贵州西门子S7-1200PLC模块代理经销商

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任何控制系统的软硬件设计在定型前，都需要多次调试，以此来发现和改进其中的错误和不足。对于PLC控制系统来说，可以*行模拟调试。使用一些硬件设备，如输入器件等组成的电路产生模拟信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，来模拟现场的输入信号的状态；用输出点的指示灯来模拟被控对象；用FXGP或GPPW软件将设计好的控制程序传送到PLC中，进行程序的监控和模拟调试运行。在模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，逐步扩大，直到整个程序的调试。

    模拟调试通过后，才进行实际的总装统调。先要仔细检查PLC外部设备的接线是否正确和可靠，这一点十分重要。外部的接线一定要正确无误。特别还要检查一下各个设备的工作电压是否正常，检查的时候要注意，不要只检查电源的输出电压，而要直接检查各个设备管脚上的工作电压是否正常。很多情况下，设备工作电压的异常，可能是由于连接线接触不好或是内部断开的原因所引起的，如果只检查电源的电压，往往会造成误判断。同时，在将用户程序送到PLC之前，可以先用一些短小的测试程序检测一下外部的接线状况，看看有无接线故障。进行这类预调时，要将主电路先行断开，这主要是为了安全和可靠，避免误操作或电路故障而损坏主电路的元器件。当一切确认无误之后，就可以将程序送入存储器中进行总调试，直到各部分都能正常工作，并且能协调*成为一个正确的整体控制为止。如果在统调过程中发现问题或是达不到某些指标，则要对硬件和软件的设计做出调整。全部调试结束后，可以将程序*保存在有记忆功能的EPROM或E²PROM中。

    至此，就可以将调试好的PLC控制系统投入实际的运行中。可能在日后的实际运行中或是随着控制要求的提高，还会发现某些问题或不足之处，由于事先已经在这方面留了一些裕量，因此可以比较容易地进行修改或是升级。

    PLC控制系统的软件设计主要是完成参数表的定义、程序框图的绘制、程序的编制和程序说明书的编写四项内容。

    参数表是为编写程序作准备，对系统各个接口参数进行规范化的定义，不仅有利于程序的编写，也有利于程序的调试。参数表的定义包括输入信号表、输出信号表、中间标志表和存储表的定义。参数表的定义和格式因人而异，但总的原则是便于使用。

    程序框图描述了系统控制流程的走向和系统功能的说明。它应该是全部应用程序中各功能单元的结构形式，据此可以了解所有控制功能在整个程序中的位置。一个详细、合理的程序框图有利于程序的编写和调试。

    软件设计的主要过程是编写用户程序，它是控制功能的具体实现过程。因此，用户应对所选择的PLC的设计软件要有所了解，越熟悉越好。PLC的控制功能是以程序的形式来体现，通常采用逻辑设计的方法来编写程序。逻辑设计法是以布尔代数为基础，根据生产过程各工步之间各个检测元件状态的不同组合和变化，确定所需的中间环节；再按照各执行元件所应满足的动作节拍表，分别写出相应的中间环节状态的布尔表达式；后，用触点的串并联组合，即通过具体的物理电路实现所需的逻辑表达式。

    程序说明书是对整个程序内容的注释性的综合说明，一般应包括程序设计的依据、程序的基本结构、各功能单元的详细分析、所用公式的原理、各参数的来源以及程序测试的情况等。一份好的程序说明书不仅可以让使用者了解程序的结构和控制的过程，而且对于日后的维修和升级都会带来很大的方便。

    在进行系统设计时，可同时进行硬件和软件的设计，这样有利于及时发现相互之间配合方面的一些问题，及早地改进有关设计，更好地共享资源，提高效率。

    在完成了PLC选型之后，就可以进行控制系统的硬件设计了。PLC控制系统的硬件设计主要是完成系统流程图的设计，详细说明各个输入信息流之间的关系，具体安排输入和输出的配置，以及对输入和输出进行地址分配。

