PLC的自动化控制系统的优化设计

1、PLC 的自动化控制系统的优化设计（转贴）1 引言在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，而PLC 技术是解决上述问题的最有效、最便捷的工具，因此 PLC 在工业控制领域得到了广泛的应用。下面就PLC 工业控制系统设计中的问题进行探讨。2 PLC 系统设备选型PLC 最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。不同型号的PLC有不同的适用范围。根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O 点数和 I/O 点的类型（数字量、模拟量等） 统计，列出清单 。适当进行内存容

2、量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。并且结合市场情况，考察PLC 生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC 机型。目前市场上的PLC 产品众多，国外知名品牌有德国的SIEMENS; 日本的OMRON 、MITSUBISHI 、FUJI 、Panasonic; 美国的 GE; 韩国的 LG 等。国产品牌有研华、研祥、合力时等。近几年，PLC 产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高。PLC 的选型应从以下几个方面入手。2.1确定 PLC控制系统的规模依据工厂生产工艺流程和复杂程度确定系统规模的大小。可分为大、中、小三种规

3、模。小规模 PLC 控制系统 :单机或者小规模生产过程，控制过程主要是条件、顺序控制，以开关量为主，并且I/O 点数小于128 点。一般选用微型PLC, 如 SIEMENSS7-200 等。中等规模 PLC 控制系统 :生产过程是复杂逻辑控制和闭环控制，I/O 点数在 128 512 点之间。应该选用具有模拟量控制、PID 控制等功能的PLC ，如 SIEMENSS7-300 等。大规模 PLC 控制系统 :生产过程是大规模过程控制、DCS 系统和工厂自动化网络控制，I/O 点数在 512 点以上。应该选用具有通信联网、智能控制、数据库、中断控制、函数运算的高档PLC, 如 SIEMENSS7

4、-400 等 , 再和工业现场总线结合实现工厂工业网络的通讯和控制2.2确定 PLC I/O 点的类型根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O 点数和 I/O 点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有软硬件资源余量而不浪费资源的机型（小、中、大型机器）。根据 PLC 输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及 PLC 输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备，PLC 输出端采用继电器输

5、出或者固态继电器输出;各种指示灯、变频器 /数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出。2.3确定 PLC 编程工具（1 ） 一般的手持编程器编程。手持编程器只能用商家规定语句表中的语句表（STL ）编程。这种方式效率低，但对于系统容量小、用量小的产品比较适宜，具有体积小、价格低、易于现场调试等优点。这主要用于微型PLC 的编程。（ 2） 图形编程器编程。图形编程器采用梯形图（LAD ）编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高 ,主要用于微型 PLC 和中档 PLC 。（ 3）计算机加 PLC 软件包编程。这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的PLC开发软件包

6、价格昂贵，并且该方式不易于现场调试，主要用于中高档PLC 系统的硬件组态和软件编程3 PLC 控制系统的设计PLC 控制系统设计包括硬件设计和软件设计。3.1PLC 控制系统的硬件设计硬件设计是PLC 控制系统的至关重要的一个环节，这关系着PLC 控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。（1 ） PLC 控制系统的输入电路设计。PLC 供电电源一般为AC85 240V ，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1:1 隔离变压器等）;隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC输

7、入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。PLC 输入电路电源一般应采用DC24V, 同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和 PLC 安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响PLC 的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC 输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。（2 ） PLC 控制系统的输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短;如果 PLC系统输出频率为每分钟6 次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。如果PLC输出带电磁线圈等

8、感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC 。当 PLC 扫描频率为10 次 min以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC 输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR ），再驱动负载。对于两个重要输出量，不仅在PLC内部互锁，建议在PLC 外部也进行硬件上的互锁，以加强行的安全性、可靠性。PLC系统运对于常见的驱动，避免AC220VPLC 的交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过DO 接点直接驱动，尽管PLC 手册标称具有AC220VDC24V 微小型中间继电器交

9、流开关类负载驱动能力。（3 ） PLC 控制系统的抗干扰设计。随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是统设计时必须考虑的问题。一般采用以下几种方式:PLC控制系隔离 :由于电网中的高频干扰主要是原副边绕组之间的分布电容耦合而成，所以建议采用器，并将中性点经电容接地。1:1 超隔离变压屏蔽 :一般采用金属外壳屏蔽，将PLC 系统内置于金属柜之内。金属柜外壳可靠接地，能起到良好的静电、磁场屏蔽作用，防止空间辐射干扰。布线 :强电动力线路、弱电信号线分开走线，并且要有一定的间隔;模拟信号传输线采用双

10、绞线屏蔽电缆3.2 PLC 控制系统的软件设计在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是 PLC 应用的最关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中，良好的软件设计思想是关键，优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。（ 1 ） PLC 控制系统的程序设计思想。由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。基本程序 :既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种，也可以作为组合模块结构中的单元程序:顺序结构、条件分支

