙向晶閘管或晶體管而外部負(fù)載又很小時(shí)，因?yàn)檫@類輸出元件在關(guān)斷時(shí)有較大的漏電流，使輸入電路和外部負(fù)載電路不易關(guān)斷，導(dǎo)致輸入/輸出信號的錯誤，為此應(yīng)在這類輸入/輸出端并聯(lián)旁路電阻，以減小PLC的輸入電流和外部負(fù)載上的電流。邢臺西門子代理商

 任何閉環(huán)控制系統(tǒng)的首要任務(wù)是要穩(wěn)（穩(wěn)定）、快（快速）、準(zhǔn)（準(zhǔn)確）的響應(yīng)命令。PID調(diào)整的主要工作就是如何實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)。

    增大比例系數(shù)P將加快系統(tǒng)的響應(yīng)，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩(wěn)定在一個(gè)理想的數(shù)值，不良的結(jié)果是雖較能有效的克服擾動的影響，但有余差出現(xiàn)，過大的比例系數(shù)會使系統(tǒng)有比較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使穩(wěn)定性變壞。積分能在比例的基礎(chǔ)上消除余差，它能對穩(wěn)定后有累積誤差的系統(tǒng)進(jìn)行誤差修整，減小穩(wěn)態(tài)誤差。微分具有超前作用，對于具有容量滯后的控制通道，引入微分參與控制，在微分項(xiàng)設(shè)置得當(dāng)?shù)那闆r下，對于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)，有著顯著效果，它可以使系統(tǒng)超調(diào)量減小，穩(wěn)定性增加，動態(tài)誤差減小。

    綜上所述，P—比例控制系統(tǒng)的響應(yīng)快速性，快速作用于輸出，好比"現(xiàn)在"（現(xiàn)在就起作用，快），I—積分控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，消除過去的累積誤差，好比"過去"（清除過去積怨，回到準(zhǔn)確軌道），D—微分控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有超前控制作用，好比"未來"（放眼未來，未雨綢繆，穩(wěn)定才能發(fā)展）。當(dāng)然這個(gè)結(jié)論也不可一概而論，只是想讓初學(xué)者更加快速的理解PID的作用。

    在調(diào)整的時(shí)候，你所要做的任務(wù)就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)允許的情況下，在這三個(gè)參數(shù)之間權(quán)衡調(diào)整，達(dá)到控制效果，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)快準(zhǔn)的控制特點(diǎn)。

    比例控制可快速、及時(shí)、按比例調(diào)節(jié)偏差，提高控制靈敏度，但有靜差，控制精度低。積分控制能消除偏差，提高控制精度、改善穩(wěn)態(tài)性能，但易引起震蕩，造成超調(diào)。微分控制是一種超前控制，能調(diào)節(jié)系統(tǒng)速度、減小超調(diào)量、提高穩(wěn)定性，但其時(shí)間常數(shù)過大會引入干擾、系統(tǒng)沖擊大，過小則調(diào)節(jié)周期長、效果不顯著。比例、積分、微分控制相互配合，合理選擇PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)，即比例系數(shù)KP、積分時(shí)間常數(shù)τi和微分時(shí)間常數(shù)τD，可迅速、準(zhǔn)確、平穩(wěn)的消除偏差，達(dá)到良好的控制效果。

    1.比例環(huán)節(jié)

    成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減小偏差。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-stateerror）。

    P參數(shù)越小比例作用越強(qiáng)，動態(tài)響應(yīng)越快，消除誤差的能力越強(qiáng)。但實(shí)際系統(tǒng)是有慣性的，控制輸出變化后，實(shí)際y(t)值變化還需等待一段時(shí)間才會緩慢變化。由于實(shí)際系統(tǒng)是有慣性的，比例作用不宜太強(qiáng)，比例作用太強(qiáng)會引起系統(tǒng)振蕩不穩(wěn)定。P參數(shù)的大小應(yīng)在以上定量計(jì)算的基礎(chǔ)上根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)情況，現(xiàn)場調(diào)試決定，通常將P參數(shù)由大向小調(diào)，以能達(dá)到較快響應(yīng)又無超調(diào)(或無大的超調(diào))為參數(shù)。

    優(yōu)點(diǎn):調(diào)整系統(tǒng)的開環(huán)比例系數(shù)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，減低系統(tǒng)的惰性，加快響應(yīng)速度。

    缺點(diǎn):僅用P控制器,過大的開環(huán)比例系數(shù)不僅會使系統(tǒng)的超調(diào)量增大，而且會使系統(tǒng)穩(wěn)定裕度變小，甚至不穩(wěn)定。

    2.積分環(huán)節(jié)

    控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)T,T越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。