    在对输入进行地址分配的时候，可以将所有的按钮和限位开关分别集中配置，相同类型的输入点尽量分在同一组。对每一种类型的设备号，按顺序定义输入点的地址。如果有多余的输入点，可以将每一个输入模块的输入点都分配给一台设备。将那些高噪声的输入模块尽量插到远离CPU模块的插槽内，以避免交叉干扰，因此这类输入点的地址较大。

    与输入配置类似，在进行输出配置和地址分配时，也要尽量将同类型设备的输出点集中在一起。按照不同类型的设备，顺序地定义输出点地址。如果有多余的输出点，可将每一个输出模块的输出点都分配给一台设备。另外，对彼此有关联的输出器件，如电动机的正转和反转等，其输出地址应连续分配。

    在进行上述工作的时候，也要结合软件设计以及系统调试等方面来考虑。合理地安排配置与地址分配的工作，会给日后的软硬件设计以及系统调试等带来很多的方便。
  PLC输入模块的功能主要是检测来自现场设备的输入信号，并将其转换成PLC内部可处理的电平信号。输入模块的类型有直流和交流两种，直流分为5V、12V、24V、60V和68V几种；交流分为115V和220V两种。对于传输距离比较近的，可以选用低电平，如5V、12V和24V。对于传输距离比较远的，从可靠性角度考虑，宜选用高电压的模块。从所接负载的多少而言，同时接通的点数不得超过60%。另外，为了提高系统的稳定性，还必须考虑阈值电平（接通电平与断开电平的差值）的大小。阈值电平越大，有利于远距离的传输，其抗*力也就越强。

    PLC输出模块的功能主要是将内部的输出电平在输出前转换成可匹配外部负载设备的控制信号。晶闸管输出模块比较适合于开关频率高、电感性和低功率因数的负载设备，其缺点是价格高，过载能力较差。而继电器输出模块的优点是使用电压范围宽，导通压降损失少，并且价格较低；但使用寿命不长，而且响应速度较慢。另外要注意的是，输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。输出模块的输出电流大小要大于负载电流的额定值。

    表7.1是典型传送设备及电气元件所需PLC的I/O点数表。在确定控制对象的I/O点数时，可作为参考。

    (1)控制电磁阀所需的I/O点数

    由电磁阀的动作原理可知，PLC控制一个单线圈电磁阀需要两个输入和1个输出；控制一个双线圈电磁阀需要3个输入和两个输出；控制一个比例式电磁阀需要3个输入和5个输出。另外，控制一个开关需1个输入，一个信号灯需1个输出，而波段开关有几个波段就需要几个输入。一般情况下，各种位置开关都需要两个输入。

    (2)控制交流电动机所需的I/O点数

    PLC控制交流电动机时，是以主令信号和反馈信号作为PLC的输入信号。例如，用PLC控制一台可逆运行的笼型电动机，需要5个输入点和两个输出点。控制一台Y-△启动的交流电动机，需要4个输入点和3个输出点。

    (3)控制直流电动机所需的I/O点数

    直流调速的主要形式是晶闸管直流电动机调速系统，主要采用晶闸管整流装置对直流电机供电。在PLC控制的直流传动系统中，除了考虑主令信号输入外，还要考虑合闸信号、传送装置综合故障信号、抱闸信号和风机故障信号等。在输出方面，PLC主要考虑速度指令信号正向1～3级，反向1～3级，允许合闸信号和抱闸打开信号等。一般来说，用PLC控制一个可逆直流传动系统大约需要12个输入点和8个输出点。一个不可逆的直流传动系统需要9个输入点和6个输出点。

    表7.1    典型传动设备及电气元件所需PLC的I/O点数

    估算出被控对象的I/O点数后，就可以选择点数相当的PLC。I/O点数是衡量PLC规模大小的重要指标，在选择PLC时，应该留有20%～30%的I/O备用量。对于单机自动化或机电一体化的产品，可以选用小型PLC；对于控制系统规模较大，输入／输出点数又多的，可选用大、中型PLC。

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