6ES7331-7PF11-0AB0

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西门子plc S7-300系列PLC指令的4大寻址方式解析

 寻址方式是指令得到操作数的方式，可以直接给出或间接给出。可用作STEP７指令操作对象的有：常数；S7状态字中的状态位；S7的各种寄存器、数据块；功能块 FB、FC和系统功能块SFB、SFC；S7的各存储区中的单元。S7有４种寻址方式，它们分别是：立即寻址、直接寻址、存储器间接寻址和寄存器间接寻址。
1,.寻址方式一：立即寻址
这是对常数或常量的寻址方式。操作数本身直接包含在指令中。有些指令中的操作数
，为方便起见不再在指令中特别写出。
2.寻址方式二：直接寻址
包括对寄存器和存储器的直接寻址。在直接寻址的指令中，直接给出操作数的存储单元
地址。
3.寻址方式三：存储器间接寻址
在存储器间接寻址的指令中，给出一个存储器（必须是表 ７．１中的存储器），该存储器的内容是操作数所在存储单元的地址，该地址又被称为地址指针。存储器间接寻址方式的优点是，当程序执行时，能改变操作数的存储器地址，这对程序中的循环尤为重要。
依据要描述的地址复杂程度，地址指针可以是字或双字的，存储指针的存储器大小也应是字
或双字的，由于定时器（T）、计数器（C）、数据块（DB）、功能块 （FB或 FC）的编号范围在 ０到65 535之内，所以用字指针就足够了，相应的也只需字存储器存储指针。其他的地址，如：输入位、输出位，则要用到双字指针，并用双字存储器存储指针。如果要用双字格式的指针访问一个字、字节或双字存储器，必须保证指针中的位编号为0。
4.寻址方式四：寄存器间接寻址
在 S7中有两个地址寄存器，它们是 AR1和 AR2。通过地址寄存器，可以对各存储区的存储器内容实现寄存器间接寻址。地址寄存器的内容加上偏移量形成地址指针，该指针指向数值所在的存储单元。

目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。在运城电厂主要有化学制水、生活污水处理、工业废水处理、凝结水精处理等。有关PLC的使用情况主要分为如下几类。

　　1 开关

　　开关是较常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。 PLC可以方便地实现逻辑控制取代传统的继电器。

　　继电器是我们生活中常用的一种控制设备，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说，由于为某一个用途设计使用的电子电路，最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互，所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。

   电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控。如水泵的启停、阀门的开关、制水系统顺控、干除灰系统等。

　　2 工业过程控制

　　在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量量(即模拟量)，PLC采用相应的A／D和D／A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID

　　3 运动控制

　　PLCC

　　4 数据处理

　　PLCC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表等功能，可以完成数据的采集,

　　5 通信及联网

　　PLCC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

西门子300中PID功能块说明

PID的调用要在OB35中完成.
  在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个DB块如“DB20”。系统会问你要不要生成这个DB，选yes就可以。
  大部分参数不要填，默认就行，下面是常用参数，用变量连接：

  1、MAN_ON:用一个bool量，如m0.0，为true则手动，为false则自动；
  2、cycle：T#100MS，这个值与ob35默认的100ms*；
  3、SP_INT：MD2,是hmi发下来的设定值，0－100.0的范围，real型；
  4、PV_IN:MD6，实际测量值，比如反馈的氧浓度，要从piw×××转换为实际的工程量（使用FC105)；
  5、MAN:MD10 （该地址也可以是从上位机设定的地址）,是手动状态下的输入值，real型。手动设多少输出将为多少。
  6、GAIN: MD100（该地址也可以是从上位机设定的地址如DB 块的地址,这样可以从上位机设P 参数了），默认写1－2吧（系统默认是2），调试的时候再改。
  7、TI：MW120, 默认可以写T#30S吧，调试的时候改；
  8、DEAD_W：MD122,死区，就是sp和pv的偏差死区，0－100.0的范围，默认0，调试的时候改；
  输出：((死区：又叫死区宽度，在控制系统中，某些执行机构如果动作频繁，会导致小幅震荡，造成严重的机械磨损。从控制要求来说，很多系统又允许被控量在一定范围内存在误差。我们允许被控量的误差大小，被称为PID的死区宽度；
死区是如何工作的呢？
当误差的值小于 死区宽度 时，死区非线性的输出量（即 PID控制器的输入量）为0 ，这时PID 控制器的输出分量中，比例部分和微分部分为0，积分部分保持不变，因此PID的输出保持不变，PID控制器起不到调节作用；当误差的值超过 死区宽度 时 ，开始正常的PID 控制
在FB41 中，死区宽度是“DEADB_W”
PID的输入量  = 0      偏差的值|ev|<  "DEADB_W"

