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基于 PLC 的产品分拣机系统 - 升降机控制
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
在此高级 PLC 程序中，基于 PLC 的产品分拣机系统用于使用升降机根据尺寸分离零件来运送不同的产品。 这里有三个基于尺寸的位置，如小、中、大。传送带用于传送产品并将其放置在托盘上。 基于 PLC 的产品分拣机系统 以下模拟显示了使用升降机操作的 PLC 分拣系统。 输入和输出 类型 设备编号 设备名称 操作 输入 X0 检测到零件时， 上部 ON。 输入 X1 升降机处于较低位置时， 中部 ON。 输入 X2 检测到零件时， 下部 ON。 输入 X3 检测到零件时， 升降机上部 ON。 输入 X4 升降机处于中间位置时， 下部升降位置 ON。 输入 X5 升降机处于中间位置时， 中部升降位置 ON。 输入 X6 零件在升降机上时， 上部升降位置 ON。 输入 X10 检测到零件在左端时， 传感器开启。 输入 X11 检测到零件在左端时， 传感器开启。 输入 X12 检测到零件在右端时， 传感器开启。 输入 X13 检测到零件在左端时， 传感器开启。 输入 X14 检测到零件在右端时， 传感器开启。 输入 X15 升降机处于上部位置时， 传感器开启。 输出 Y0 供给指令 Y0 为 ON 时，供给一个零件：金属圆筒按 S、L、M、L、M、S 的顺序重复。 输出 Y1 输送机前进 当在右端检测到部件时 ON。 输出 Y2 提升指令 Y2 为 ON 时，升降机上升。Y2 为 OFF 时，升降机停止。 输出 Y3 升降指令 当Y3接通时，电梯下降。当Y3为OFF时，电梯停止。 输出 Y4 升降旋转指令 当 Y1 为 ON 时，传送带向前移动。 输出 Y5 下输送机向前 当 Y4 为 ON 时，升降机旋转，将零件传送到传送带上。当Y4为OFF时，升降机旋转回原位。 输出 Y6 中间输送机向前 当 Y5 为 ON 时，输送机向前移动。 输出 Y7 上输送机向前 当 Y6 为 ON 时，传送带向前移动。 程序说明 整个系统由两个组件组成：常规控制和升降机管理。 常规控制： 激活操作面板上的 PB1 (X20) 按钮可启动料斗的供应命令 (Y0)。停用 PB1 (X20) 按钮可关闭供应命令 (Y0)。激活供应命令 (Y0) 后，料斗将输送零件。 控制面板上的 SW1 (X24) 激活时，传送带开始移动。相反，SW1 (X24) 停用时，传送带停止移动。 传送带左侧的传感器 X10、X12 或 X14 检测到零件后，相应的传送带启动，将零件运送到右端托盘。零件经过传送带右侧的传感器 X11、X13 或 X15 后三秒钟，传送带停止。 传送带上不同尺寸（大、中、小）的零件按上部（X0）、中部（X1）和下部（X2）传感器的输入进行分类。 升降机管理： 一旦升降机中升降传感器（X3）上的零件被激活，零件将根据其尺寸被输送到以下传送带之一： 大型零件：导向上部传送带 中型零件：导向中型传送带 小型零件：导向下部传送带 根据升降机的位置管理提升（Y2）和下降（Y3）的命令，由以下传感器检测： 上部：X6 中部：X5 下部：X4 零件从升降机转移到传送带后，启动升降机旋转命令（Y4）。 零件转移后，升降机返回其初始位置并保持待命状态。 PLC 逻辑 -
舞台控制的 PLC 程序：幕布和舞台升降
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
舞台控制的 PLC 程序提供幕布的打开和关闭，以及舞台的升降。它提供两种操作模式：自动和手动。 舞台控制的 PLC 程序 下面的模拟显示了 PLC 在舞台控制应用中的使用情况。 这是一个实用项目，我们必须自动打开和关闭舞台幕布，也可以使用按钮手动打开和关闭。传感器用于检测不同点的左右幕布的位置。 打开幕布后，舞台将向上移动并升至顶部位置。同样，当幕布关闭时，中央舞台将向下移动。还将使用下限和上限传感器跟踪舞台位置。 PLC 设备列表 下表列出了此 PLC 程序中的所有输入和输出。 类型 设备编号 设备名称 操作 输入 X0 内部（左幕布 幕布处于一半时为 ON。 输入 X1 幕布完全关闭时 ON 幕布完全打开时 ON。 输入 X2 外侧（左幕布） 幕布完全关闭时 ON。 输入 X3 内侧（右幕布） 幕布打开一半时 ON。 输入 X4 中间（右幕布） 幕布完全打开时 ON。 输入 X5 外侧（右幕布） 舞台到达下限时 ON。 输入 X6 舞台上限 Y2 ON 时舞台向上移动。Y2 OFF 时舞台停止。 输入 X7 舞台下限 舞台到达上限时 ON。 输出 Y0 幕布打开命令 Y0 ON 时幕布打开。Y0 OFF 时幕布停止。 输出 Y1 幕布关闭命令 Y1 ON 时幕布关闭。Y1 OFF 时幕布停止。 输出 Y2 舞台上升 Y2 ON 时舞台上升。Y2 OFF 时舞台停止。 输出 Y3 舞台下降 Y3 ON 时舞台向下移动。Y3 OFF 时舞台停止。 输出 Y5 蜂鸣器 Y5 开启时发出声音（屏幕上的灯亮起）。 程序说明 PLC 程序控制舞台设置，包括打开/关闭幕布和升高/降低舞台。 此 PLC 程序的目的是便于控制一系列舞台设置，包括打开和关闭幕布以及升高和降低舞台本身等任务。为了满足不同的偏好和要求，该程序提供了两种不同的操作模式：自动和手动。 自动操作 按下操作面板上的“开始”按钮 (X16) 时，蜂鸣器 (Y5) 发出声音，持续时间为 5 秒。 注意：“开始” 按钮 (X16) 仅在幕布关闭且舞台位于其下限时激活。 蜂鸣器停止后，打开幕布 (Y0) 的命令被激活。幕布将继续打开，直到达到输入信号 X2 和 X5 定义的外部极限。 一旦幕布完全打开，当“舞台上升”命令 (Y2) 被激活时，舞台开始上升。舞台将继续向上移动，直到达到其上限，如输入信号 X6 所示。 按下操作面板上的“结束”按钮 (X17) 可启动幕布的关闭。关闭幕布的命令 (Y1) 被激活，幕布将关闭，直到达到由输入信号 X0 和 X3 定义的内部限位。 手动操作 以下操作仅在上述自动操作未激活时可用。 可以通过按下操作面板上的“幕布打开”按钮 (X10) 打开幕布。一旦幕布达到其外部限位 (X2 和 X5)，幕布将停止。 可以通过按下操作面板上的“幕布关闭”按钮 (X11) 关闭幕布。幕布将继续关闭，直到达到其内部限位 (X0 和 X3)。 按下操作面板上的“⬆舞台上升”按钮（X12）可使舞台上升。舞台到达上限（X6）后停止。 按下操作面板上的“⬇舞台下降”按钮（X13）可使舞台下降。舞台到达下限（X7）后停止。 操作面板上的指示灯将相应地亮起或熄灭，提供有关幕布和舞台操作状态的视觉反馈。 PLC 编程 -
高级 PLC 传送带控制：正向和反向旋转
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
PLC 编程用于控制传送带方向：根据检测到的零件尺寸促进正向或反向移动。识别每个零件的尺寸并确保其分配到指定位置。 高级 PLC 传送带控制 当操作员按下按钮时，料斗提供不同尺寸的物体，然后传送带和传感器用于根据物体的大小分离物体。 推进器用于分离两种不同尺寸的物体。传送带可以向前和向后移动，以根据其专用的存储托盘放置物体。 机器人用于拾取和放置中型盒子中的物体。 下面的模拟显示了具有不同盒子尺寸的 PLC 传送带模拟。 PLC 输入和输出 下表列出了此 PLC 项目的输入和输出。 类型 设备编号 设备名称 操作 输入 X0 上 当检测到零件时亮起。 输入 X1 中间 当检测到零件时亮起。 输入 X2 降低 当机器人处于起始点时亮起。 输入 X3 检测部分 当检测到零件位于推杆前面时，ON。 输入 X4 初始点 当 Y1 为 ON 时，传送带向前移动。 输入 X5 桌子上的零件 当零件位于桌子上时亮起。 输入 X6 机器人操作完成 当检测到零件处于倾斜状态时打开。 输入 X7 传感器 当在右端检测到部件时 ON。 输入 X10 传感器 当在左端检测到部件时 ON。 输入 X11 传感器 当在右端检测到部件时 ON。 输入 X12 传感器 机器人动作结束时 ON。 输出 Y0 供给指令 当 Y0 为 ON 时，供应一份零件：木制零件按 L、M、S、M、S、L 的顺序重复。 输出 Y1 输送机前进 当 Y2 为 ON 时，传送带向前移动。 输出 Y2 输送机前进 当 Y3 为 ON 时伸出，当 Y3 为 OFF 时缩回。推杆不能在行程中途停止。 输出 Y3 推手 当 Y4 为 ON 时，机器人将零件移动到托盘。一个过程循环开始。 输出 Y4 卸载命令 当 Y5 为 ON 时，输送机向前移动。 输出 Y5 输送机前进 当 Y6 为 ON 时，输送机向后移动。 输出 Y6 输送机反向 当 Y6 为 ON 时，输送机向后移动。 程序说明 按下控制面板上的按钮 PB1 (X20) 时，它会激活料斗的供应命令 (Y0)。一旦释放按钮 PB1，供应命令就会停用。每当执行供应命令时，机器人就会分配零件。 当控制面板上的开关 SW1 (X24) 激活时，传送带开始向前移动。一旦停用 SW1，传送带就会停止。 传送带将大、中、小零件（分别由上部 (X0)、中部 (X1) 和下部 (X2) 传感器分类）运送到指定的托盘。 大部件：导向下部传送带并传送到右侧的托盘。 中部件：由机器人传送到托盘。 小部件：导向下部传送带并传送到左侧的托盘。 当检测部件传感器 (X3) 激活时，传送带停止，大部件或小部件导向下部传送带。 注意：当推杆的启动命令打开时，它会完全伸出。当启动命令关闭时，推杆会完全缩回。 当机器人中的工作台上部件 (X5) 传感器激活时，卸载命令 (Y4) 被启用。当机器人操作完成 (X6) 传感器被激活（当部件放置在托盘上时激活），卸载命令 (Y4) 被停用。 只要控制面板上的开关 SW2 (X25) 处于 ON 状态，在以下情况下就会自动供应新零件： 当机器人开始处理中型零件时 当将小型或大型零件放入托盘时 PLC 编程传送带正反转控制 -
使用移动指令在 PLC 编程中设计计数器
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
计数器是 PLC 编程中非常重要的指令。几乎每个逻辑都需要它。无论是计数某物还是计数事件，计数器都是 PLC 编程的重要组成部分。 因为事件计数在许多应用程序中都有使用，它可以帮助 PLC 程序员节省编写繁琐代码的时间。但是，很多时候，如果计划不起作用，总是需要找到备用解决方案。 对于计数器，如果 PLC 程序员无法正常工作，他们也必须知道备用逻辑。为此，可以组合和编写两个指令 - 移动和添加。 在这篇文章中，我们将学习如何使用移动和添加指令在 PLC 编程中设计计数器。 计数器 首先，我们将看到计数器指令的编写方式。请参阅下图。如您所见，计数器有三个输入 - 计数、重置和设置值；并有两个输出 - 完成和当前值。 需要一个计数输入来为计数器提供计数脉冲，需要一个复位输入来复位计数器，并且需要一个设定值来为计数器提供设定的计数。完成输出用于表示计数器已完成计数，当前值显示计数器到目前为止已计数的当前计数值。 当收到计数输入时，计数器会增加一个值。计数输入以脉冲为基础工作，而不是连续工作。当计数器达到其设定的计数时，输出完成位继续。 然后关闭它的唯一方法是给出复位输入。计数值将在此输入上变为零，计数器因此复位。需要注意的是，即使计数已达到并且您仍然给出计数输入，那么计数也会继续递增。 您还可以看到在计数器输出之后使用了一个比较块，这允许它传递到要打开的最后一位。如果设定的计数为零，这可以防止最后一位不必要地打开。 使用移动指令在 PLC 中设计计数器 现在，我们将了解如何借助移动和添加指令编写相同的代码。请参阅下图。在第一个梯级中，计数输入被添加指令替换。 如果输入条件为真，则会发生加法，并且还会使用脉冲。必须使用脉冲，否则，将持续进行加法，并且无法对其进行控制。 在第二个梯级中，它比较是否已达到设定的计数。它还检查设定的计数是否大于零。 如果这些条件为真，则输出打开。在第三个梯级中，在收到相应的输入后，计数器值变为零。 这相当于重置输入的操作。这三个梯级足以复制计数器的功能。您可以根据需要使用计数器或此 PLC 逻辑。但是，需要注意的是，我们也可以通过这种方式编写计数器。 这样，我们就了解了如何使用移动和添加指令在 PLC 编程中编写计数器。 -
