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西門子PLC中變量的關系

1.什么是全局變量和局部變量?

以西門子的S7-200為例，輸入I、輸出Q、變量存儲器V、內(nèi)部存儲器位M、定時器T、計數(shù)器C等屬于全局變量，可以在符號表中為全局變量定義符號名。

程序組織單元(Program Organizational Unit)簡稱為POU，包括主程序、子程序和中斷程序。每個POU均有自己的64字節(jié)局部變量，局部變量用L(Local)來表示，局部變量只能在它所在的POU中使用。與此相反，全局變量可以在各POU中使用。

2.局部變量有哪些類型?

子程序可以使用下列局部變量：

1) TEMP (臨時變量)是暫時保存在局部數(shù)據(jù)區(qū)中的變量。只有在執(zhí)行該POU時，定義的臨時變量才被使用，POU執(zhí)行完后，不再保存臨時變量的數(shù)值。主程序和中斷程序的局部變量表中只有TEMP變量。

2) IN(輸入?yún)?shù))由調(diào)用它的POU提供的傳入子程序的輸入?yún)?shù)。

3) OUT(輸出參數(shù))是子程序的執(zhí)行結(jié)果，它被返回給調(diào)用它的POU。

4) IN_OUT(輸入_輸出參數(shù))的初始值由調(diào)用它的POU傳送給子程序，并用同一變量將子程序的執(zhí)行結(jié)果返回給調(diào)用它的POU。

主程序和中斷程序的局部變量表中只有臨時變量TEMP。

3.子程序的輸入、輸出參數(shù)有什么作用?

具有輸入、輸出參數(shù)和局部變量的子程序易于實現(xiàn)結(jié)構化編程，對于長期生產(chǎn)同類設備或生產(chǎn)線的廠家尤為有用。編程人員為設備的各部件或工藝功能編寫了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的內(nèi)部代碼，只要知道子程序的功能和輸入、輸出參數(shù)的意義，就可以用它們快速“組裝”出滿足不同的用戶要求的控制程序。就好像可以用數(shù)字集成電路芯片組成復雜的數(shù)字電路一樣。

如果子程序沒有輸入、輸出參數(shù)，這種子程序沒有明確的軟件接口，使用起來很不方便。

4.局部變量有什么優(yōu)點?

1) 子程序如果沒有局部變量，它和調(diào)用它的程序之間只能通過全局變量來交換數(shù)據(jù)，子程序內(nèi)部也只能使用全局變量。將它移植到別的項目時，需要對各POU使用的全局變量作統(tǒng)一安排，以不會出現(xiàn)地址沖突。當程序很復雜，子程序很多時，這種地址分配是很花時間的。

如果子程序有局部變量，并且在子程序中只使用局部變量，不使用全局變量，因為與其他POU沒有地址沖突，不作任何改動，就可以將子程序移植到別的項目中去。

為了減少移植子程序的工作量，在子程序中應盡量避免使用全局變量和全局符號。

2) 如果使用局部變量表中的臨時變量(TEMP)，同一片物理存儲器可以在不同的程序中重復使用。

設計PLC控制系統(tǒng)時應遵循的基本原則

 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：

　　1. 大限度地滿足被控對象的控制要求

　　充分發(fā)揮PLC的功能，大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的問題和疑難問題。

　　2. PLC控制系統(tǒng)安全可靠

　　PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。

　　3. 力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便

　　一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。

　　4. 適應發(fā)展的需要

　　由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。

正確的連接是保證PLC正常工作的前提條件。連接的錯誤或不良不僅會影響到PLC工作的可靠性與穩(wěn)定性，而且還可能會引起機械設備和PLC硬件的誤動作、故障甚至損壞，引發(fā)火災等安全性事故，必須予以重視。

??(1) 連接的基本要求。由于PLC控制對象與PLC模塊規(guī)格、型號的不同，PLC的連接可能有所區(qū)別，但總體說來，PLC的連接應遵循如下的共同原則：