             = ev     偏差的值|ev|>= "DEADB_W"      ))  
 9、LMN:MD126，把MD126再用fc106转换到pqw××，如果pid运算结果不再有工艺条件其他限制可以用LMN_PER更简单就不用fc106了。
  三、用plcsim模拟
  1、手动
  man_on＝true，看输出是否等于man；
  2、自动
  man_on＝false，调整pv或者sp，使得有偏差大于死区，看输出变化，这里的模拟只能说明pid工作了，不能测试实际调节效果啊。

 COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常可以不用，因为一旦参数设定好不会有大的变动了。

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FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。
　　　　
　　　　PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；
　　　　
　　　　PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，
　　　　一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果
　　　　
　　　　以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。
　　　　
　　　　
　　　　A：所有的输入参数：
　　　　
　　　　COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；
　　　　
　　　　MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；
　　　　
　　　　PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；
　　　　P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；
　　　　I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；
　　　　INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；
　　　　I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；
　　　　D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；
　　　　CYCLE ： TIME：PID采样周期，一般设为200MS；
　　　　SP_INT： REAL：PID的给定值；
　　　　PV_IN ： REAL：PID的反馈值（也称过程变量）；
　　　　PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）
　　　　MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；
　　　　GAIN ： REAL：比例增益；
　　　　TI ： TIME：积分时间；
　　　　TD ： TIME：微分时间；
　　　　TM_LAG： TIME：和微分有关；
　　　　DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；
　　　　LMN_HLM： REAL：PID上极限，一般是100%；
　　　　LMN_LLM： REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；
　　　　PV_FAC： REAL：过程变量比例因子
　　　　PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET）
　　　　LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；
　　　　LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；
　　　　I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；
　　　　DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；
　　　　
　　　　B：部分输出参数说明：
　　　　LMN ：REAL：PID输出；
　　　　LMN_P ：REAL：PID输出中P的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
　　　　LMN_I ：REAL：PID输出中I的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
　　　　LMN_D ：REAL：PID输出中D的分量；（可用于在调试过程中观察效果）
　　　　
　　　　C：规格化概念及方法：
　　　　PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，
　　　　而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的
　　　　因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化
　　　　
　　　　规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比 对应与27648数字量范围内的量）
　　　　对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT
　　　　对于输出变量 ，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；
　　　　
　　　　D：PID的调整方法：
　　　　一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，
　　　　 一般先使I等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡
　　　　的周期，然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。　　　　
　　　　附录：PID的调整可以通过“开始—>SIMATIC->STEP7->PID调整”打开PID调整的控制面板，通过选择不同的PID背景数据块，调整不同回路的PID参数。

PLC系统的主要抗干扰措施

　(1)电源的合理处理，抑制电网引入的干扰对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

　　(2)正确选择接地点，完善接地系统良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的通常有　　两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。

　　PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A，B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。

　　此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其他接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

　　安全地或电源接地：将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。

　　系统接地：PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4 Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。

　　信号与屏蔽接地：一般要求信号线必须要有惟一的参考地即“单点接地”，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室接地，防止形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点。

　　(3)对变频器干扰的抑制

　　变频器的干扰处理一般有下面几种方式：加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前；使用滤波器，滤波器具有较强的抗于扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能；使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其他设备正常工作。

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