    為什么要引進(jìn)積分作用？

    比例作用的輸出與誤差的大小成正比，誤差越大，輸出越大，誤差越小，輸出越小，誤差為零，輸出為零。由于*時(shí)輸出為零，因此比例調(diào)節(jié)不可能*消除誤差，不可能使被控的PV值達(dá)到給定值。必須存在一個(gè)穩(wěn)定的誤差，以維持一個(gè)穩(wěn)定的輸出，才能使系統(tǒng)的PV值保持穩(wěn)定。這就是通常所說的比例作用是有差調(diào)節(jié)，是有靜差的，加強(qiáng)比例作用只能減少靜差，不能消除靜差(靜差：即靜態(tài)誤差，也稱穩(wěn)態(tài)誤差)。

    為了消除靜差必須引入積分作用，積分作用可以消除靜差，以使被控的y(t)值最后與給定值*。引進(jìn)積分作用的目的也就是為了消除靜差，使y(t)值達(dá)到給定值，并保持*。

    積分作用消除靜差的原理是，只要有誤差存在，就對誤差進(jìn)行積分，使輸出繼續(xù)增大或減小，一直到誤差為零，積分停止，輸出不再變化，系統(tǒng)的PV值保持穩(wěn)定，y(t)值等于u(t)值，達(dá)到無差調(diào)節(jié)的效果。

    但由于實(shí)際系統(tǒng)是有慣性的，輸出變化后，y(t)值不會馬上變化，須等待一段時(shí)間才緩慢變化，因此積分的快慢必須與實(shí)際系統(tǒng)的慣性相匹配，慣性大、積分作用就應(yīng)該弱，積分時(shí)間I就應(yīng)該大些，反之而然。如果積分作用太強(qiáng)，積分輸出變化過快，就會引起積分過頭的現(xiàn)象，產(chǎn)生積分超調(diào)和振蕩。通常I參數(shù)也是由大往小調(diào)，即積分作用由小往大調(diào)，觀察系統(tǒng)響應(yīng)以能達(dá)到快速消除誤差，達(dá)到給定值，又不引起振蕩為準(zhǔn)。

    對一個(gè)自動控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（SystemwithSteady-stateError）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)"。積分項(xiàng)對誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會隨著時(shí)間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。PI控制器不但保持了積分控制器消除穩(wěn)態(tài)誤差的“記憶功能"，而且克服了單獨(dú)使用積分控制消除誤差時(shí)反應(yīng)不靈敏的缺點(diǎn)。

    優(yōu)點(diǎn)：消除穩(wěn)態(tài)誤差。

    缺點(diǎn)：積分控制器的加入會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度減小。

    3.微分環(huán)節(jié)

    反映偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。

    為什么要引進(jìn)微分作用？

    前面已經(jīng)分析過，不論比例調(diào)節(jié)作用，還是積分調(diào)節(jié)作用都是建立在產(chǎn)生誤差后才進(jìn)行調(diào)節(jié)以消除誤差，都是事后調(diào)節(jié)，因此這種調(diào)節(jié)對穩(wěn)態(tài)來說是無差的，對動態(tài)來說肯定是有差的，因?yàn)閷τ谪?fù)載變化或給定值變化所產(chǎn)生的擾動，必須等待產(chǎn)生誤差以后，然后再來慢慢調(diào)節(jié)予以消除。

    但一般的控制系統(tǒng)，不僅對穩(wěn)定控制有要求，而且對動態(tài)指標(biāo)也有要求，通常都要求負(fù)載變化或給定調(diào)整等引起擾動后，恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的速度要快，因此光有比例和積分調(diào)節(jié)作用還不能*要求，必須引入微分作用。比例作用和積分作用是事后調(diào)節(jié)(即發(fā)生誤差后才進(jìn)行調(diào)節(jié))，而微分作用則是事前預(yù)防控制，即一發(fā)現(xiàn)y(t)有變大或變小的趨勢，馬上就輸出一個(gè)阻止其變化的控制信號，以防止出現(xiàn)過沖或超調(diào)等。

    D越大，微分作用越強(qiáng)，D越小，微分作用越弱。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)通常把D從小往大調(diào)，具體參數(shù)由試驗(yàn)決定。

    如：由于給定值調(diào)整或負(fù)載擾動引起y(t)變化，比例作用和微分作用一定等到y(tǒng)(t)值變化后才進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且誤差小時(shí)，產(chǎn)生的比例和積分調(diào)節(jié)作用也小，糾正誤差的能力也小，誤差大時(shí)，產(chǎn)生的比例和積分作用才增大。因?yàn)槭鞘潞笳{(diào)節(jié)動態(tài)指標(biāo)不會很理想。而微分作用可以在產(chǎn)生誤差之前一發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)生誤差的趨勢就開始調(diào)節(jié)，是提前控制，所以及時(shí)性更好，可以最大限度地減少動態(tài)誤差，使整體效果更好。但微分作用只能作為比例和積分控制的一種補(bǔ)充，不能起主導(dǎo)作用，微分作用不能太強(qiáng)，太強(qiáng)也會引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，產(chǎn)生振蕩，微分作用只能在P和I調(diào)好后再由小往大調(diào)，一點(diǎn)一點(diǎn)試著加上去。

    自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前"，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例"項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)"，它能預(yù)測誤差變化的趨勢。這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。PD控制只在動態(tài)過程中才起作用，對恒定穩(wěn)態(tài)情況起阻斷作用。因此，微分控制在任何情況下都不能單獨(dú)使用。