在上一篇文章中，我们讨论了 PLC 的固件版本以及如何处理由于 TIA Portal 中的项目与实际 PLC 之间的固件不匹配而可能发生的错误。在本文中，我们将展示如何更新 PLC 的固件版本。 内容： 什么是固件版本？ 为什么固件版本会给我带来麻烦？ 如何知道硬件 PLC 的固件版本？ 如何处理固件版本错误？ 如何更新 PLC 的固件版本？ 结论。 什么是固件版本？ 正如我们在上一篇文章中所解释的那样，PLC 或 PLC 模块（IO、通信模块等）的固件只是安装在 PLC 中的内部软件，它负责硬件的实际功能。 具有较旧固件版本的 PLC 将具有比较新固件版本的 PLC 更少的功能和内部能力。 图片 1 和 2 向您展示了安装不同固件版本后，同一硬件 PLC 的功能和性能如何不同。 图片 1. 固件版本 V4.0 图片 2. 固件版本 V4.4 您可以看到，只需更新到更高的固件版本，CPU 现在就拥有了更多功能。使用更高的固件 V4.4，CPU 现在在其性能能力中添加了 OPC UA 等功能。 为什么固件版本会导致问题？ 您将根据以下两点之一在 TIA Portal 中选择 PLC： 您已经购买了硬件 PLC，因此您将选择与 TIA Portal 项目中实际拥有的相同的 PLC。 您还没有购买 PLC，因此您将在 TIA Portal 中选择符合您要求的 PLC，然后稍后再购买。 无论是哪种情况，如果 TIA Portal 项目中选择的 PLC 固件版本与实际硬件的固件版本不同，您就会遇到问题。在某些 PLC 中，您的程序甚至不会下载到硬件 PLC 中。 因此，您应始终确保实际 PLC 的固件版本与 TIA Portal 中选择的 PLC 相匹配。 值得一提的是，如果 TIA Portal 中选择的固件版本比实际 PLC 旧，您的程序不会出现任何问题，您将失去一些 PLC 特性和功能，但您的程序将正常工作。 如果情况相反，则会出现问题，如果 TIA Portal 中选择的固件版本比实际 PLC 新，那么您就会遇到问题。 这就是为什么如果您不知道硬件的固件版本，则应在 TIA Portal 项目中选择旧版本的原因。 如何知道硬件 PLC 的固件版本？ 我们可以通过以下两种方法之一了解硬件 PLC 的固件版本： 从 PLC 本身： 任何 PLC 或 PLC 模块的固件版本始终写在硬件设备的某个位置。 从 TIA Portal 软件： 使用 TIA Portal 软件，您可以将 PLC 连接到 TIA Portal 并搜索设备，然后您可以找到硬件设备的固件版本。我们在上一篇文章中展示了如何做到这一点。 如何处理固件版本错误？ 如果实际硬件 PLC 的固件版本比 TIA Portal 项目中选择的 PLC 版本旧，这将导致固件错误，为了解决这些错误，我们可以尝试以下方法之一： 我们可以选择 TIA Portal 项目中的 PLC 与实际 PLC 具有相同或更旧的固件版本。我们在上一篇文章中展示了这一点。 我们可以将实际硬件 PLC 的固件版本更新为比项目中选择的固件版本更高的固件版本，或者至少更新为相同的固件版本。这就是本文的范围。 如何更新 PLC 的固件版本？ 您可以通过两种方式更新 PLC 的固件版本： 使用 TIA Portal 在线更新。 使用西门子存储卡 SMC 离线更新。 使用 TIA Portal 在线更新固件： 您无需在 TIA Portal 中打开现有项目，只需安装 TIA Portal 软件并将 PLC 连接到 PC 即可。参见图 3。 图 3. 打开 Tia Portal 而不创建新项目。 打开 TIA Portal 后，进入在线访问，选择 PLC 和 PC 之间合适的通信适配器，然后按“更新可访问设备”搜索 PLC。见图 4。 图 4. 查找您的 PLC。 找到 PLC 后（如上图所示），打开 PLC 文件夹，按“在线和诊断”查看 PLC 固件版本。见图 5。 图 5. PLC 的当前固件版本。 现在，要更新固件版本，请按“固件更新”属性。见图 6。 图 6. 固件更新页面。 如您所见，当您按“固件更新”属性时，您可以看到当前固件更新为 V4.1.3，还可以查看固件加载器，您可以在其中浏览要安装的固件版本。 当然，首先您的 PC 上必须有固件版本，这意味着我们需要下载固件版本。要下载固件版本，您应该登录西门子帐户，如果您没有帐户，您可以轻松创建一个新帐户，但需要 1 到 2 天才能激活。 之后，您可以搜索 PLC 的固件版本。在我们的例子中，我们有一个 S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY，我们将使用其文章编号搜索其固件版本。见图 7。 图 7. 搜索 PLC 的固件版本。 之后下载您要安装的固件版本，在我们的例子中，我们想将我们的 PLC 更新到 V4.4.0，因此我们将此版本下载到我们的 PC。参见图 8。 图 8. 下载 V4.4.0 下载的文件将是一个 zip 文件，您应该解压文件以获取固件版本数据文件，然后返回到固件加载器属性并单击浏览以搜索固件版本。参见图 9。 图 9. 搜索固件版本文件。 不要担心在此步骤中犯错，因为如果固件版本与 PLC 不兼容，您将无法运行更新。参见图 10。 图 10. 如果固件不匹配，更新将无法继续。 如您所见，当我们尝试将 1215C CPU 的固件版本上传到带有 11214C CPU 的 PLC 中时，它给出了一个错误，即该文件不适合 PLC。 现在，再次单击浏览，但这次搜索正确的固件版本。参见图片 11。 图片 11。固件版本正确时没有错误消息。 如您所见，当我们选择合适的固件版本时，没有错误消息，我们现在可以按 “运行更新” 开始更新我们的 PLC。 一旦您开始更新过程，就会出现固件更新窗口，如果更新顺利，最后会出现一条成功消息。参见图片 12 和 13。 图片 12。固件更新正在运行。 图片 13。固件更新成功完成。 现在固件版本已更新，请重新按“更新可访问设备”并检查 PLC 固件版本来刷新您的通信。 您会发现 PLC 的固件版本现在是 V.4.4.0，而不是 V4.1.3，这意味着我们成功更新了 PLC 的固件版本。参见图片 14。 图片 14。固件已更新至 V4.44.0 这就是我们使用 TIA Portal 更新 PLC 固件版本的方法。 离线使用西门子存储卡 SMC： 另一种更新 PLC 固件的方法是使用西门子存储卡 SMC。 为此，我们只需下载要使用的固件版本，然后将固件版本从 PLC 复制到 SMC，然后将 SMC 插入 PLC 中的专用插槽。下次打开 PLC 时，固件将被更新。 结论 您可以使用 TIA portal 软件或西门子 SMC 存储卡更新固件版本。 确保您选择的固件版本完全正确，如果 PLC 和 TIA Portal 之间不匹配，则更新将无法启动。
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在 PLC 中编程和调节 PID 控制器 – 西门子 TIA Portal
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
在上一篇文章中，我们讨论了 PID 是什么，还解释了 PID 的不同参数以及系统对更改这些参数将如何反应。在本文中，我们将展示如何在 TIA Portal 项目中编程、配置和调整 PID。 内容： 如何将 PID 添加到您的逻辑中？ 如何配置 PID？ 基本设定过程值设定 高级设置 如何进行 PID 整定？ PID 预整定 微调 PID 的整定方法有哪些？ 如何将 PID 添加到您的逻辑中？ 在 TIA Portal 和几乎所有其他 PLC 平台中，您无需对 PID 控制器进行编程，因为 TIA Portal 已经具有用于 PID 的内置块。要将 PID 添加到您的逻辑中，您只需将 PID 块拖放到您的代码中，然后开始为您的系统配置它。 将 PID 添加到代码中非常简单，但是，有一个非常重要的点您应该考虑。这是你的 PID 的执行间隔。 如您所知，主执行周期发生在主循环 OB1 内部，OB1 的周期时间取决于很多因素，例如代码的长度、代码中的数学计算以及循环和序列，所有这些 不同的因素会导致 OB1 的周期时间不仅可能会变长，而且每个周期都会有所不同，具体取决于您所使用的编码。 这意味着，如果您在主 OB1 内调用 PID 块，则 PID 执行将取决于 OB1 的循环时间，而这不是最佳实践方法。 PID 通常用于控制压力、温度或速度等物理参数，这意味着您的控制器需要非常快速地找出过程值的任何变化，并采取快速反应来抵消这种变化，并为您提供平稳稳定的结果 PID 应该具有的控制。所以如果 PID 加在主 OB1 上，并且受其执行时间的影响，可能需要动作延迟，这会让你的系统不稳定。 该怎么办？ 最佳实践是在循环中断 OB 中调用 PID 块，并将该循环中断的循环时间设置为您认为适合您的系统的任何值，通常在毫秒范围内，具体取决于您的应用。这意味着，如果您将循环中断设置为 1 毫秒，则无论主 OB1 周期在哪里，您的 PID 都会每毫秒调用并执行一次。 因此，为了将 PID 添加到您的逻辑中，我们首先添加一个新的循环中断 OB 并为其指定一个适当的名称。见图1。 图 1. 在您的项目中添加循环中断。 从图中可以看到我们将循环时间设置为 1000 微秒或1毫秒。所以我们的 PID 每毫秒都会被调用并执行。 现在您已将循环 OB 添加到项目中，只需拖放 PID 块即可。您可以在指令选项卡/技术/PID 控制/紧凑 PID 中找到它。见图2。 图 2. 添加 PID 块。 现在，将系统参数添加到 PID 块、输入、输出和设定值。见图3。 图 3. 分配 PID 参数。 您从上一张图片中注意到了吗，您有 2 个不同的输入和 3 个不同的输出，它们是什么？ 输入： 这是您以实际物理量表示的过程参数的输入值，我们将使用我们的储罐模拟系统，因此在这种情况下，此处的输入是以升为单位的储罐填充液位。这意味着您已经在项目的其他地方进行了模拟输入缩放，并且只需向 PID 提供以升为单位的实际填充水平。 输入_PER： 这是过程参数的输入值，但来自模拟输入模块。这意味着它不会被缩放，并且它将在 0-27648 的范围内，并且输入的缩放将在 PID 内部完成。 输出： 在这种情况下，PID 将为您提供最大输出值的 0% 到 100% 范围内的控制器输出值。 输出_PER： 与 input_PER 相同，PID 将以 0-27648 的形式给出输出。 输出_PWM： 在这种情况下，PID将以ON/OFF脉冲的形式给出其输出信号，因此要么有输出，要么没有输出。ON 时输出值为 100%，OFF 时输出值为 0%。 我们将使用之前使用的相同坦克模拟系统，正如您从上图中看到的，我们使用了 Input 和 Output_PER，因为我们的模拟就是这样构建的。 如何配置 PID？ 要进入 PID 的配置视图，您可以单击项目树中的配置选项卡，也可以单击 PID 块本身上方的小配置图标。见图4。 图 4. 进入配置视图。 这将带您进入功能视图，您可以在其中配置 PID 的不同设置。见图5。 图 5. 控制器类型设置。 第一个配置是控制器类型，在这里您可以选择要使用的控制类型，显示的下拉菜单中有很多选项，例如温度、压力、长度等等。 您还可以将其设置为常规，系统会将您的值视为％。在我们的系统中，我们控制水箱内的水升，因此我们将选择体积。 您还可以设置 PID 的手动/自动模式。 接下来，您要配置输入/输出参数。见图6。 图 6. 输入/输出参数。 在这里，您可以选择不同类型的输入或输出，正如我们之前所解释的。正如我们所说，我们将使用 Input 和 Output_PER。 接下来，您需要配置过程值设置。见图7。 图 7. 过程值限制。 在此步骤中，您将设置过程值的下限和上限。如果您选择输入类型。然后此设置将开放更改，并且您可以设置流程的限制。在我们的例子中，水箱限制为 0 至 50 升。所以我们将其设置为这些值。 请注意，如果您选择 Input_PER，则此设置将不可用，您只能从下一个选项卡设置进程限制。见图8。 图 8. 过程值缩放。 如果您使用 Input_PER，那么如上图所示，您可以根据 0-27648 的缩放比例设置过程值限制。 如果您想在过程值达到下限或上限时设置警告，则可以在过程值监控选项卡中进行配置。见图9。 图 9. 过程值监控。 接下来在设置列表中您将找到 PWM 限制，见图 10。 图 10. PWM 限制 在这里，您可以设置输出的最小开启和关闭时间，假设您的系统中有一个泵或阀门，PID 通过 PWM 输出进行控制，您不希望 PID 只为您的泵提供一个序列 非常快速的开/关行为，因为这可能会导致您的泵烧坏。因此，您可以通过此设置告诉 PID 在关闭泵之前将泵打开最短时间，反之亦然。 如果您没有下一个设置（输出值限制）的 PWM 输出，您可以使用 PID 进行相同的控制。见图11。 图 11. 输出值限制。 您可以控制控制输出的下限和上限，例如，您可以将下限设为 20%，这将使 PID 以至少 20% 的流量运行泵。所以你的控制范围是 20% 到 100%。 最后也是最重要的，您可以在下一个选项卡“PID 参数”选项卡的配置模式下设置 PID 参数，见图 12。 图 12. PID 参数。 如果您知道 PID 增益 P、I 和 D，或者您自己进行了调节并且您从其他地方获得了参数，您可以在此处编写 PID 增益 P、I 和 D 的调节参数。您还可以选择使用 PID 或仅使用 PI 控制器。 如果您没有这些参数，您可以在调整 PID 后自动上传它们。 如何进行 PID 整定？ 现在您已完成 PID 配置，您可以从项目树中的调试选项卡轻松调整控制器。见图13。 图 13. 调试 PID 在调试页面，您的屏幕分为三个部分，上面的页面是您可以开始预调节和微调 PID 的地方。 在中间，您将有一个图形区域来显示系统的实时响应。您可以看到控制器输出和过程值。每次设定点发生变化时，您都会看到 PID 捕捉新设定点的行为。即使设定点没有改变，但例如我们的储罐供应需求增加，您也会看到 PID 反应来满足该需求，并将设定点保持在其所需值。 在第三个区域中，您将看到控制器的在线状态，并且您还可以决定 PID 的运行模式。请参见以下模拟视频，该视频显示了 TIA Portal 中 PID 的自动整定过程。 从视频中您可以看到，预调节完成后，我们的 PID 找到了最适合我们系统的 P、I 和 D 参数。您可以看到，当设定点或流出量发生变化时，控制器将非常快速地做出反应，将设定点恢复到所需的值。 现在，您只需单击按钮即可将调整参数直接上传到项目中，见图 14。 图 14. 上传您的参数。 上传参数后，您可以在配置视图的 PID 参数选项卡中找到它们。见图15。 图 15. PID 参数。 然而，下一步应该是从相同的调试视图对 PID 执行微调程序，因为我们没有真正的系统，我们只是使用数学计算来模拟水箱和泵的行为，我们可以 t 进行微调步骤。 当您拥有真实的系统时，您可以进行微调，您的 PID 将尝试找到能够为系统提供更好响应的参数，甚至消除过程值的超调并直接达到设定点。 将来，如果我们有一个真正的系统，我们可以展示它是什么样子。 PID 控制器的整定方法有哪些？ 您不必使用 TIA Portal 调整 PID；有许多不同的方法可以尝试为您的系统找到最佳 PID 参数。它主要是基于反复试验的数学方法。我建议使用 TIA Portal 中的自动调整功能。 但这里有一些用于实现相同参数的方法。 启发式调整。 Ziegler-Nichols 调谐方法 Cohen-Coon 调谐方法 Kappa-Tau 调谐方法 Lambda调优方法 还有其他一些。 结论 对 PID 使用循环中断。 配置您的 PID 以最适合您的系统。 TIA Portal 中的自动调节功能非常有用且有效。 -
