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西門子PLC模塊6ES7222-1BD30-0XB0

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PLC組織塊含義與作用

組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口。STEP7提供了各種組織塊(OBs)，可用于創(chuàng)建在特定時間執(zhí)行的程序和響應特定事件的程序。

程序的任務包括：

● 處理過程數(shù)據(jù)，例如，鏈接二進制信號，讀入并利用模擬量，定義輸出的二進制以及輸出模擬值。

● 中斷響應，例如，*出模擬擴展模塊測量范圍時的診斷錯誤中斷。

● 正常程序執(zhí)行中的錯誤處理

組織塊 (OB) 構(gòu)成 PLC的操作系統(tǒng)與用戶程序之間的接口。 組織塊由操作系統(tǒng)調(diào)用，并控制下列操作：

● 自動化系統(tǒng)的啟動行為

● 循環(huán)程序執(zhí)行

● 基于中斷的程序執(zhí)行

● 錯誤處理

系統(tǒng)程序可以檢測到以下錯誤:不正確的*處理器功能、系統(tǒng)程序執(zhí)行錯誤、用戶程序錯誤和輸入/輸出錯誤。根據(jù)錯誤的類型，*處理器被設置為進入停止模式或調(diào)用錯誤處理OB。詳情請參考艾特交易網(wǎng)后續(xù)相關內(nèi)容。

 PLC以微處理器為**，具有微機的許多特點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。
  微機一般采用等待命令的工作方式工作。
   PLC是按集中輸入、集中輸出，周期性循環(huán)掃描的方式進行工作的。每一次循環(huán)掃描所用的時間稱為一個掃描周期。
   對每個程序，CPU從*條指令開始執(zhí)行，按順序逐條地執(zhí)行指令做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從*條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至結(jié)束又返回*條指令，如此周而復始不斷循環(huán)。
   PLC在每次掃描工作過程中除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成內(nèi)部處理、輸入采樣、通信服務、程序執(zhí)行、自診斷、輸出刷新等工作。PLC工作的全過程包括三個部分，即上電處理、掃描過程和出錯處理。PLC工作的全過程可用圖4所示的運行框圖來表示。
   PLC通電后，CPU在系統(tǒng)程序的控制下**行內(nèi)部處理，包括硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保持范圍設定及其他初始化處理等工作。
   PLC有很強的自診斷功能，PLC每掃描一次執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常，如電源檢測、內(nèi)部硬件是否正常、程序語法是否有錯等。如檢查出異常時，CPU面板的LED及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼；CPU能根據(jù)錯誤類型和程度發(fā)出信號，甚至進行相應的出錯處理，使PLC停止掃描或強制變成STOP狀態(tài)。
   PLC運行正常時，掃描周期的長短與用戶應用程序的長短、CPU的運算速度、I/O點的情況等有關。通常用PLC執(zhí)行1KB指令所需時間來說明其掃描速度（一般1-10ms/KB）。值得注意的是，不同指令執(zhí)行時間是不同的，故選用不同指令所用的掃描時間將會不同。若用于高速系統(tǒng)要縮短掃描周期時，可從軟硬件上同時考慮。PLC周期性循環(huán)掃描工作方式的顯著特點是：可靠性高、抗干擾能力強，但響應滯后、速度慢。

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PLC系統(tǒng)設計的內(nèi)容

一、輸入回路的設計

1、電源回路 PLC供電電源一般為 AC85—240V（也有DC24V），適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1：1隔離變壓器等）。

2、PLC上DC24V電源的使用各公司 PLC產(chǎn)品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負載時要注意容量，同時作好防短路措施（因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行）。

3、外部DC24V電源 若輸入回路有 DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PLC上DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源；但該電源的“—”端不要與 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相連，否則會影響PLC的運行。