西門子S7-200系列PLC局部存儲器區(qū)的使用方法

S7-200PLC有64個(gè)字節(jié)的局部存儲器，其中60個(gè)可以用作暫時(shí)存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)。

　　局部存儲器和變量存儲器很相似，主要區(qū)別是變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器是局部有效的。全局是指同一個(gè)存儲器可以被任何程序存?。ɡ纾鞒绦?、子程序或中斷程序）。局部是指導(dǎo)存儲器區(qū)和特定的程序相關(guān)聯(lián)。

　　幾種程序之間不能互訪。

　　局部存儲器區(qū)是S7-200CPU為局部變量數(shù)據(jù)建立的一個(gè)存儲區(qū)，用L表示。該區(qū)域的數(shù)據(jù)可以用位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

　?。?）按“位"方式：從L0.0~L63.7，共有512點(diǎn)。

　?。?）按“字節(jié)"方式：從LB0~LB63，共有64個(gè)字節(jié)

　?。?）按“字"方式：從LW0~LW62，共有32個(gè)字

　　（4）按“雙字"方式：從LD0~LD60，共有16個(gè)雙字

西門子S7-200系列PLC定時(shí)器存儲器區(qū)與計(jì)數(shù)器存儲器區(qū)的使用方法

PLC在工作中少不了需要計(jì)時(shí)，定時(shí)器就是實(shí)現(xiàn)PLC具有計(jì)時(shí)功能的計(jì)時(shí)設(shè)備。定時(shí)器的編號：

　　T0、T1、……、T255

　　S7-200有256個(gè)定時(shí)器。

　　西門子S7-200系列PLC計(jì)數(shù)器存儲器區(qū)的使用方法

　　PLC在工作中有時(shí)不僅需要計(jì)時(shí)，還可能需要計(jì)數(shù)功能。計(jì)數(shù)器就是PLC具有計(jì)數(shù)功能的計(jì)數(shù)設(shè)備。

　　計(jì)數(shù)器的編號：

　　C0、C1、……、C255

西門子S7-200系列PLC子程序調(diào)用的作用及方法

　　調(diào)用子程序的好處

　　子程序可以把整個(gè)用戶程序按照功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的組織。一個(gè)“好"的程序總是把全部的控制功能分為幾個(gè)符合工藝控制規(guī)律的子功能塊，每個(gè)子功能塊可以由一個(gè)或多個(gè)子程序組成。這樣的結(jié)構(gòu)也非常有利于分步調(diào)試，以免許多功能綜合在一起無法判斷問題的所在；而且，幾個(gè)類似的項(xiàng)目也只需要對同一個(gè)程序作不多的修改就能適用。

　　調(diào)用子程序的規(guī)則

　　。子程序在調(diào)用時(shí)會保持當(dāng)前的邏輯運(yùn)算結(jié)果，但是不保存累加器（ACx）的內(nèi)容 。

　　。子程序在執(zhí)行到末尾時(shí)自動返回，不必加返回指令；在子程序中間也可以使用條件返回指令 。

　　。子程序不能使用跳轉(zhuǎn)語句跳入、跳出 。

　　。子程序返回時(shí)，回到調(diào)用子程序的指令后面，繼續(xù)執(zhí)行上一級程序

　　。西門子S7-200 CPU最多可以調(diào)用64個(gè)子程序（CPU226為128個(gè)） 。

　　。子程序可以嵌套調(diào)用，即子程序中再調(diào)用子程序，一共可以嵌套8層 。

　　。在中斷服務(wù)程序中不能欠套調(diào)用子程序，被中斷服務(wù)程序調(diào)用的。..。

　　。子程序中不能再出現(xiàn)子程序調(diào)用 。

　　。子程序可以帶參數(shù)調(diào)用，在子程序的局部變量表中設(shè)置參數(shù)的類型；一共可以帶16個(gè)參數(shù)（形式參數(shù)）。

　西門子S7-300系列PLC搜索地址的查詢方法

　　問：比如我要查找 I0.0在哪幾塊里或哪幾個(gè)程序段了使用是怎樣查的？

　　答：1。打開Simatic 管理器，并打開你的程序，依次展開子目錄，直至找到Bausteine（塊），然后隨便雙擊任何一個(gè)快，如OB1；

　　2。在大開的OB1塊中，選擇Options / Reference Data / Displays（選項(xiàng)/參考數(shù)據(jù)/顯示），在出現(xiàn)的“Display S7 Reference data（顯示S7參考數(shù)據(jù)）中選擇"Regenerated“（重新產(chǎn)生），點(diǎn)擊“是"，出現(xiàn)“顧客化"對話框，選擇*項(xiàng)“交叉參考"；建立參考數(shù)據(jù)表；

　　3。在產(chǎn)生的交叉參考數(shù)據(jù)表中*列“地址"中雙擊I0.0，就會找到I0.0在哪幾塊里或哪幾個(gè)程序段被使用。