PLC 是工业自动化中非常重要的组成部分。它是自动化的基础，每个 PLC 程序员或自动化工程师都必须正确设计它才能正常工作。这不仅仅涉及编程，还涉及最终如何设计 PLC 系统。 PLC 系统设计中的安全考虑 我们都认为，如果正确地编写了一个程序，并且所有的联锁、顺序和流程都正确，那么我们的 PLC 系统就可以使用了。但是，必须指出的是，设计任何系统时最重要的参数之一是安全性。因此，类似地，PLC 系统的设计必须考虑安全性。 在本文中，我们将了解设计 PLC 系统时的安全注意事项。 电源 这是考虑 PLC 设计时首要的参数。面板中有两种类型的电源 - 直流电源和交流电源。DC 通常为 12-24V DC，AC 通常为 110V AC 或 230V AC。 PLC 由任一电源供电，现场仪表也由任一电源供电。如果面板具有单个 SMPS 或 230V 单母线，那么设计人员就可以轻松地为系统接线。如果面板有多个电源，则您可能会错误地连接一个电源的正极线和另一个电源的负极线。这反而会使您的系统变得复杂，并使故障排除变得更加困难。因此，单个电源还可以最大限度地减少线路干扰，并防止从稳定的交流电源到电源和 CPU 的错误输入信号。 多个电源是不必要的，而且还会增加短路和频繁故障的可能性。因此，电源设计是 PLC 系统安全运行的一个非常重要的因素。 接地 众所周知，接地需要将任何泄漏电流传递到地面。这样可以防止触电、噪音和电磁干扰。工业区域标准中性点对地电压必须小于 0.5V。 1V 稍高一点是可以接受的，但如果高于此值，则意味着接地不正确，电信号发生泄漏会影响性能。PLC 电源和 IO 通道必须正确接地并连接到面板中的接地母线。 另外，仪表接地与电源接地必须分开；否则，任何接地合并都会造成短路或信号干扰。 关键数字输入信号 每个 PLC 系统都必须具有紧急停止、面板电源故障和气压等关键输入。此外，所有这些信号必须以 NC（常闭）格式连接。 急停用于操作人员按下该按钮时使系统突然停止，面板断电用于当相电源出现问题时使系统停止，气压信号表示是否需要空气来操作阀门 或其他气动输出是否正确。 如果这些输入中的任何一个失败，所有操作都应立即停止。在一些大型系统中，还观察到，如果按下紧急按钮，则不是停止整个系统，而是为各个大额定输出提供紧急停止。因此，操作员可以轻松隔离每个系统并操作其他系统，而不用停止整个系统。 手动模式联锁 程序员总是轻视手动模式逻辑。他们的动机只是打开或关闭输出。然而，必须注意的是，任何不规则的手动输出操作都会影响系统的性能。如果系统非常关键，那么它可能会对附近人员造成危及生命的问题。 因此，建议也在手动模式下应用警报或其他关键联锁装置。这可以防止操作员随意操作系统。而且，由于这种逻辑，保证了 PLC 系统的安全。 警报 控制逻辑文件中给出的所有警报通常由程序员在程序中获取。然而，PLC 程序员必须根据 PLC 中获取的 IO，在系统中提供一些额外的安全警报。 这些通常是运行反馈报警、跳闸反馈报警、超行程或欠行程报警、传感器故障报警、PLC 通道故障报警、热过载报警、恒温器报警、过压或欠压报警等。这些报警因系统而异，基于 实际投入的情况。 但是，如果这些输入中的任何一个不存在，那么建议程序员向客户提出相同的建议以供考虑。这可以防止系统以故障方式运行。 这样，我们在设计 PLC 系统时看到了一些一般性的安全考虑。
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在 PLC 编程中实现 UDT：用户定义的数据类型
leikang posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
在上一篇文章中，我们讨论了什么是 UDT、如何创建用户定义数据类型 (UDT) 以及在项目中使用 UDT 的优势。在本文中，我们将展示在 PLC 编程中使用 UDT 的一种方法。 内容： 旧储罐模拟器功能块。 带 UDT 的新储罐模拟 FB。 调用新的储罐模拟 FB。 向 UDT 添加新标签。 结论。 PLC 编程中的 UDT 在我们的前几篇文章中，我们使用相同的储罐模拟器系统来解释许多概念，例如闭环控制和 PID 控制器。在本文中，我们将使用相同的储罐模拟器来展示如何在编程中使用 UDT 的概念。 旧储罐模拟器功能块 在旧的储罐模拟器系统中，我们定义了一些内部参数，以便根据需要多次重用功能块。见图1。 图1. 储罐模拟器 FB。 从图中可以看出，在功能块接口中我们定义了一些输入和一些 InOut，这些参数应该在调用 FB 时提供。 例如，如果我们调用FB来模拟储罐1，并再次调用它来代表储罐2，则需要将每个储罐的参数提供给相关的被调用功能块。见图2。 图 2. 储罐1 和储罐 2 的模拟。 您可以看到，对于每个 FB 调用，我们都必须分配相关标签。对于储罐 1 模拟，我们应该将储罐 1 的标签分配给调用的 FB。储罐 2 模拟也是如此。 带 UDT 的新储罐模拟 FB： 现在，我们想要使用我们在上一篇文章中定义的 UDT“Tank”来模拟我们的储罐。我们将创建一个新的模拟功能块。见图3。 图 3. 添加新的储罐模拟 FB。 新的模拟功能块与旧的 FB 具有相同的逻辑，但是在这个模拟功能中，我们将使用定义的 UDT“Tank”作为 InOut 内部标签，如图所示。 因此，您不再需要在 FB 接口的不同区域中声明功能块参数，而是只需一个标签即可携带罐体的所有所需信息。 调用新储罐模拟 FB： 为了调用新的模拟功能，我们选择在循环中断 OB 内调用它，以确保功能块的执行不受主逻辑 OB1 循环时间的影响，正如我们用 PID 解释的那样。 所以我们需要首先创建一个新的循环中断 OB。见图4。 图 4. 为调用储罐 3 和 4 添加循环中断。 您可以选择您认为合适的循环时间，在我们的例子中，我们将其设置为 3000 微秒或 3 毫秒。 现在，您可以将 “Tank Simulator with UDT” FB 拖放到循环中断中以调用 FB。将出现一个调用选项窗口，为 FB 数据实例提供您喜欢的任何名称。见图5。 图 5. 致电您的 FB。 调用 FB 后，您知道需要分配与要模拟的储罐相关的参数。见图6。 图 6. 将储罐参数分配给 FB 调用。 请注意，您只有一个参数需要填充该功能块。这是您创建的 UDT 标签。其中已经包含功能块所需的所有储罐参数。 我们想要模拟储罐_03，因此我们将标记分配给 FB 调用。见图7。 图 7. 拖放您的标签。 罐 3 的功能块调用看起来比使用不带 UDT 的旧模拟器 FB 调用罐 1 更简单。见图8。 图 8. 储罐 1 和储罐 3 调用差异。 你能看出两个储罐调用的区别吗？ 如果没有 UDT，则必须提供功能块的所有参数。想象一下，如果您必须使用此模拟器模拟 50 辆储罐。分配所有这些参数将是非常无聊和耗时的，更不用说首先为每个储罐声明它们了。 但对于带有 UDT 的模拟器来说，您可以调用任意多个，并且不会花费太多时间或精力。见图9。 图 9. 呼叫许多其他储罐。 现在，假设您必须向模拟中添加一个新变量。例如，您想要添加流出警告信号。对于没有 UDT 的旧模拟器功能块，这意味着您必须为每个储罐声明这个新标签，并且每次调用储罐时都必须将其一一添加。 但使用 UDT，您只需要更新您创建的 UDT 并添加您想要的新标签。见图10。 图 10. 向 UDT 添加新标签。 当您对 UDT 进行任何更改时，您甚至不需要更新函数调用。由于调用参数相同，因此更改是在参数本身内部进行的。见图11。 图 11. 无需调用 FB。 但是，您仍然需要重新编译 PLC 项目或至少重新编译数据块，以便更新对 UDT 的更改。见图12。 图 12. 重新编译以更新 UDT 的更改。 编译后，对 UDT 的所有更改将自动更新到该 UDT 的所有声明标签。见图13。 图 13. 所有标签现已更新。 结论 您可以在项目中使用 UDT 来使您的编程更快、更容易理解。 使用 UDT 还可以更轻松地更改功能和功能块。 -
当您在 PLC 系统中工作时，有必要了解 PLC 模块中发生了哪些故障。如果 PLC 程序员不明白 PLC 出现了什么故障以及如何解决它，那么他将花费很长时间来排除系统故障。 每个 PLC 及其模块上都有 LED，以便于观察和故障排除。他们的用户手册中也给出了它们的详细描述。因此，了解这些 LED 的工作原理非常重要，一旦获得它们，故障诊断对于 PLC 程序员来说就变得非常容易。 在这篇文章中，我们将学习 PLC 中故障诊断的概念。 PLC 故障诊断 让我们看一下可以通过 PLC LED 识别的一些最常见的故障类型： Run LED 用于指示模块是否正常工作。如果常亮，则说明模块工作正常。如果该 LED 熄灭，则模块有故障或关闭。 Err LED 用于指示模块是否出错。如果持续亮起，则为内部模块错误。如果闪烁，则表示模块配置不正确或者与其连接的 PLC 硬件存在问题。如果灯灭，则说明模块没有故障。 I/O LED 用于指示与模块连接的 PLC IO 的确切状态。如果持续亮起，则表示电源电压错误或短路。如果灯灭，则表示 IO 连接没有错误。 通道 LED 用于显示各个通道的状态。如果 LED 持续亮起，则表示通道工作正常。如果它闪烁，则存在一些错误（断线或值超出范围）。如果它是关闭的，则表示该通道根本没有配置。 一些通信模块（例如 Modbus RTU）具有 LED 真值表，表示相同的每个值。 PLC 中的 LED 指示 它们大多如下表所示： 注意：LED 指示可能因 PLC 型号和品牌而异。上表是市场上一种 PLC 型号的示例。 某些通信模块（例如 Modbus TCP/IP）的 LED 诊断稍微复杂。但了解它们对于故障排除非常重要。 如果运行 LED 亮起，则模块正在运行；如果 LED 熄灭，则模块停止。如果 Err LED 闪烁，则表示模块出现错误；如果闪烁，则表示模块配置不正确，或者连接的背板存在问题。 如果网络状态指示灯熄灭，则表示模块没有与任何设备通信；如果它打开，则它正在与至少一台设备通信；如果闪烁，则表示检测到重复的 IP 地址或超时错误。 这样，我们就看到了 PLC 中的一些常见故障诊断。
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PLC 内存组织 – 数据文件和程序文件
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当您在 PLC 系统中工作时，您知道需要注意的最基本的事情是内存。你写了什么程序，消耗了多少内存；是决定 PLC 性能的一个非常重要的因素。为此，有必要了解 PLC 中的内存结构是如何组织和定义的。 PLC 内存组织 如果不了解内存组织，就很难预测您需要编写多少精确的程序。在这篇文章中，我们将看到 PLC 中的内存组织。PLC中的存储器主要分为两种类型——数据文件和程序文件。 数据文件 数据文件是存储器的位置，存储诸如存储器字、状态字、输入变量、输出变量、通信变量、定时器、计数器以及 PLC 制造商提供的其他内置库函数等信息。 让我们一一看看每个例子。 内存字 – 内存字是布尔变量、整型变量、双整型变量和浮点变量。假设 PLC 分配了 100 个内存变量供使用。其中仅使用 5 个变量。第一个变量是位类型，存储 0 或 1。第二个变量是整数，有符号或无符号。第三个变量也是一个整数。第四个变量是一个双整数，有符号或无符号。如果变量是双精度整数或浮点数，则它会消耗两个内存变量。因此，第五个内存变量将是一个双整数。 状态字 – 状态字存储有关 PLC 的信息。它有两种类型——状态位和状态整数。 输入变量 – 它们存储有关 PLC 数字输入和模拟输入的数据。 输出变量 – 它们存储有关 PLC 数字输出和模拟输出的数据。 通讯变量 – 它们存储有关 PLC 中使用的通讯协议的数据。它们可以是 Modbus、以太网、Can-Open 等。 除此之外，其他内置库也用于存放在数据文件内存中。它们是定时器、计数器、脉冲块等。 程序文件 顾名思义，程序文件存储有关写入的逻辑、子例程和中断的数据。这是 PLC 中内存的主要消耗部分。如果编写的 PLC 代码较多，则程序文件消耗较大，如果编写的代码较少，则程序文件消耗较少。所有逻辑，无论是梯形图、功能框图、结构化文本、顺序流程图还是指令列表，都位于程序文件存储器中。 此外，用户定义的功能块和用户定义的数据类型也包含在程序文件中。 PLC 中的存储器组织存储在内部存储器或内部和外部 SD卡中。当出现内部存储器已满的情况，需要更多数据来编写 PLC 程序时，则需要插入外部 SD 卡来扩展程序存储器。 在这种情况下，数据文件和程序文件都会被扩展。许多 PLC 都有一个在线动画窗口，它显示当前的内存使用情况。它可以在线或离线查看。这有助于更好的内存规划。 -
PLC 硬连线输入/输出和串行输入/输出的差异比较
leigehong posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
