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潯之漫 智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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在可編程控制器中有多種程序設計語言,它們是梯形圖、語句表、順序功能流程圖、功能塊圖等。

梯形圖和語句表是基本程序設計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。

供S7-200系列PLC使用的STEP7-Micro/Win32編程軟件支持SIMATIC和IEC1131-3兩種基本類型的指令集，SIMATIC是PLC的指令集，執(zhí)行速度快，可使用梯形圖、語句表、功能塊圖編程語言。IEC1131-3是可編程控制器編程語言標準，IEC1131-3指令集中指令較少，只能使用梯形圖和功能塊圖兩種編程語言。SIMATIC指令集的某些指令不是IEC1131-3中的標準指令。SIMATIC指令和IEC1131-3中的標準指令系統(tǒng)并不兼容。我們將重點介紹SIMATIC指令。

西門子PLC和三菱PLC在編程方式上的區(qū)別

　三菱PLC英文名又稱：Mitsubish Programmable Logic Controller，是三菱電機在大連生產(chǎn)的主力產(chǎn)品。 它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。三菱PLC在中國市場常見的有以下型號： FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q）。

　　德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、 S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

　　三菱plc是日系品牌，編程直觀易懂，學習起來會比較輕松，但指令較多。而西門子plc是德國品牌，指令比較抽象，學習難度較大，但指令較少，所以學習三菱和學習西門子的周期是一樣的。

　　三菱（日系的中品牌）PLC的軟件至少落后西門子5年以上，大中型的暫且不說，就拿三菱比較有優(yōu)勢的小型機FX系列和西門子S7-200系列相比，西門子有如下優(yōu)勢：

　　1、三菱的編程軟件從早期的FXGPWIN到近期的GX8.0（我所知道的），和所有的日系品牌一樣，該軟件的編程思路是自上而下的單一縱向結構，而西門子的MicroWIN則是縱向和橫向兼?zhèn)涞慕Y構，而且子程序支持局部變量，相同的功能只需要編一次程序即可，大大減少了開發(fā)難度和時間。

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哪些措施可以提高PLC系統(tǒng)的搞干擾性能

1、采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾

在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源（如CPU 電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的?，F(xiàn)在，對于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對于變送器供電的電源和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術）的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。

此外，位保證電網(wǎng)饋點不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（UPS）供電，提高供電的安全可靠性。并且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。

2、電纜選擇的敖設

為了減少動力電纜輻射電磁干擾，尤其是變頻裝置饋電電纜。筆者在某工程中，采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，從而降低了動力線生產(chǎn)的電磁干擾，該工程投產(chǎn)后取得了滿意的效果。

不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類分層敖設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近平行敖設，以減少電磁干擾。

3、 硬件濾波及軟件抗如果措施

由于電磁干擾的復雜性，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設計和組態(tài)時，還應在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態(tài)零點，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位；采用間接跳轉，設置軟件陷阱等提高軟件結構可靠性。

信號在接入計算機前，在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。

對干較低信噪比的模擬量信號．常因現(xiàn)場瞬時干擾而產(chǎn)生較大波動，若僅用瞬時采樣植進行控制計算會產(chǎn)生較大誤差，為此可采用數(shù)字濾波方法。

  現(xiàn)場模擬量信號經(jīng)A／D轉換后變成離散的數(shù)字信號，然后將形成的數(shù)據(jù)按時間序列存入PLC內(nèi)存。再利用數(shù)字濾波程序對其進行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號， 可對輸入信號用m次采樣值的平均值來代替當前值，但井不是通常的每采樣。次求一次平均值，而是每采樣一次就與近的m－l次歷史采樣值相加，此方法反應速度快，具有很好的實時性，輸入信號經(jīng)過處理后用干信號顯示或回路調節(jié)，有效地抑制了噪聲干擾。

由干工業(yè)環(huán)境惡劣，干擾信號較多， I／ O信號傳送距離較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統(tǒng)運行的可靠性，使PLC在信號出錯倩況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤，并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作，在程序編制中可采用軟件容錯技術。

4、正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)

接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。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三種方式。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應采用直接接地方式。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)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應采用串聯(lián)一點接地方式。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，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22 mm2的銅導線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接距建筑物10 ~ 15m遠處(或與控制器間不大于50m)，而且PLC系統(tǒng)接地點必須與強電設備接地點相距10m以上。

信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地；不接地時，應在PLC側接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當?shù)慕拥靥巻吸c接點。

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　　2、S7-200一直以來支持強大的浮點運算，編程軟件直接支持小數(shù)點輸入輸出，而三菱直至近年推出的FX3U系列才有此種功能，以前的FX2N系列的浮點功能都是假的。

　　3、S7-200的模擬量輸入輸出程序非常簡單方便，AD、DA值可以不需編程直接存取的，三菱的FX2N及其以前的系列都需要非常繁瑣的FROM TO指令。FX3U如今倒支持此功能了，但足足晚了五年甚至更多。

　　4、當然三菱的FX2N系列也有它自己的優(yōu)勢，一是高速計數(shù)器指令比S7-200方便，二是422口比西門子的PPI口皮實（因為200系列的PPI口是非光電隔離的，非規(guī)范操作和仿制的編程電纜可能會導致串口損壞）。

　　以上的比較僅僅是小型機，至于西門子的300和400系列以及更大型的TDC系列，這里就無需多言了。

　　學PLC，三菱是很容易上手的，因為直來直去思路簡單，但從學習的角度講，肯定是西門子更好。

梯形圖程序設計語言是用的一種程序設計語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應用。梯形圖與操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性；與原有的繼電器邏輯控制技術的不同點是，梯形圖中的能流不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此，應用時，需與原有繼電器邏輯控制技術的有關概念區(qū)別對待。LAD圖形指令有3個基本形式：

（1）觸點：                                                               

 觸點符號代表輸入條件如外部開關，按鈕及內(nèi)部條件等。CPU運行掃描到觸點符號時，到觸點位的存儲器位訪問（即CPU對存儲器的讀操作）。該位數(shù)據(jù)（狀態(tài)）為1時，表示“能流”能通過。計算機讀操作的次數(shù)不受限制，用戶程序中，常開觸點，常閉觸點可以使用無數(shù)次。

（2）線圈：  

線圈表示輸出結果，通過輸出接口電路來控制外部的指示燈、接觸器等及內(nèi)部的輸出條件等。線圈左側接點組成的邏輯運算結果為1時，“能流”可以達到線圈，使線圈得電動作，CPU將線圈的位地址的存儲器的位置位為1，邏輯運算結果為0，線圈不通電，存儲器的位置0。即線圈代表CPU對存儲器的寫操作。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以在用戶程序中，每個線圈只能使用一次。