??1) PLC的全部連接必須正確無誤，尤其對于電源電壓、控制電壓的種類、電壓、極性等，必須仔細檢查，確保正確。

??2) PLC的連接必須保證牢固、可靠、符合規(guī)范。

??3) 連接導線的絕緣等級、線徑必須與負載的電壓、電流相匹配；導線的顏色必須符合標準的規(guī)定。

??4) PLC的連接作業(yè)必須在斷電的情況下，由具備相應專業(yè)資格的人員負責實施。

??5) PLC模塊、連接電纜的插、拔應在PLC斷電的情況下，按照規(guī)定的方法與步驟進行。

??6) 接觸PLC前，應通過接觸接地金屬部件放掉人身體上的靜電。

??(2) 連接線的布置。合理布置PLC連接線，可以減少、消除線路中的干擾，提高可靠性。PLC的連接線、電纜等zuihao根據(jù)電壓等級與信號的類型進行分類敷設。

??圖5-20所示為推薦的較合理的PLC電纜敷設方式，可以供設計者參考。

??圖5-20 PLC合理的電纜敷設方式

??圖5-20中的電纜敷設采用了“分層敷設”方式，在“走線槽”內(nèi)部采用了圖5-21所示的隔離措施；在“走線槽”外部，通過金屬屏蔽外殼予以密封，這樣可以起到有效防止電磁干擾的作用。

??當然，在實際使用時，考慮到成本等各種的因素，要完全按照PLC生產(chǎn)廠家的要求布置可能會有一定的困難。即使如此，對于動力電纜與控制電纜、信號電線還是以分開敷設為宜，在電氣柜內(nèi)，也盡可能予以“分槽”布置。

??(3) 電源線布置。PLC對輸入電源的要求相對較低，通常較容易滿足要求。但是，當供電線路存在干擾或電網(wǎng)波動劇烈時，為了保證PLC的正常工作，應考慮在電源輸入回路加隔離變壓器、浪涌吸收器或者采取穩(wěn)壓措施。

??圖5-21 電纜的隔離

??(a)水平敷設；(b)垂直敷設

??在PLC的外部電源連接方面，應考慮如下幾點：

??1) PLC的輸入電源、I/O電源與設備的其他電源，原則上也應分開布線，各電源回路應具有獨立的保護電路。

??2) 采用隔離變壓器時，隔離變壓器到PLC電源之間的連線盡可能短，以減小線路中的干擾。

??3) PLC的電源連接線應有足夠的線徑，以減小線路的壓降。

??4) DC回路與AC回路應盡可能分開布線。

??5) 當輸入/輸出連線無法與動力線分開敷設時，輸入/輸出盡可能采用屏蔽電纜，并在PLC側(cè)將屏蔽層接地；輸入信號與輸出信號也不宜布置在同一電纜內(nèi)，應采用單獨的連接電纜。

??6) 當輸入電源可能存在較大的干擾時，應采取必要的抗干擾措施。

??7) 原則上，PLC的I/O連接線不應超過20m，當大于此長度時，應采取必要的措施，防止干擾與線路壓降的增大。

??8) 擴展單元的電纜是容易受到干擾的部位，連接時應保證它與動力線的距離在30~50m。

??(4) 干擾及其預防。為了防止線路中的干擾對PLC系統(tǒng)可靠性的影響，可以根據(jù)如下不同情況，采取相應的措施。

??1) 電源干擾：電源干擾主要來自外部線路中的雷擊、設備內(nèi)部的大功率負載的啟動/停止、接觸器等的通/斷等。

??防止電源干擾的對策是在PLC電源的進線側(cè)安裝隔離變壓器、浪涌吸收器，以吸收線路的干擾電壓；同時將PLC與設備的連線利用接地良好的金屬軟管等予以保護。

??2) 高頻干擾：高頻干擾主要來自控制系統(tǒng)或其他設備中的高頻裝置。防止高頻干擾的措施是在電源進線側(cè)安裝高頻濾波器，并對電源線進行絞接處理。

??3) 接地干擾：接地干擾主要是由不正確的地線或接地不良引起的。使用PLC控制的設備進線應有按地良好的地線，并且對于設備的各控制部分應采用獨立的接地方式，不能使用公共地線。

??4) 感性負載通斷干擾：解決感性負載通斷引起的干擾的方法是在感性負載的兩端安裝過電壓吸收器。對于交流感性負載，可以采用 RC抑制器與壓敏電阻；對于直流感性負載，可以安裝二極管、壓敏電阻、RC 抑制器等。

??5) 電磁干擾：對于大功率負載的啟/停、開關引起的電弧所產(chǎn)生的電磁干擾，應通過對開關安裝金屬屏蔽罩等措施進行磁屏蔽。