在可编程逻辑控制器 (PLC) 和分布式控制系统 (DCS) 中，由于这些系统的实时性以及工业过程的相关复杂性，硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的选择变得尤为重要。 下面，我将详细分析这些特定系统中每个系统的特征。 硬连线输入/输出 下面列出了我们必须讨论的有关硬连线 I/O 的要点。 直接连接 实时响应 接线复杂性 灵活性有限 可靠性 信号完整性 适应性 安全关键应用 1. 直连 硬连线 I/O 直接连接到 PLC 或 DCS。每个输入或输出设备都有一条返回控制器的专用线路。 2. 实时响应 这些 I/O 通常设计用于实时控制任务。它们特别适用于需要立即采取行动的时间敏感型应用，例如过程控制、联锁和紧急关闭。 3. 接线复杂性 对于具有大量 I/O 点的大型系统，硬连线解决方案可能会变得很麻烦，需要大量布线和更大的控制柜。 4. 灵活性有限 由于需要物理重新布线，修改或扩展硬连线系统可能是劳动密集型的。 5、可靠性 硬连线 I/O 通常被认为对于关键任务来说更可靠，因为它们具有直接、点对点的性质，可以降低通信故障的风险。 6. 信号完整性 与串行通信相比，硬连线连接的信号完整性通常更好，尤其是在电磁干扰 (EMI) 较多的环境中。 7. 适用性 最适合较小的系统或可靠性和速度至关重要的场景。 8. 安全 硬连线 I/O 主要用于安全关键型应用，例如控制回路至关重要的工业过程控制应用。 串行输入/输出 下面列出了我们要讨论的有关串行 I/O 的要点。 数据序列化 基于协议的通信 可扩展性 联网能力 数据处理 距离 漏洞 成本 安全 1. 数据序列化 串行 I/O 通常通过一条数据线一次传输一位数据。这与同时发送多个位的并行系统形成对比。硬连线 I/O 中的每个信号都有单独的电线，但串行 I/O 通常只有一根电缆用于传输/接收所有数据。 2. 基于协议的通信 它们通常依靠已建立的工业协议（如 Modbus、PROFIBUS 或以太网/IP）进行通信，这些协议标准化了设备之间的数据交换。 3. 可扩展性 串行 I/O 通常更具可扩展性。添加更多 I/O 点通常只需要配置现有网络，无需额外布线回控制器。 4. 联网能力 串行 I/O 可以轻松联网，并且通常具有内置诊断功能，这使得它们更加通用，但也增加了复杂性。 5. 数据处理 串行 I/O 在数据处理方面更加通用。它们可以通过网络传输更复杂的数据类型，包括实数和字符串。 6. 距离 它们更适合 I/O 点远离 PLC 或 DCS 控制器的应用。在某些情况下，我们可能需要一些特殊设备，例如中继器、网关等。 7. 漏洞 由于串行 I/O 是基于协议的，因此更容易出现数据冲突、延迟和其他网络相关问题等问题。 8. 成本 虽然由于网络硬件的原因，初始设置成本可能较高，但长期成本可能较低，特别是对于需要频繁修改或扩展的系统。 9. 安全 串行 I/O 绝不会用于安全关键型应用，因为主电缆损坏可能会导致数据完全故障。 在硬连线和串行 I/O 之间进行选择 两者之间的选择通常取决于各种因素，例如系统规模、所需的操作速度、安全性、数据复杂性和成本考虑。工程师通常会进行详细分析，有时甚至在单个 PLC 或 DCS 系统的不同部分中使用这两种类型，以充分利用每种类型的优点。例如，硬连线 I/O 可用于安全关键型应用，而串行 I/O 可用于数据收集和监控任务。 硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的比较 下表显示了硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的差异。 参数 硬连线输入/输出 串行输入/输出 连接类型 直接、点对点连接 基于协议，通常是联网 数据传输速度 通常更快，实时处理 由于序列化可能会更慢（取决于协议） 复杂性 由于序列化可能会变慢（取决于协议） 更易于管理的复杂性 可扩展性 扩展困难且昂贵 扩展更容易且成本更低 可靠性 故障点较少，可靠性更高 故障点较多 布线 需要大量布线 布线较少，通常只需一根数据线 信号完整性 在高 EMI 环境中更好 可能容易受到 EMI 影响 支持的数据类型 一般为 4-20 mA 模拟信号，24 V DC 数字信号 由于网络硬件的原因，这可能会更高 距离 适合较短距离 可以处理较长距离 成本（初始） 小型系统较低，大型系统较高 高（取决于协议） 成本（维护） 由于故障排除的复杂性而较高 通常较低 灵活性 有限，难以修改 高度灵活，易于修改 冗余 实施起来困难且昂贵 实施起来更容易且成本更低 安全应用 通常用于安全关键任务 不太常用于安全关键任务 网络诊断 有限或无 通常内置 当谈到 PLC 和 DCS 系统的安全性时，硬连线 I/O 和串行 I/O 具有不同的特性，这些特性可以增强或可能损害工业过程的安全性。 下面的比较表仅关注这两类 I/O 系统的安全方面。 安全方面 硬连线输入/输出 串行输入/输出 可靠性 由于直接连接和故障点较少，可靠性通常更高 基于协议和网络，引入更多潜在故障点 实时响应 非常适合实时响应，通常用于紧急关闭和安全联锁 由于网络拥塞或协议限制，可能会出现延迟，这使得它们不太适合立即采取行动 系统复杂性 较低的复杂性通常更容易识别和解决安全问题 网络和协议的复杂性使得确定安全问题的根本原因变得具有挑战性 信号完整性 不易受到电磁干扰 (EMI)，从而提高信号质量和可靠性 可能更容易受到 EMI 和信号衰减的影响，从而危及安全 数据完整性 由于通常是点对点的，因此数据损坏的可能性较小 由于网络而更容易出现数据完整性问题，从而增加了安全相关故障的风险 人为错误 由于其简单性，不太容易出现影响安全的配置错误 配置或维护过程中出现人为错误的可能性更大，影响系统安全 紧急情况 由于响应时间快，通常是紧急关闭等安全关键系统的首选 由于可能存在延迟和其他网络相关问题，通常不用于立即操作任务 安全 较低的网络攻击敏感性，因为它们通常不联网 由于网络的原因，更容易受到可能危及安全的网络威胁 内置安全功能 安全功能通常是硬连线且不复杂，因此非常坚固 可能有内置的安全协议，但这些协议可能会受到网络问题的影响 认证 由于复杂性更低、可靠性更高，安全关键型应用的认证变得更加容易 由于网络和协议的复杂性，可能需要更广泛的测试和认证 从安全角度来看，硬连线 I/O 和串行 I/O 之间的选择通常倾向于关键安全应用的硬连线 I/O，因为它们具有固有的可靠性和即时响应能力。然而，系统的整体安全性并不仅仅取决于所使用的 I/O 类型；它还受到设计、维护实践和操作人员能力等因素的影响。 -
无论是工业自动化还是任何其他 PLC 系统，每个装置或设备在经过一定时间后都会达到一个阶段，需要对其进行更改或升级。 升级和迁移 例如，如果 PLC 的使用时间超过10年，则其技术支持将不再存在，或者 PLC 已经过时而无法更换。在这种情况下，您有两个选择 - 要么迁移到一套全新的 PLC，要么升级固件和程序。理解这种差异非常重要，因为它有助于选择合适的工作。 在这篇文章中，我们将了解升级和迁移 PLC 系统之间的区别，并了解如何实施正确的系统。 为什么需要迁移或升级 PLC 系统？ 在进入主题之前，首先有必要了解为什么我们需要这样做。假设您已经使用“X”PLC 近 15 年了。程序不会突然出现故障；这是一个完全不同的理论，完全取决于程序员如何编写代码。PLC 代码一旦编写，终生都会以相同的方式执行。 问题始于硬件和支持。如果这种“X”PLC 不稳定或者编程有很多限制，那么 PLC 制造商通常不会将这种“X”PLC 投入生产这么长时间。 很快，该 PLC 将开始过时，并且将无法找到替代品。即使是系统集成商或 PLC 制造商本身也无法提供技术支持，因为他们的人员将转移到更新的品牌，或者其编程电缆也不再可用。 在这种情况下，如果 PLC 系统由于某种原因突然出现故障，那么您别无选择，只能等待较长的停机时间结束。另外，如果你仍然能够从某个地方获得这个 PLC，那么它的成本将非常高并且超出预算。 由于当前的供应链中断以及新的工业自动化解决方案和零件的稀缺，准确估计采购新设备可能需要多长时间是不可行的。在这种情况下，您有两个选择 - 要么迁移到另一个品牌，要么将现有品牌升级到更新的固件 CPU 或程序。 因此，这就是迁移和升级在工业自动化中发挥重要作用的原因。此外，新的解决方案还减少了错误和风险，提供了更强大的技术支持、服务专业知识、更少的资本投资以及工厂的高效运营。 什么是 PLC 系统的移植？ 首先，让我们了解两者中较简单的一个。迁移是指用新系统完全替换旧系统。这类似于一个公民从原来的城市迁移到一个新城市。假设您有一台旧 PLC，在使用 10 年后被发现存在一些硬件缺陷。 CPU 的两个数字输入出现故障，并且该 CPU 不再在市场上销售。另外，由于运气不佳，提供 PLC 的系统集成商已经关闭了业务或转向了一些较新的品牌。 在这种情况下，迁移意味着您需要购买其他品牌的 PLC。在购买之前，您需要考虑 IO 数量、IO 接线、通信端口可用性、编程能力、内存容量、执行速度、可扩展程度等因素。 一旦你完成了这一切，你就需要购买一个新的，并根据制造商的软件在其中编写一个新的程序。另外，您需要与新供应商共享以前的 IO 列表，以便他在 PLC 中相应地进行 IO 映射，并减少在电气面板中接线 IO 的时间。完成后，您可以用新的 PLC 替换旧的 PLC 并相应地使用系统。 虽然使用这种方法不能完全应用新的、一致的编程标准，但整体功能仍然尽可能接近原始，并且可以在一定程度上改进程序。 什么是 PLC 系统升级？ 我们再来看第二个 PLC 系统升级的案例。您拥有与之前讨论的制造商相同的 PLC，并且发生了故障。现在，您发现同一制造商的一些更高级别的 PLC 可用，具有相似的编码风格和 IO 功能。 甚至供应商也可以提供支持。您无需将供应商更换为更新的供应商或完全更改 PLC 品牌，只需将系统升级到更新、更高的系统即可。这个新的 CPU 要么必须用新的编码重写，要么只是即插即用，具体取决于软件。 因此，升级需要在更新系统时进行更全面的 IO 接线和 PLC 编码。 此外，从头开始重写新代码可以让程序员消除他在旧系统中观察到的错误，并以更简单的方式规划高效可靠的逻辑。这是一种升级系统的全新方法。 迁移和升级 PLC 系统之间的差异 迁移意味着切换到全新的 PLC 制造商，而升级意味着切换到同一 PLC 制造商的较新 CPU。 迁移比升级更便宜，因为它需要更少的停机时间、更少的新硬件、更少的编程时间和设计基础设施。 迁移比升级风险更小，因为您已经拥有旧程序的可用程序，只需复制粘贴相同的程序即可。虽然 100% 复制是不可能的，但由于这种方法，功能可以在很大程度上相似。 迁移可能会导致使用新的硬件，这可能需要工程师花时间快速了解系统，以便他们能够对其进行维护和故障排除。在这种情况下，升级就容易多了。 迁移的可靠性和效率不如升级，因为尽管你研究了这么多，但你仍然不知道这个新的 PLC 现在将如何工作。 迁移和升级是一件棘手的事情，需要参与其中的工程师和程序员的详细专业知识。此外，要采取的操作因系统而异。一旦完成，它可以使您的任务变得更加容易。这样，我们看到了 PLC 系统升级和迁移的概念。
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了解 GE 制造 PLC 上的 LED 指示
leigehong posted A PLC and HMI Simplified Chinese article in PLC programming learning
我们都知道 PLC 在当今的自动化时代有多重要，所以有很多流行的 PLC 品牌，例如西门子、横河、AB、ABB、GE 等。在这些 PLC 控制器上，提供了很多 LED 指示来了解控制器的不同状态 ，但要了解状态，我们首先需要了解这些指示的含义。 GE 制造 PLC 上的 LED 指示 在本文中，我们将了解其中一款 GE PLC（特别是 CPL 系列）的 LED 指示，我们还将了解控制器上可用的各种端口的功能。 在这篇文章中，我们将解释 GE 制造的 PLC CPL-410 型号的 LED 指示。 关于 CPL 410 型号 该 PAC（可编程自动化控制器）系统称为 RX3iCPL410，配有内置 Linux 服务器，支持梯形逻辑、结构化文本、功能框图和 C 等编程语言。 包含 64Mb 可配置数据和程序存储器、用于离散输入和输出的 32K 位以及用于模拟输入和输出的 32K 字。还支持大容量内存用于数据交换 最多支持 768 个程序块，1 个程序块大小为 128KB，还支持 4 个独立的以太网 LAN（10\100\1000）。 最多允许 32 个 Modbus TCP IP 客户端，48 个 SRTP（服务请求传输协议）可以同时运行，以及 16 个同时的 Modbus TCP IP 服务器连接。 该 PLC 可以处理高达 -40 至 70 摄氏度的工作温度，它是 DIN 导轨安装设备，支持 18-30 VDC 电源，并且不需要特殊电源。 前面有 5 个以太网端口，底部有 1 个 RJ45 连接，OLED 显示屏可用于导航和监控 CPU 的各种状态，还有许多带 LED 指示的开关可用于监控状态并浏览设置。 我们可以使用 Proficy Machine Edition 软件对 CPU 进行编程和配置，该系统可以轻松创建冗余系统，到辅助 PLC 的切换时间为 100ms。 好的，现在我们将讨论此特定 GE PLC 型号 CPL-410 的 LED 指示。 在下图中我们可以看到很多指示和通讯端口，图 1 中 PLC 没有任何连接，图 2 是运行中的通讯通道。 图 1（左）、图 2（右） 所以，让我们从右上角开始。 µSD：此插槽用于插入Micro-SD卡；Micro SD 卡用于外部存储或加载程序；它有一个保护盖，以防止损坏。 DISP：您可以访问 OLED 显示屏上的显示菜单导航并根据需要进行更改，使用此按钮您可以访问 LAN 设置、控制状态、I/O 状态、设备信息、Linux 操作系统设置、冗余信息和冗余命令，我们可以检查每个 LAN 连接的配置 IP。 SEL：您可以使用此指示和按钮指导选择以进行任何设置修改，您可以根据您的要求导航选项。 RUN：用于向 PLC 运行命令，它激活 OLED 菜单以从 PLC 选择 RUN 启用或 RUN 禁用模式，在运行状态下，绿色指示将在运行按钮下方闪烁。 STOP：用于向 PLC 发送停止命令，可以通过该按钮为 PLC 选择停止启用或停止禁用。 