4、輸入的靈敏度各廠家對PLC的輸人端電壓和電流都有規(guī)定，如日本三菱公司F7n系列PLC的輸入值為：DC24V、7mA，啟動電流為4．5mA，關 斷電流小于1．5mA，因此，當輸入回路串有二極管或電阻（不能完全啟動），或者有并聯(lián)電阻或有漏電流時（不能完全切斷），就會有誤動作，靈敏度下降，對 此應采取措施。另一方面，當輸入器件的輸入電流大于PLC的*大輸入電流時，也會引起誤動作，應采用弱電流的輸入器件，并且選用輸人為共漏型輸入的 PLC，Bp輸入元件的公共點電位相對為負，電流是流出 PLC的輸入端。

二、輸出回路的設計

1、各種輸出方式之間的比較

（1）繼電器輸出：

優(yōu)點是不同公共點之間可帶不同的交、直流負載，且電壓也可不同，帶負載電流可達2A／點；但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負載，這是由繼電器的壽命決 定的。其壽命隨帶負載電流的增加而減少，一般在幾十萬次至Jl百萬次之間，有的公司產(chǎn)品可達1000萬次以上，響應時間為10ms。

（2）晶閘管輸出：

帶負載能力為0.2A/點，只能帶交流負載，可適應動作，響應時間為1ms。

（3）晶體管輸出：

*大優(yōu)點是適應于高頻動作，響應時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶 DC5—30V的負載，*大輸出負載電流為0．5A/點，但每4點不得大于0.8A。

當你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6次以下時，應可以選擇繼電器輸出，因其電路設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。當頻率為10次／min以下時，既可采用繼電器輸出方式；也可采用PLC輸出驅(qū)動達林頓三極管（5—10A），再驅(qū)動負載，可大大減小。

2、抗干擾與外部互鎖當 PLC輸出帶感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續(xù)流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電 路，可有效保護PLC。當兩個物理量的輸出在PLC內(nèi)部已進行軟件互鎖后，在PLC的外部也應進行互鎖，以加強系統(tǒng)的可靠性。

3、“GOM“點的選擇不同的 PLC產(chǎn)品，其“COM”點的數(shù)量是不一樣的，有的一個“COM”點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶2個或1個輸出點的。當負載的種類多，且電流 大時，采用一個“COM”點帶1—2個輸出點的 PLC產(chǎn)品；當負載數(shù)量多而種類少時，采用一個“COM”點帶4—8個輸出點的PLC產(chǎn)品。這樣會對電路設計帶來很多方便，每個“COM”點處加一熔絲， 1—2個輸出時加2A的熔絲，4—8點輸出的加5—10A的熔絲，因 PLC內(nèi)部一般沒有熔絲。

4、PLC外部驅(qū)動電路對于 PLC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅(qū)動電路：可以用三極管驅(qū)，也可以用固態(tài)繼電器或晶閘管電路驅(qū)動，同時應采用保護電路和浪涌吸收電 路，且每路有顯示二極管（LED）指示。印制板應做成插拔式，易于維修。

PLC的輸入輸出布線也有一定的要求，請看各公司的使用說明書。

三、擴展模塊的選用

對于小的系統(tǒng)，如80點以內(nèi)的系統(tǒng)．一般不需要擴展；當系統(tǒng)較大時，就要擴展。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊的數(shù)量都有限制，當擴展仍不能滿足 要求時，可采用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；同時，有些廠家產(chǎn)品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編制時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規(guī)定，請 關的技術手冊。

各公司的擴展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。 PLC的這種模塊化設計為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。

四、PLC的網(wǎng)絡設計

當用PLC進行網(wǎng)絡設計時，其難度比PLC單機控制大得多。首先你應選用自己較熟悉的機型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執(zhí)行速度和 用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則，不能適應你的實時要求，造成系統(tǒng)崩潰。另外，對通信接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳送速度等也要考慮。

*后，還要向 PLC的商家尋求網(wǎng)絡設計和軟件技術支持及詳細的技術資料，至于選用幾層工作站，依你的系統(tǒng)大小而定。

五、軟件編制

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