PHY PRES：TPM（可信平台模块）物理存在指示暨选择，这将在健康状况下亮起绿灯。 SSD：固态硬盘活动，绿色指示处于健康状态。这是为了检查存储数据的固态磁盘或驱动器的运行状况。 TEMP：这表明控制器温度过高，当温度超出限制时，它将显示琥珀色 LED 指示。 OK：此信号表明 CPU 正常且处于健康状态。 OE：输出使能，正常时绿色指示。 FRC：当我们对任何模块或设备施加力时，黄色指示灯会亮起，表明力信号已启用。 FLT：当出现系统故障时，该指示将发出红光，如果任何模块出现问题，就会发生系统故障。 IO：该 LED 指示 IO 网络状态的健康状况；健康状况下绿色指示灯会亮起。 RACT：冗余系统是避免主控制系统出现任何问题时避免过程故障的必要条件，还需要对冗余系统进行密切监控以确保始终可用，RACT LED 指示将指示冗余处于活动状态或活动冗余状态，当冗余设备处于活动状态时，指示将呈绿色，一旦冗余 CPU 热备准备就绪，该 LED 将被激活。 RBOK：表示冗余备份单元正常，指示灯呈绿色。 GPOK：Linux 成功启动并重新启动 CPU 后，此 LED 指示灯将呈绿色闪烁，表示通用功能正常，即操作系统处于健康状态或准备好供用户登录，或者我们可以说 Linux 正在运行。 PWR：电源打开，我们也可以用这个按钮重置控制器，我们必须按住 PWR 按钮才能重置 PLC，在健康状态下它会发出绿光。 PLC 中的通讯端口 让我们对通信端口有一些了解： USB1：此端口分配给 Linux，可用于访问键盘、记忆棒、笔驱动器和其他已正确安装驱动程序的存储设备。 USB2：此端口分配给控制器运行时 PACS（可编程自动化控制器） LAN：LAN 端口用于配置工厂通信包和热备冗余，其中两个 LAN3 组端口用于实现此目的。它们在两个 CPU 之间提供高速数据同步链路。将主 CPU 的上部 LAN3 端口连接到辅助 CPU 的上部 LAN3 端口，并将主 CPU 的下部 LAN3 端口连接到辅助 CPU 的下部 LAN3 端口。 前面板局域网： -LAN-1：此端口不可切换，连接到最上面的 RJ45 连接器。 -LAN-2：连接中间两个 RJ45 连接器，可内部切换。 -LAN-3：连接下方的两个 RJ45 连接器，这些端口也能够内部切换，该端口用于为系统提供热备冗余。 底层局域网： -RJ45：该端口支持串行 IO 协议，该端口也是分配给 Linux 系统本身的。 LAN 端口的速度和链路的健康状况对于正常通信至关重要，我们来看看 LAN 端口的上下指示以及该指示的含义。 LAN 端口状态（上方指示）： 绿色指示：相应的链路已建立，绿色闪烁：检测到流量，熄灭，无连接。 LAN 端口 - 速度（下方指示）： 绿色 亮起：数据速度为 1 Gbps 或 100 Mbps，熄灭：网络数据速度为 10 Mbps 请参见下图了解 LAN 端口的指示。 图 3 PLC 底部可用的其他端口 RJ45：这是一个串行 COM 端口，我们可以在其中使用 RJ45 连接器连接通信通道，我们可以使用此端口进行直接以太网连接，或者我们可以使用 TCP IP 转换器（串行到以太网）进行 Modbus 或串行通信通道通信 。请注意，RJ 连接器有 8 个引脚，并与组合成双绞线的电线连接，这种双绞线有助于减少串扰并消除电磁干扰。 PLC 底部有以下端口（图 4） 图 4 Display Port：这是一个视频显示端口，我们可以使用此端口同时或单独传输视频和音频。DP 可传输信号范围为 144Hz 至 4k。 EFA：这是一个 IICS（Informatica 智能云服务）云端口，这是用于集成和数据管理的基于云的服务，使用此平台您可以配置连接、创建用户、运行、安排和监控活动或任务。 EPCSS：Energy Pack Control & Status Signal，它是一个带有 5 个接线端子的接线端子。虽然 EPCSS 在使用时是可选的，但它允许 PLC 控制器在断电时保存其当前状态。 24DC IN：三线端子块，用于向 PLC 提供 24V 直流电源。 我们来看看图 5 中所有 LED 指示的汇总 图 5 至此，对 LED 指示以及 GE 制造的 PLC 的各种端口有了一个基本的了解。 -
当您开发 PLC 程序时，您需要确保在向客户展示之前对其进行了正确的测试和验证。这是因为 PLC 程序中有很多部分，如逻辑、配置、设置等。 因此，有必要测试和验证每个部分，无论哪个程序会出现故障。如果配置或逻辑存在错误，那么系统将在现场出现故障。 为了避免这种情况，大多数程序员会花费数小时来测试 PLC 逻辑，这是他们所做的非常重要的一步。在这篇文章中，我们将学习 PLC 开发的测试和验证过程。 PLC 开发中的测试和验证 下面提到了与 PLC 测试和验证相关的一些要点。 召集利益相关者召开首次会议，讨论 PLC 项目的范围、目标和要求。 制定测试和验证的目标和验收标准。 分配测试和验证过程所需的资源，包括团队成员、硬件和软件工具。 准备详细的功能设计规范 (FDS)，作为 PLC 程序开发和测试的基础。 根据功能设计规范开发初始代码块和例程。 专门为单元测试编写测试计划，确定每个单元应该完成什么以及如何测试它。 执行单元测试，遵循测试计划并记录每个功能或例程的结果。 创建集成测试的测试计划，概述如何将不同的代码块和例程组合并作为单个实体进行测试。 执行集成测试，验证整个程序的功能以及与其他系统的互操作性。 开发 FAT 协议，指定系统必须满足才能被视为可接受的标准。 在模拟环境中基于 FAT 协议进行 FAT，以确保满足所有要求。 起草详细的验证协议，定义如何进行验证、检查什么以及可接受的结果是什么。 审查验证协议并获得质量保证和其他利益相关者的批准。 实施验证协议、记录结果并识别任何偏差或失败。 创建 SAT 协议，重点关注 PLC 系统运行的真实环境。 进行 SAT 以验证 PLC 系统在其预期操作环境中可靠工作。 准备测试和验证活动、结果以及所采取的任何纠正措施的综合文档。 获得所有利益相关者的最终批准，确保 PLC 系统经过测试和验证。 建立流程来监控 PLC 系统的性能并安排定期重新测试和重新验证活动。 归档所有 PLC 项目文档和代码，并正式结束项目。 上述步骤提供了在新的 PLC 开发项目中准备测试和验证的简单指南。 让我们一一看看一些重要的步骤，需要遵循这些步骤直到最后才能正常运行。 IO 映射 PLC 根据输入和输出运行。因此，测试程序的第一步是检查 PLC 中的 IO 映射。您必须在模拟中强制每个数字输入，或者向 PLC 提供实际的硬件输入。 一项一项地，如果映射正确，那么同样会反映在您的图形和程序中。这将验证数字输入。对于模拟输入遵循相同的过程。但是，对于模拟输入，您必须提供多个原始计数，而不仅仅是一个计数。 广泛的计数可以让您正确了解通道是否正常运行。然后，对于数字输出，你必须一一强制它们。如果 PLC 输出按照顺序打开和关闭，则您的 DO 映射是正确的。 对模拟输出遵循相同的过程，并提供广泛的原始计数而不是单个计数。您将正确了解 AO 通道是否正常运行。 通讯协议检查 一旦在 PLC 程序中验证了 IO，下一步就是检查通信和网络地址。假设 PLC 有一个以太网端口和一个 Modbus RTU 端口。您已将一个 HMI 连接到以太网端口，并将三个 VFD 连接到 Modbus 端口。Modbus 端口用于与 VFD 传输和接收数据，如电流、频率、电压等。 这些映射已由您在 PLC 逻辑中完成。首先检查以太网口，测试 IP 是否能 ping 通；以及是否与 HMI 通讯。然后，建立 Modbus 通讯并检查与 PLC 的数据通讯是否正常。 这完全清除了您的硬件部分，因为您现在可以正确地将数据传送到现场；通过硬 IO 或软 IO。这两个基本步骤是验证的第一步。 手动模式 一些系统具有没有关键联锁的手动模式，而一些系统具有带有关键联锁的手动模式。要检查手动模式，您必须逐步打开每个输出，并检查实际的物理输出是否打开。 第一步验证物理 DO 或 AO 是否已与手动模式按钮正确链接。然后，您必须产生相应的警报并检查输出是否关闭。 仅应关闭链接的输出。其余输出不应受到影响。这确保了所有输出都已在程序中通过正确的互锁正确链接。因为，一旦手动模式被清除，将确认物理输出可以手动打开，然后可以更容易地检查自动模式。 直接检查自动模式逻辑会使程序员混淆什么输出正在打开或关闭。验证手动模式将确保各个输出是否打开。 自动模式 下一个重要步骤是检查自动模式。自动模式是一个带有互锁的验证序列。每个系统都有一个控制逻辑文档，显示序列如何与适当的联锁和输出矩阵一起工作。 PLC 程序员必须确保当任何序列运行时，相应的输出相应地打开/关闭。另外，序列是否正常运行并具有互锁？ 自动模式逻辑在制作时必须主要分为四个部分 打开输出， 编写序列流， 连接联锁和警报，以及 显示当前运行状态。 这种技术使得程序流程非常容易查看和排除故障。 应尽量避免不断使用置位-复位线圈和梯形逻辑。梯形图逻辑使用起来很方便，但是在线仿真运行时，排查故障很费时间。 此外，置位-复位线圈也难以管理，因为一旦使用了置位线圈，就必须小心地将其复位到某处。否则，如果条件写入不正确，该位将保持设置状态。 就这样，我们看到了 PLC 开发中的测试和验证过程。
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使用 PLC 的模拟输出控制感应电机的速度
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只有使用变频驱动器才能控制感应电机的速度。基本上，我们可以通过三种不同的模式来控制感应电机的速度。 使用数字信号 使用 0～10V/0～5V/4～20mA/0～20mA 等模拟信号 使用 Modbus 通讯，无论是 RTU 模式还是 TCP/IP 模式 感应电机转速 在这篇文章中，我们将使用范围为 0 至 20 mA 的模拟输入信号来控制电机的速度。本文介绍如何使用 PLC 的模拟输出来控制电机的速度。请参阅下面的示意图以获取概述。 为了改变电机的速度，来自 PLC 的 0 至 20 mA 模拟输出信号被发送到 VFD 的模拟输入端子。随着毫安从 0 增加到 20，速度从 0 到 50 Hz 变化。在本主题中，我们使用 S7 200 智能 PLC 的六个独特的模拟输出点来控制六个电机的速度。（每个电机根据电机额定值都有单独的 VFD）。 这里使用的 PLC 是西门子 S7 200 Smart 系列的 CPU ST60，并配有两个模拟量输出模块 EM AQ04，而 VFD 型号是施耐德电气的 ATV310 系列。西门子 HMI 与 CPU ST60 通信，可从屏幕上改变电机的速度。 在进行 PLC 逻辑之前，请参阅下面的硬件配置和连接详细信息： CPU ST60 中添加了上述模拟量输出模块。VFD 的每个模拟输入点都会从各个 PLC 模拟输出点接收 0 至 20 mA 信号。 现在，查看 ATV310 VFD 驱动器的参数详细信息。 401：01（参考通道 1） 204.0：0A（AI1型） 204.1：4mA（AI1电流定标参数 0%） 204.2：20mA（AI1电流定标参数 100%） 除此之外，还需要根据电机额定值在 “300” 组中设置电机参数。 模拟输出模块也称为 DA 模块或数模模块。根据该声明，根据配置设置将数字值转换为毫安或电压。 不同的 PLC 有不同的数字值，可以转换成模拟电压或毫安信号。西门子 S7 200 系列使用 0 代表 0 毫安，27648 代表 20 毫安。 根据参数号 “204.1”，我们必须确定输出点发出 4mA 左右的数字值。通过使用碰巧方法，我们确定该值为“5559”，此时我们接收到的电流大约为 4 毫安。 根据上面的讨论，频率将在 0 到 50Hz 之间的任何位置，并且 PLC 中的毫安表示为数字值。当从 HMI 馈送特定频率时，需要进行一些缩放才能获得实际频率。 因此，我们可以将这些数字值称为 “未缩放” 值。现在要将这些未缩放的值更改为缩放后的值，可以使用以下公式： OSH = 27648.0（输出 20 mA 模拟信号的未缩放数字值） OSL = 5559.0（输出 4 mA 模拟信号的未缩放数字值） ISL = 0（频率输出下限，单位 Hz） ISH = 50（频率输出上限，单位 Hz） “输入” 是用于从 HMI 设置电机速度的变量。 “输出” 是缩放后的数字值 现在，将这些值放入公式中并进一步评估： 输出 = [(27648.0 – 5559.0) *(输入 – 0)/(50 – 0)] + 5559.0 输出 = [22089.0*输入 /50] + 5559.0 输出 = [441.78*输入] + 5559.0 在评估梯形图逻辑中的方程式之前，请先完成以下 PLC 软件中的模拟输出配置设置： 在 Step 7 MicroWin Smart 软件中，单击 “项目树” 栏中突出显示的系统块设置选项。 在系统块设置中，配置第一张 AQ04 卡的所有通道和第二张 AQ04 卡的第 3、4 通道，当前类型突出显示。 使用模拟输出进行感应电机速度控制的 PLC 编程 网络 1： VD200 以频率或 Hz 的形式存储从 HMI 设置的输入值或变量值。然后乘以 441.78 并存储在 VD204 中。 然后将 VD204 中的值加上 5559 并存储到 VD208 中。 VD208 中的值是实数格式的评估缩放输出值。VD208 中的值的小数部分被丢弃，整数部分使用 “TRUNC” 指令以双整数格式存储在 VD276 中。 之后，MW4 以整数格式存储该双整数值。AQ04 模块的第一个通道 AQW16 的地址是该值现在传输的位置。 例如：如果 VD200 = 41.5 Hz 从 HMI 馈送，则 VD208 = [441.78*41.5] + 5559.0 = 23892.87。 因此，为了达到 41.5 Hz，需要将 23892 以整数形式存储在 MW4 中。 根据网络评论，第一个通道用于改变其中一个应用中电机（装载机）的速度。 同样，网络 2 至 6 的构建是为了使用 VD212、VD224、VD236、VD248 和 VD260 作为其变速设定点，从 EQ04 模块的各自通道改变其他电机和风扇的速度。 根据接线连接，第二个 EQ04 模块使用第三、第四通道； 因此，使用的地址是 AQW36 和 AQW38。要了解更多信息，请参阅系统块配置。 -
由于多种原因，PLC 接线（可编程逻辑控制器）的最佳实践对于工业自动化和控制系统至关重要。 在生产运营、制造和能源生产领域以及广泛的工业领域，PLC 的主要组件有助于调节和监控不同的流程。 PLC 接线最佳实践 图片提供：PLCHMIs 以下是正确 PLC 接线如此重要的一些关键原因。简而言之，它提供可靠性、安全性、准确性、维护性、可扩展性、合规性、成本效率和文档。 PLC 接线有哪些做法？ PLC（可编程逻辑控制器）的接线是自动化控制系统安装和调试的基本部分。PLC 用于控制各种工业过程和机器。 接线将 PLC 连接到工厂车间的传感器、执行器和其他设备。它确保信号从 PLC 准确传输，使其能够与设备交互。 以下是 PLC 接线时应采取的一些重要做法： 规划 在开始布线之前，必须有一个清晰的布局计划。它应包括组件、输入/输出 (I/O) 设备以及 PLC 在机柜或电气面板中的位置。 接线图 确保拥有电气图的更新（修订）副本。 选择合适的电缆 使用符合必要电气规格的优质电缆。 确保它们足够长并具有足够的电流容量，以避免信号传输问题和过热。 鉴别 清楚地标记所有电缆、连接器和端子。它简化了故障排除、维护和未来扩展。标签可以轻松识别系统内的每根电缆、连接器和端子。 标签有助于保持控制系统的完整性。错误连接电缆或端子可能会导致设备损坏、系统故障甚至安全风险。正确的识别可以减少安装或维护过程中出错的机会。 牢固的连接 通过拧紧端子来确保牢固和安全的连接，以防止可能导致故障的连接松动。 对于市中心的工厂来说，成本可能极其昂贵。连接松动会导致设备意外停机或故障，从而导致生产延误和财务损失。 电源和信号分离 电源线和信号线之间保持足够的距离，以避免电磁干扰。 如有必要，请使用排水沟或分隔线以物理方式分隔电缆。这有助于防止串扰并减少干扰的机会。 测试与验证 在给 PLC 系统通电之前，必须执行连续性和验证测试。这是为了确保所有组件均按照设计规范正确连接。不正确的连接可能会导致设备故障、效率低下或损坏。 安全 接线时请遵守电气安全规定。在进行接线之前，请确保 PLC 和所有组件均已拔掉插头。 文档 保留所有接线的详细记录，包括最新的图表、接线清单和配置文档。这对于未来的维护和未来的系统修改非常有价值。 训练 确保操作和维护系统的人员接受过 PLC 接线和操作方面的培训。 监管合规性 验证 PLC 接线是否符合适用标准。 正确的接线对于保证 PLC 控制系统的可靠、安全运行至关重要。 PLC 接线对于工业控制系统的可靠性、安全性、准确性和可维护性至关重要。 正确的接线可确保控制系统按预期运行并符合行业标准和法规，最终有助于工业过程的整体效率和成功。 为什么正确的 PLC 接线很重要？ PLC（可编程逻辑控制器）的正确接线对于工业自动化和过程控制系统至关重要，原因如下： 正确的接线可提供系统可靠性。正确的接线可确保系统组件之间牢固且稳定的电缆连接，从而减少间歇性故障或通信错误的可能性。 它保证了安全。不正确的接线可能会导致短路、过载和电气危险。正确的接线可以最大限度地减少电气事故的可能性，并确保系统符合安全标准。 它提高了系统性能：不正确的接线会对系统性能产生负面影响，导致通信和指令执行延迟。正确的布线可确保快速、准确的数据传输。 正确的接线可减少停机时间和维护成本。它帮助我们进行更简单的维护：仔细组织和标记电缆将使我们更容易识别和解决系统问题。 法规遵从性：在许多行业中，一些特定的法规和标准要求正确布线以确保系统安全和质量。 PLC 接线技巧 下面我们分享一下 PLC 接线的相关要点。 遵守国家和当地的电气规范。 使用屏蔽电缆传输模拟信号和通信信号。 确保所有组件正确接地。 标记所有电线和端子。 实施电线颜色编码方案。 将输入接线与输出接线分开。 使用尽可能短的电缆长度。 避免将电线缠绕在端子螺钉上。 根据负载和电流要求选择合适的线规。 对绞合线使用线套。 在物理上分开高压线和低压线。 仔细检查电源和 I/O 连接的极性。 将电线捆扎整齐并使用扎带。 通电前测试电线连续性和正确连接。 维护更新且详细的文档。 使用接线端子更方便维护。 定期进行接线检查。 使用应力消除机制来保护电线。 为了安全，请遵循上锁/挂牌程序。 接线完成后进行彻底的系统测试。
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每当一个新的 PLC 程序员去现场调试一个项目时，出现的第一个问题就是如何去做。这是因为 PLC 系统庞大且难以理解。 因此，每个 PLC 程序员必须知道自己在到达现场时应该做什么，并有适当的计划。如此大量的电场线和设备，需要配合 PLC 程序逻辑来了解他在做什么。 在这篇文章中，我们将学习 PLC 程序员应遵循的调试步骤。 PLC 编程器现场调试步骤 PLC 程序员的第一步是检查他的笔记本电脑上是否安装了所有必需的 PLC 软件。假设该站点系统中有施耐德自动化。那么，首先，他需要在笔记本电脑上安装所有相应的 PLC 软件。软件每次都必须正确打开，所有相关驱动程序也必须正确响应。之后，他需要将笔记本电脑连接到办公室的自动化硬件。这将确保他能够在系统中正确上传和下载。软件安装或连接不当可能会导致现场调试出错。 然后，他必须在笔记本电脑上进行最终备份，并通过模拟检查 PLC 逻辑。这将确保他到现场了解整个过程。之后，携带所有通讯电缆，准备前往现场。如果发现由于时间限制，系统没有得到充分检查，则记下测试过程中观察到的待处理点和逻辑错误。确保在调试时对此进行检查。 到达现场后，首先全面了解工厂状况。有多少机械工作待处理，有多少电气工作待处理；这是最重要的。另外，检查水、空气和蒸汽等公用设施的状况。记下所有状态并在笔记本电脑上列出日常活动列表。将此文件分享给你的直属上级，以便他知道活动卡在哪里，并可以相应地推动相应的人员完成工作。 一旦面板被交付测试，就开始检查现场 IO。根据 IO 列表和接线图，相应的现场设备必须相应操作。记下发现的任何问题并联系电气人员解决问题。 如果 PLC 系统中有通讯设备，也必须检查它们。所有通讯设备必须能够在网络总线上与 PLC 自动化系统正常通讯。 现场接线确认后，必须检查所有机械装置是否按接线运行。最后，进程运行很重要，如果设备没有响应，则进程将无法正常运行。 一旦完成所有器件验证部分，下一步就是与工艺工程师验证逻辑。必须检查设备是否按照编写的逻辑运行。如果发现问题，检查是否可以通过逻辑解决，或者是否必须由工艺工程师解决。得出同样的结论并解决。 这样您的 PLC 调试活动就完成了。保存所有最终备份并将其交给您的上级以确保安全。此外，记下所有最终工艺参数并录制运行工厂的视频以供理解。制作最终报告并由客户签字以证明调试已完成。记下他的任何言论，并确保问题尽早得到解决。 PLC 调试步骤 下面简单介绍一下 PLC 调试的主要步骤。 查看文档：检查系统要求和原理图。 安全检查：验证上锁/挂牌和其他安全协议。 硬件检查：检查 PLC 和 I/O 模块是否有任何损坏。 上电：打开 PLC 并确认基本功能。 建立通讯：建立 PLC 与编程终端之间的链接。 更新固件：如果需要，安装最新的 PLC 软件版本。 配置 I/O：设置输入和输出模块。 加载程序：将初始 PLC 代码下载到系统中。 测试模式：验证各个输入、输出和通信。 回路检查：确保现场设备和 PLC 之间的信号完整性。 逻辑测试：验证 PLC 功能和序列。 模拟：使用模拟输入测试复杂逻辑。 流程启动：开始流程的初始测试运行。 微调：根据测试运行调整 PID 控制器调谐、计时器、计数器和设定值。 更新文档：记录调试期间所做的更改。 功能测试：验证整个系统是否按预期工作。 操作员培训：教操作员如何使用新设置。 创建备份：保存最终的 PLC 程序和配置参数。 客户批准：获得客户或项目经理的签字。 移交：完成系统移交的文档。 这样，我们就看到了 PLC 程序员要遵循的调试步骤。
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什么是 PLC 编程指令列表？
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PLC 编程有五种语言：梯形图、指令表、结构化文本、功能块图和顺序流程图。每种类型的 PLC 语言都有其自身的优点和缺点。虽然某些语言在视觉上看起来不错并且很容易排除故障，但其他语言具有较低的内存消耗和更快的处理速度。 使用的最基本的 PLC 语言之一是指令表。它不像其他语言那样出名，并且由于技术过时，只有少数 PLC 程序员使用，但仍然在几乎所有 PLC 制造商的软件中可用。在这篇文章中，我们将了解 PLC 中指令表语言的概念。 什么是指令列表？ 用指令表语言编写的 PLC 程序由一系列由逻辑控制器顺序执行的指令组成。每条指令由单个程序行表示，并由以下部分组成： 线路编号 当前值（仅限在线模式） 指令运算符 操作符 可选注释 基本上，如果您见过微处理器中使用的传统汇编语言，那么您很容易就会与这种语言产生联系。它也可以称为梯形逻辑和结构化文本的混合。梯形逻辑是指指令必须以线性方式编写，而结构化文本是指助记符在单词中使用。 请参阅下图以了解更多信息。第一张图显示了用梯形图语言编写的 PLC 逻辑。逻辑是 – 如果 %M0 开启且 %M1 开启或 %M2 开启，%M3 将开启。 现在，请参考以下指令列表逻辑。您可以看到每行只有一个组件 - 第一行有 %M0，第二行有 %M1 与下一行进行 AND 逻辑。 第三行让 %M2 与前一行进行 OR 逻辑，第四行关闭命令，第五行打开输出 %M3。因此，它是梯形逻辑和结构化文本的表示。 指令表的组成部分 PLC 指令表的主要组成部分如下所述。 行号 – 创建新程序行时会生成四位数的行号，并由软件自动管理。上图中可以看出为 0000 到 0004。 当前值——在线模式下，您可以看到各个元素的当前值，如下图所示。在线动画期间，下图中指示其为真或假。 指令运算符 – 该运算符是一种用于执行指令的命令。也可以称为所写逻辑的输入侧和输出侧。它是一个助记符号，用于表示输出端要执行的命令类型以及输出端将如何执行它。例如，上图中，LD 代表加载，通过加载第一位的值开始执行，AND / OR 表示逻辑指令，ST 表示将结果值存储到目标位。 评论——这是可选的。它允许程序员编写任何注释来帮助他轻松排除逻辑故障。 PLC 编程中的指令表 下面介绍一些 PLC 的指令表。 LD – 将操作数的布尔值加载到累加器中。 LDN – 将操作数的布尔值取反后加载到累加器中。 LDR – 当操作数从 0 变为 1（上升沿）时，将操作数的布尔值加载到累加器中。 LDF – 当值从 1 变为 0（下降沿）时，将操作数的布尔值加载到累加器中。 AND – 它在前一个结果和当前操作数之间执行 AND 运算。 ANDN – 它在前一个结果和当前操作数的倒数之间执行 AND 运算。 ANDR – 在前一个结果和当前操作数的上升沿之间执行 AND 运算。 ANDF – 在前一个结果和当前操作数的下降沿之间执行 AND 运算。 OR – 在前一个结果和当前操作数之间执行或运算。 NOT – 它执行操作数的逆运算。 ST – 它采用生成的结果的值。 STN – 它采用生成结果的倒数值。 S – 对操作数进行设置操作。 R——对操作数进行复位操作。 除此之外，它还有其他指令，如跳转、子程序、结束、与、或等，具体取决于 PLC 制造商。 这样，我们就了解了 PLC 编程中指令表的概念。 -
PLC 编程人员现场携带所需工具
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每当 PLC 程序员访问现场进行调试或进行某些服务呼叫时，他必须知道在开始工作之前必须携带哪些工具。这是因为大多数地点都非常偏远，如果忘记携带，并非所有材料都可以轻松获取。因此，如果他小心谨慎并随身携带必要的材料，那么他就可以轻松完成工作。 当程序员阅读待办事项列表时，通常会出现很多混乱；所以，我想简单地提一下，以便他们能够快速掌握。 PLC 编程工具 PLC 程序员所需的主要工具如下所述。 安装了 PLC 软件的笔记本电脑 USB 至 PLC 接口电缆 以太网电缆 螺丝刀套装 电气测试表（万用表） 剥线钳 钢丝钳 接线端子螺丝刀 电工胶带 便携式硬盘或 USB 闪存驱动器 RJ45 压接工具 串行转换器（RS232 到 USB 等） IP 配置工具（可选） 用于标记电线的标签机 工业以太网交换机 模拟信号环路校准器 绝缘钳 用于记录的笔记本和笔 用于现场标签的便携式打印机 防静电手腕带 注意：所需工具可能因具体 PLC 品牌、型号和现场工作性质而异。始终确保携带必要的个人防护装备 (PPE)。 在这篇文章中，我们将看到 PLC 程序员在现场需要携带的工具。 合适的笔记本电脑 这是首要的基本要求。屏幕/硬件损坏、RAM 性能缓慢或内存不足的劣质笔记本电脑可能会严重妨碍程序员的工作。所有必备软件都必须存在于程序员使用过的笔记本电脑中。 任何不正确安装的软件都会以非常糟糕的方式破坏他的工作。他的所有通信端口都必须正常工作。笔记本电脑充电器必须正确。除此之外，Wi-Fi 等网络适配器必须正常工作。 编程电缆 当 PLC 程序员到达现场时，他基本上是要连接到一些自动化设备。为此，他必须携带所有必备的编程电缆。在前往现场之前，他必须在办公室检查这些电缆。 例如，如果 PLC 有 USB 端口、LAN 端口和 RS485 端口，那么他至少必须携带 USB 和 LAN 电缆，这些电缆很容易获得。只携带一根电缆是有风险的。 笔式驱动器/便携式硬盘 外部存储是必须的，因为您可以随时需要它来传输文件或存储备份。存储必须有足够的可用空间，以便在需要时存储数据。 如今，许多自动化设备都配有 USB（笔式驱动器）端口；因此，如果电缆不起作用，携带它可以增加安全性。 鼠标 在现场，PLC 程序员大部分时间都面临着按时完成任务的压力。使用笔记本电脑触摸板会消耗大量时间。 此外，笔记本电脑触摸板使图形设计变得忙碌。因此，携带 USB 鼠标可以帮助他们轻松完成任务。 螺丝刀套装 螺丝刀对于 PLC 程序员来说是非常重要的工具。如果他在现场遇到任何接线问题，或者接线工需要他的一些额外帮助，那么各种尺寸的螺丝刀将非常有用。 此外，PLC 程序员可以在没有人帮助的情况下独立处理一些电气接线，以快速解决任何问题。 剥线钳 与螺丝刀类似，剥线钳也发挥着重要作用。如果突然需要进行大量接线，那么 PLC 程序员只需剥去线头并按要求进行接线即可独立完成。 网络连接 由于 PLC 编程器可以多次要求在线支持访问，因此要求 SIM 卡有足够的数据并且速度必须足够好以支持。 通常，您的 SIM 卡也有可能无法访问该网站。在这种情况下，请向当地工程师寻求帮助以获取他们的数据，或者更好的是，您可以携带网络适配器以获得最佳使用效果。 文具用品 如果 PLC 程序员携带记事本、钢笔、记号笔等书写用的文具，那就太好了。很多时候，在工作中写一些东西可以帮助程序员在压力大的情况下记住事情。 此外，由于客户持续不断地要求完成工作，编写东西使程序员的工作变得更容易。 这样，我们就看到了 PLC 程序员在现场需要携带的必备工具。 -
施耐德 PLC 中的 CRA 模块 – 远程 IO 适配器模块
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在工业自动化中，有时 IO 仪表距离面板很远，由于距离太远而无法与本地 PLC 连接。 因此，可以使用远程 IO 模块，仅将这些 IO 的数据与主 PLC 进行通信。这使得通信更加容易，并为仪器工程师提供了将仪器放置在任何需要的地方的灵活性。 远程 IO 适配器模块 远程适配器与主 PLC 之间的通信大多通过以太网完成，这是最快、最高效的通信方式。 许多 PLC 品牌都提供此类远程 IO 模块。其中，施耐德电气就是这样一个品牌，其中有 BMXCRA 或 BMECRA 模块可供使用。在这篇文章中，我们将了解施耐德 PLC 中 CRA 模块的概念。 施耐德 PLC 中的 CRA 模块 图片：BMXCRA31210、Modicon X80 RIO 模块 CRA 是 Schneider PLC 自动化系列中的远程 IO 适配器模块。它没有任何 CPU 来编写逻辑；它只是一个数据通信器。它获取 IO 值并将其不断更新到主 CPU。该模块工作在以太网 IP 协议上。它有三个 LAN 端口用于工作。 除了标准 IO 值外，该模块还提供各种类型的诊断以进行故障排除。这有助于程序员更灵活地编写逻辑。例如，您有三个 IO 模块，距离 CPU 非常近。然后，只需在软件中的 CRA 模块中配置这三个模块即可；然后 CRA 将使用它与 CPU 进行数据通信。 模块配置 该模块上有两个旋转开关。它们定义了模块的 ID。例如，系统中使用了 4 个 CRA 模块。所有四个都彼此相距很远。然后，每个模块必须被赋予一个单独的标识，以便 CPU 逻辑可以轻松区分。 另外，模块 IP 在 CPU 程序中设置。CRA 模块中没有任何配置。只需在 PLC 逻辑中为 CRA 模块正确配置 IP 地址，通过旋转开关设置 ID，您的 CRA 模块就会开始相应运行。 该模块有四个 LED 用于故障排除 – 运行、IO、模块状态和网络状态。详细阅读模块的目录以获得正确的描述。 施耐德 PLC 通讯模块 该模块仅在 Schneider PLC 的 M580 和 Quantum 系列中受支持。该模块的一个有趣之处在于它具有大量的通信服务，例如 SNMP 代理、SNTP 客户端、FDR 客户端、FTP 客户端、TFTP 客户端、DHCP 客户端、CIP 显式消息和服务质量。所有这些都是网络安全功能的一部分，有助于保护模块免受网络攻击。 CRA 模块是完全冗余的。这取决于您如何将系统联网。冗余级别取决于布线方式以及拓扑结构。基于此，您可以安全地操作逻辑，而不必担心 IO 数据丢失。 例如，您有两个 CRA 模块并需要 IO 冗余。根据其支持的拓扑，您可以这样设计网络：如果第一个 CRA 模块的一个 LAN 端口发生故障，您可以通过第二个 LAN 端口将数据传输到第二个 CRA 模块，然后传输到主 PLC。有多种路由选项可供选择。 这样，我们就看到了施耐德 PLC 中 CRA 模块的概念。 -
罗克韦尔 PLC 中的 AENT 模块 – 远程 IO 适配器
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在工业自动化中，IO 分为三种类型：本地、远程和分布式。 它定义 IO 是位于本地电气面板还是远程网络面板中。 这是根据面板上现场仪表的位置决定的。 不同类型的自动化制造商都有相应的模块，用于使用远程 IO。 罗克韦尔就是这样的著名品牌之一。 在罗克韦尔 PLC 中，IO通信最常用的网络适配器是 AENT 模块。 该模块可以连接在本地 PLC 以外的位置，并通过以太网通信与其连接。 相应的 IO 与 AENT 模块连接。 在这篇文章中，我们将了解罗克韦尔 PLC 中 AENT 模块的概念。 罗克韦尔 PLC 中的 AENT 模块 如前所述，AENT 模块是一种远程 IO 适配器。 该模块内部没有任何 CPU； 它只是一个网络接口，用于通过以太网 IP 协议与主 PLC 进行现场 IO 通信。 这意味着该模块中不能写入任何逻辑，因为它只会读取配置有该模块的 IO 模块的数据并将其写入主 PLC CPU。 您最多可以将 64 个 IO 模块与 AENT 模块连接以进行连接。 一般用 1734-AENT 系列来标识。 不仅是 IO 数据，您还可以通过该模块获得 IO 的每个诊断信息。 这使得故障排除更加容易。 模块通信通过以太网 IP 协议进行，并且为此配备了 RJ45 端口。 它可以以半双工或全双工模式进行通信。 该模块的标准电源为 24V DC。 IP 地址配置 在模块中设置 IP 地址的一般方法有 3 种： 通过设置其上的开关（它有三个数字，表示 IP 地址的最后三位数字） 使用 Rockwell 提供的 BootP/DHCP 软件 使用 Rockwell 提供的 IP 配置软件。 设置 IP 地址后，即可使用该模块与主 PLC 进行通信。 在 PLC 软件 (Studio 5000) 中，必须在此 AENT 模块中配置 IO 模块。 然后，这些模块通过 AENT 模块将其 IO 状态传达给主 CPU。 该模块可用于星形拓扑或树形拓扑。 该模块具有以下用于诊断的 LED – 模块状态、网络状态、网络活动、POINT 总线状态、系统电源和现场电源。 您可以通过阅读其目录来获取每个 LED 的详细说明。 这有助于模块的详细故障排除。 需要注意的是，模块连接的电源最多只能驱动 10 个 IO 模块； 因此，AENT 中每连接 10 个模块后就需要一个电源模块。 机箱尺寸 与该模块相关的最重要的术语之一是机箱尺寸。 机箱尺寸是指与 AENT 连接的模块数量。 例如，如果使用 19 个 IO 模块，则必须将 AENT 配置中的机箱大小设置为 20。 适配器将此机箱尺寸设置存储在非易失性存储器中。 当适配器的非易失性机箱尺寸与其背板上的实际模块数量不匹配时，适配器将不会进行任何 I/O 连接。 此外，一旦您在线，除了离线配置之外，您还需要在线设置此大小。 完成此步骤后，您才可以使用该模块与主 CPU 进行 IO 值通信。 AENT 模块是更高系列的适配器，因此仅与三种类型的 PLC 一起使用 - Control Logix、Compact Logix 和 Flex Logix。 这样，我们就看到了罗克韦尔 PLC 中使用的 AENT 模块的概念。 -
罗克韦尔 PLC 中的一次性上升沿和下降沿指令
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在任何 PLC 中，了解其指令的编写方式都很重要。 所有语言的基本理解都是相同的； 不同之处在于它的说明方式。 如果我们清楚地了解说明，那么我们就可以使用任何类型的 PLC 软件。 自动化领域使用最广泛的品牌之一是罗克韦尔。 其中有许多不同类型的指令用于编程。 其中，有两条指令是任何 PLC 逻辑中最需要的。 它们是——单次上升沿和单次下降沿。 在这篇文章中，我们将看到这两条指令的工作原理。 一触发上升沿 (OSR) 在 PLC 编程中，您一定听说过两种常见的对象类型——正峰值和负峰值。 正峰值意味着仅当变量从 0 变为 1 时才会触发。该对象的输出为触发脉冲类型。 现在，PLC 中不再有变量状态，而是一条附加指令，您可以在其中获取整个梯级的触发输出。 这意味着，当整个梯级或条件将其状态从 0 更改为 1 时，输出将处于脉冲型触发条件。 这是 PLC 中的上升沿触发指令。 在罗克韦尔 PLC 中，称为单触发上升沿指令。 可以参考下图来理解。 正如您所看到的，该指令在其条件下接受两个输入。 两者都写成 NO 逻辑； 意思是当两者都打开时，只有条件为真。 现在，当这种情况发生时，指令中有两个变量——存储位和输出位。 存储位的作用是存储条件状态。 当这两个位都打开并且条件从 0 变为 1 时，存储位将更新为 1 并将该值传递到输出位。 输出位打开的时间很短（以毫秒为单位）。 PLC 程序员可以在其逻辑中使用该脉冲输出。 只要条件为真，存储位就不会改变。 一旦条件变为假，存储位就会更新为 0。当条件再次变为真时，输出位将作为脉冲打开。 这表明，当您只想通过一个脉冲来打开输出时，该指令非常有用，并且该脉冲必须仅在整个条件为真时生成，而不是在单个变量变为真时生成。 一击下降沿 (OSF) 现在，举一个需要在系统停止时采取行动的例子。 这意味着，当条件从真变为假时，必须采取某些行动。 并且该动作必须以触发器类型完成； 它不应该持续打开。 这称为负峰值。 要执行此函数，必须从变量中获取负峰值，或者必须从整个条件中获取负峰值，如前所述。 对于第二种类型，Rockwell PLC 使用单触发下降沿指令。 请参阅上图。 梯级中有 2 个 NO 条件，并且该梯级的输出连接到 OSF 块。 该块有两个位——存储和输出。 存储位用于存储梯级的状态。 当条件为真时，存储位更新为1。当条件从真变为假时，存储位更新为 0，输出位以脉冲形式变为 1。 当条件再次成立时，循环会再次重复。 输出位为脉冲形式，并且持续时间很短（以毫秒为单位）。 这表明，当您只想通过一个脉冲来打开输出时，该指令非常有用，并且只有当整个条件为假时，而不是在单个变量变为假时，才必须生成该脉冲。 这样，我们就看到了罗克韦尔 PLC 中的单次上升沿和单次下降沿指令。 -
什么是分布式 IO ？– PLC 中的分散式外设
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在本文中，我们将讨论分散式外设或分布式 IO，我们不会研究 TIA Portal，我们只是讨论什么是分布式 IO 以及我们为什么需要它。 内容： 什么是外部外设或分布式 IO？ 一个简单的例子来解释分布式 IO 的需求。 o 1 台带有 PLC 的机器。 o 1 台带有 PLC 的机器位于远离安全的地方。 o 2 台或更多台具有相同 PLC 的机器 o 已安装具有不同 IO 模块（GSD 文件）的机器 结论 外围设备 分布式 IO 设备是用于自动化和控制系统的设备。 它们充当中央控制器 (PLC) 与自动化过程中安装的不同传感器和执行器之间的中介。 将它们想象成从传感器收集信息并将命令传递给执行器的信使。 分布式 IO 这种分布式方法简化了接线，您无需将所有电线直接连接到 PLC，而是将这些分布式 IO 设备安装在机器端。 它们从传感器收集信息（例如温度或运动）并向执行器（例如电机或阀门）发送命令。 这使得整个系统工作流畅，布线更少，也更容易管理和扩展，从而提高了系统的灵活性。 在下一节中，我们将使用一些示例以更简单的方式解释分布式 IO 的想法和需求。 简单举例说明分布式 IO 的必要性 假设我们有一台生产机器，这台机器是通过 PLC 控制的，任何类型的 PLC，见图 1。 图 1. 通过 PLC 控制的生产机器。 正如您所看到的，控制机器的 PLC 安装在现场机器侧。 我们知道 PLC 被设计为能够在恶劣的环境下运行，因此将 PLC 安装在机器侧并不是一个坏主意，因为我们知道它将能够承受与机器相关的不同运行条件， 环境温度高、湿度大、震动等造成的枯萎。 现在，如果我们需要修改流程并增加对机器的控制，这意味着我们需要增加机器的输入和输出数量，这意味着我们需要获得更大数量的 PLC IO，或者至少我们需要将 IO 模块添加到当前的 PLC。 您应该知道，向当前 PLC 添加额外的 IO 模块将取决于您为项目选择的 PLC，因为每个 PLC 都有您可以添加到 PLC 的最大 IO 数量。 因此，如果我们需要的额外 IO 数量超过了我可以添加到 PLC 的最大 IO 数量，那么我将不得不购买更大的 PLC，这意味着将您的软件重写到新的 PLC 或至少迁移您的软件 项目。 见图 2。 图 2. 用于新机器扩展的更大 PLC。 因此，对于新的扩展，我们必须购买更大的 PLC。 现在，我们说 PLC 可以在现场安装，并且它的设计能够承受恶劣的环境，但通常情况并非如此，通常情况下，PLC 安装在远离条件良好且受到保护的地方，例如 MCC 房间。 这意味着我们过程的每个输入或输出信号都必须从机器侧连接到 PLC（MCC室），因此如果我有 100 个 IO 信号，那么我将不得不在机器和 PLC 之间拉动 100 个信号电缆 。 如果我将来需要进行任何扩展，我将不得不拉动额外的新电缆。 见图 3。 图 3. MCC 机房内安装 PLC。 正如您所看到的，我们现在必须为流程中的每个 IO 信号在 PLC 和机器之间拉一根电缆。 这对于 IO 数量较少的小型机器来说是可以接受的，但对于具有大量 IO 的大型进程来说就不是那么容易接受了。 因为这将包括拉动大量电缆，这将增加该过程的成本，并且还会引入需要注意的新问题，例如电缆管道、EMC 兼容性、电缆桥架以及更多额外的考虑因素。 这就是外部外设或分布式 IO 模块变得非常有用的地方。 见图 4。 图 4. 使用分布式 IO 设备。 分布式 IO 模块简单来说就是安装在机器端的 IO 模块，用于收集过程的所有输入并发送给 PLC，也可以从 PLC 获取输出信号并发送给相关的执行装置。 从图中可以看到，PLC 和机器之间的连接现在是通过在分布式 IO 设备和 PLC 之间拉一条通信电缆来完成的。 分布式 IO 设备具有多种通信功能，在我们的示例中，我们假设采用 Profinet 通信，因此颜色为绿色。 使用分布式 IO 设备将为您带来扩展过程 IO 的优势，而无需安装更大的 PLC。 您只需将新的 IO 添加到设备中，PLC 之间的通信仍然使用 Profinet 或任何其他通信方法进行通信。 您甚至可以使用同一个 PLC 控制全新的机器，只需将新的通信电缆从 PLC 拉到新机器即可。 见图 5。 图5.用同一个 PLC 控制 2 台机器。 正如您所看到的，要使用 PLC 控制一台全新的机器，我只需要一根连接 PLC 和机器的额外通信电缆。 当然，您需要确保您的 PLC 功能可以处理和控制两台机器。 另一件事是，分布式 IO 可以与不同品牌的 PLC 一起使用，这意味着我可以将不同品牌的分布式 IO 与西门子 PLC 一起使用。 见图 6。 图 6. 使用不同品牌的分布式 IO。 如图所示，一台机器使用 SIEMENS 分布式 IO 设备，另一台机器使用 Schneider 分布式 IO 设备，并且两台机器都将通过同一台 PLC 进行控制。 结论 分布式 IO 设备用于扩展控制系统的范围，允许长距离连接大量传感器和执行器。 与传统的机器 - PLC 信号连接相比，分布式 IO 减少了所需的接线量。 在分布式 IO 系统中添加或删除设备很容易，使其具有高度可扩展性和可靠性。 -
如何在 PLC 项目中配置分布式 IO？
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在之前的文章中，我们简单介绍了分布式 IO 设备的概念、它们是什么以及为什么我们需要它们。 在本文中，我们将展示如何在 PLC 项目中配置分布式 IO 设备。 与往常一样，我们重点关注西门子和 TIA Portal 系统，因此我们将展示使用西门子 ET200S 分布式 IO。 内容： 分布式 IO 设备的硬件配置。 将 IO 模块分配给控制器。 将配置下载到实际的硬件模块。 分布式 IO 设备的硬件配置 任何分布式 IO 设备的硬件配置只是意味着将该 IO 设备分配给项目中的某个控制器，以便来自该 IO 的输入信号将到达该 PLC，并且输出命令将来自该 PLC。 让我们将 PLC 添加到我们的项目中，看看如何继续。 见图 1。 图 1. 将 PLC 添加到我们的项目中。 从我们刚刚添加的 PLC 中可以看出，PLC 已经有一些集中式 IO，但在本文中，我们假设机器的一部分距离很远，我需要连接到 PLC，在这种情况下， 我们将使用安装在机器部分的分布式 IO 设备，它将拥有与机器该部分相关的所有 IO，然后分布式 IO 设备将通过适当类型的通信方法（如 Profinet 或）与 PLC 进行通信 现场总线。 PLC 项目中的分布式 IO 让我们添加 ET200S 设备。 见图 2。 图 2. 添加您需要的 IO 模块。 从图中可以看出，有很多不同的 IO 模块可供您根据您的应用进行选择。 我们将选择标准的 ET200S 模块。 见图 3。 图 3.拖放 ET200s 模块 如图所示，只需将 IO 模块拖放到项目的网络视图中即可。 请注意，我们为 IO 模块选择的 Profinet 接口与我们的 PLC 相同。 将 ET200S 模块添加到我们的项目后，我们可以开始将我们的输入和输出模块添加到 ET200S，您可以从右侧的硬件目录栏找到与所选模块兼容的所有 IO，见图 4。 图 4. 为 ET200S 添加 IO。 正如您从图片中看到的，我可以通过将 IO 拖放到空白区域来添加它们。 ET200S 可以使用的最大 IO 数量取决于它的类型和规格。 要添加输入和输出模块，只需将其从右侧的硬件目录中拖放到即可，见图 5。 图 5. 拖放您需要的 IO。 将 IO 模块分配给控制器 现在，您将分布式 IO 模块添加到项目中，您会注意到 IO 设备未分配或连接到任何控制器。 见图 6。 图 6. 添加的 IO 模块未分配给 PLC。 查看分布式 IO 模块未分配给任何控制器的另一种方法是，没有为我的 IO 分配地址。 由于它没有连接到任何控制器，见图 7。 图 7. 地址未定义。 如图所示，I 和 O 地址区域为空白，表明它们尚未分配给控制器。 所以我们需要将 IO 模块分配给 PLC。 要将 IO 模块分配给控制器，我们需要进入网络视图，选择 IO 模块，然后右键单击并按 “分配给新的 DP 主站/IO 控制器”，见图8。 图 8. 将 IO 模块分配给控制器。 按下 “分配给新的 DP 主站/IO 控制器”后，会出现选择 IO 控制器窗口，您可以在其中选择要分配 IO 模块的 PLC，在我们的项目中我们只有一个控制器，因此该窗口 将仅显示一个选项。 见图 9。 图 9. 选择 IO 控制器窗口。 一旦按下 OK，IO 模块将被分配给 PLC。 现在，如果你检查 IO 模块的设备视图，你会发现输入和输出现在已经在项目中分配了地址，这意味着它们现在属于某个 PLC 控制器。 见图 10。 图 10. IO 模块现已分配地址。 将配置下载到实际硬件模块 这就是您选择和配置分布式 IO 模块并将其分配给项目中的 PLC 的方法。 不过，有件事你应该知道， 是的，我们确实将 IO 模块分配给了 PLC，但这只是在软件方面（TIA Portal）完成的。 实际的硬件 IO 设备仍然不知道它已分配给该 PLC。 这意味着如果我将项目下载到 PLC，它将成功编译并下载，但是当 PLC 需要与 IO 设备联系以获取输入或给出输出命令时，它将无法找到设备，即使 尽管两者之间有通信电缆。 并且 PLC 会给出错误。 为了解决这个问题，我必须做一些叫做 “分配设备名称” 的事情 为此，只需右键单击 IO 设备并按分配设备名称，这将打开以下窗口，见图 11。 图 11. 分配设备名称。 单击分配设备名称时，将出现 “分配 PROFINET 设备名称” 窗口。 见图 12。 图 12. 分配设备名称窗口。 这个过程是用硬件设备完成的，但由于我们没有硬件组件，只能进行模拟，所以我们在这里看不到它。 但是，当您选择 PC/PG 接口并单击更新时，您应该找到您的 IO 设备，然后您只需选择分配设备名称即可将设备名称分配给实际的 IO 硬件模块。 完成后，您现在可以将此 IO 设备用作 PLC 的普通 IO。 您可以在 PLC 项目树中找到 IO 模块，因为它现在是 PLC 的一部分。 见图 13。 图 13. IO 模块属于 PLC 项目树。 -
PLC 系统之间的分布式 IO 共享
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在之前的文章中，我们介绍了分布式 IO 模块的概念，以及如何使用 PLC 配置 IO 模块。 在本文中，我们将展示如何在 PLC 系统之间进行分布式 IO 共享。 内容： 问题描述。 与两个 PLC 共享 IO 设备。 将不同的内部模块分配给 PLC。 问题描述 在上一篇文章中，我们展示了如何将分布式 IO 模块与 PLC 连接和配置，并通过该 PLC 控制分布式模块的 IO 点。 在本文中，我们讨论需要将同一分布式 IO 模块与两个不同 PLC 一起使用的情况。 见图1。 图 1. 两个不同的 PLC 项目。 PLC 系统之间的分布式 IO 共享 想象一下，我们需要在两个 PLC 之间共享分布式模块的输入和输出点。 在两个 PLC 之间共享分布式 IO 模块是可能的，但并非所有模块都能做到这一点，但大多数现代模块都可以。 共享信息的另一种方法是将所有信息从分布式 IO 获取到一个 PLC，并在两个 PLC 之间建立通信，然后交换所需的数据。 这将在另一篇文章中展示。 在分布式 IO 设备（IO设备_1）中，我们配置了许多 IO 模块，例如 4DIx24VDC 模块、8DOx24VDC 模块、2DIx24VDC 模块以及更多模块。 见图 2。 图 2. 我们的 IO 设备中的不同 IO 模块。 与两个 PLC 共享 IO 设备 在本文中，我们将假设正如您从图片中看到的那样，我们要通过 PLC_1 控制 4DIx24VDC 模块和 8DOx24VDC 模块，并且我想从 PLC_2 控制 2DIx24VDC 模块和 2DOx24VDC 模块。 所以我想在两个 PLC 之间共享不同的模块，从而共享名称设备。 如图 1 所示，分布式 IO 设备（IO 设备_1）已经是 PLC_1 的扩展，正如我们在上一篇文章中设置的那样，但我们还需要将其设为 PLC_2 的扩展，以便可以在两者之间共享 PLC。 见图 3。 图 3. IO 设备是 PLC_1 的扩展 通常，在执行此操作时，我们会将每个 PLC 置于不同的 TIA Portal 项目中，但由于我们没有真正的硬件设备，因此我们将仅使用一个 TIA Portal 软件项目来演示如何在两个 PLC 之间共享分布式 IO 模块 。 我们有一个项目有两台 PLC。 我们需要将 IO 设备_1 分配给 PLC_1 和 PLC_2 为此，请在网络视图中复制该模块并将其粘贴到您的项目中以拥有两个模块。 见图 4。 图 4. 复制并粘贴 IO 设备。 现在，我们需要将此 IO 设备分配给 PLC_2，就像我们在上一篇文章中对 PLC_1 所做的那样。 见图 5。 图 5. 将模块分配给 PLC_2 现在，如果您尝试将项目下载到两个 PLC，PLC_1 将能够找到 IO 模块。 但是，PLC_2 将无法找到 IO 模块，因为没有名为 IO device_2 的实际硬件模块，我们只有一个硬件 IO 设备，并且从上一篇文章开始，它被配置为名称 IO device_1，这就是为什么 PLC_2 将 找不到 IO 设备。 见图 6。 图 6. 通过设备网络名称进行连接。 因此，我们需要为两个 IO 模块指定相同的设备网络名称，见图 7。 图 7. 网络设备名称 如您所见，IO 模块的网络设备名称为 IO device_1，其他 IO 模块见图 8。 图 8. 第二个 IO 模块的网络设备名称。 此处，网络名称为 IO device_2。 我们需要为两个 IO 模块指定相同的名称，以便两个 PLC 都能找到它并连接到它。 取消选中自动名称生成选项，这样我们就可以更改名称并将它们都设为 IO device_1，同时确保两个模块中红色区域内的所有信息相同。 见图 9。 图 9.取消点击自动生成选项。 在我们将两个模块的信息更改为相同后，请检查图片 10a 和 10b。 图 10a. 第二个 IO 模块。 图 10b. 第一个IO模块 现在两个 IO 模块是相同的，两个 PLC 都可以找到 IO 模块并与其通信。 见图 11。 图11. 两台 PLC 都能找到 IO 模块。 到目前为止，我们假设两个 PLC 都位于同一个 TIA Portal 项目中。 但是，如果我们与另一个 TIA Portal 项目中的控制器共享 IO 模块，我们将执行与之前相同的操作，但会添加一个额外的步骤。 在此步骤中，我们将转到 IO 模块的属性并更改共享设备 IO 周期选项，如图 12 所示。 图 12. 项目外部的 IO 控制器 从图中可以看到，如果两个 PLC 属于不同的 TIA Portal 项目，我们将红框内的值改为 1。 由于我们在同一个项目中拥有两个 PLC，因此我们将其保持为零。 现在两个 PLC 都可以看到 IO 设备并与其通信，我们需要告诉 IO 模块，哪些内部模块应该与哪个 PLC 通信。 正如我们在图 2 中提到的，我们需要一个 4DIx24VDC 模块和 8DOx24VDC 模块来与 PLC_1 通信，我想从 PLC_2 控制2DIx24VDC 模块和 2DOx24VDC 模块。 我们可以按照以下步骤来做到这一点。 为 PLC 分配不同的内部模块 首先进入 IO 设备_1 的属性，您会发现 IO 设备的所有内部模块都属于 PLC_1。 见图 13。 图 13. IO 模块的共享设备。 从图中可以看到，访问 IO 设备的所有内部模块都分配给 PLC_1，但是正如我们之前提到的，我们需要 PLC_2 访问最后两个内部模块 2DIx24VDC 模块和 2DOx24VDC 模块。 为此，只需右键单击所需的模块并取消选择 PLC_1 选项，并将其设为空白以指示该模块将通过不同的控制器进行控制。 见图 14。 图 14. 取消选择内部模块。 如果取消选择 PLC_1 选项后检查 IO 设备_1 的设备概览，您将看到这些内部模块没有为 PLC_1 分配地址，表明它们属于其他位置。 见图 15。 图 15. 未分配给 PLC_1 的模块无寻址 现在，我需要将这两个模块分配给 PLC_2 的 IO device_2。 通过执行与之前相同的步骤，转至 IO 设备_2 的共享设备属性，并仅将 PLC_2 分配给两个需要的模块。 见图 16。 图 16. 将所需模块分配给 PLC_2 现在，2DIx24VDC 模块和 2DOx24VDC 模块已分配给 PLC_2，如果您检查设备概述，您会发现它们的寻址方式与我们想要的 PLC_2 相同。 见图 17。 图 17. 寻址属于 PLC_2 这就是我们如何在两个 PLC 之间共享一个 IO 模块，无论它们位于同一个 TIA Portal 项目中还是位于两个不同的项目中。