11、结构和循环结构。; 依据计算模块化程序 :把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。（ 2） PLC 控制系统的程序设计要点。PLC 控制系统 I/O 分配，依据生产流水线从前至后，I/O 点数由小到大 ;尽可能把一个系统、设备或部件的I/O 信号集中编址，以利于维护。定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保PLC 工作运行的可靠性。程序中大量使用的内部继电器

12、或者中间标志位（不是I/O位），也要统一编号，进行分配。在地址分配完成后，应列出彼此有关的输出器件，如电机的正I/O 分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。/反转等，其输出地址应连续安排，如Q2.0/Q2.1等。（ 3 ） PLC 控制系统编程技巧。 PLC 程序设计的原则是逻辑关系简单明了，易于编程输入，少占内存，减少扫描时间，这是 PLC 编程必须遵循的原则。下面介绍几点技巧。PLC 各种触点可以多次重复使用，无需用复杂的程序来减少触点使用次数。同一个继电器线圈在同一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易引起误动作，在程序中尽量要避免线圈重复使用。如果必须是双线圈输出，可以采用置

13、位和复位操作（以 S7-300 为例如 SQ4.0 或者RQ4.0 ）。如果要使 PLC 多个输出为固定值1 （常闭），可以采用字传送指令完成，例如Q2.0 、Q2.3 、Q2.5 、Q2.7 同时都为 1 ，可以使用一条指令将十六进制的数据0A9H 直接传送 QW2 即可。对于非重要设备，可以通过硬件上多个触点串联后再接入PLC 输入端，或者通过PLC 编程来减少I/O 点数，节约资源。例如:我们使用一个按钮来控制设备的启动/停止，就可以采用二分频来实现。模块化编程思想的应用:我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为一个模块，正反转点动封装成为一个模块，在 PLC 程序中我们可以重复调用该模块，

14、不但减少编程量，而且减少内存占用量, 有利于大型PLC程序的编制。4 PLC 控制系统程序的调试PLC 控制系统程序的调试一般包括I/O 端子测试和系统调试两部分内容，良好的调试步骤有利于加速总装调试的过程。4.1I/O 端子测试用手动开关暂时代替现场输入信号，以手动方式逐一对PLC 输入端子进行检查、验证，PLC 输入端子的指示灯点亮，表示正常;反之，应检查接线或者是I/O 点坏。我们可以编写一个小程序，在输出电源良好的情况下，检查所有PLC 输出端子指示灯是否全亮。PLC 输入端子的指示灯点亮，表示正常。反之，应检查接线或者是I/O 点坏。4.2系统调试系统调试应首先按控制要求将电源、外部

15、电路与输入输出端子连接好，然后装载程序于PLC 中，运行PLC 进行调试。将PLC 与现场设备连接。在正式调试前全面检查整个PLC 控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、 I/O 连线等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下即可送电。把 PLC 控制单元的工作方式设置为 “RUN”开始运行。反复调试消除可能出现的各种问题。在调试过程中也可以根据实际需求对硬件作适当修改以配合软件的调试。应保持足够长的运行时间使问题充分暴露并加以纠正。调试中多数是控制程序问题。一般分以下几步进行:（ 1） 对每一个现场信号和控制量做单独测试;（ 2） 检查硬件 /修改程序 ;（ 3 ） 对现场信号和控制量做综合测

16、试 ;（ 4） 带设备调试 ;（ 5） 调试结束。5 结束语PLC 控制系统的设计是一个步骤有序的系统工程，要想做到熟练自如，需要反复设计和实践。本文是PLC控制系统的设计和实践经验的总结，在实际应用中具有良好的效果。PLC现场工程师工作指南（上）在我从事自动化的职业生涯近二十年的时间里，我发现现场调试的工程师的能力和工作水平的高低， 对于一个项目的成败是最关键的因素。 但许多工程师在赶赴现场执行任务前， 缺乏必要的心理准备和技术准备， 因此，到现场后根本无法发挥自己的能力。 因此，在这里把自己的一些体会写出来， 希望能够对所有的技术工程师有一些启发。一、出发前的准备从事 PLC的技术支持的人

17、，如果是要到现场开始进行系统调试，无论是对 OEM 客户，还是对一个过程控制的系统集成， 都要在事先做好一些准备工作。 就像一个“驴友”出行前，要更换自己的服装尤其是鞋子，带好水、食品，还要准备在野外的一些防身用品，如果是过夜的话，还要有帐篷、手电筒等一样，作为一个职业的 PLC技术支持工程师，也有不少的东西是要准备的。首先要安排自己的 行程计划和衣食住行 。如果是需要住宿的话， 那么如何定机票、酒店（旅馆、招待所），这里就不多说了。如果时间很长（如超过一个月），为了省钱，就要考虑在当地租房子了， 尤其是出发的是一个小组， 而不是一个人的时候。衣食住行，这些问题与普通的旅行是一样的， 虽然这些

18、问题对你完成任务的影响力并不亚于你的专业水平。 想象一下，你到了现场， 因为食物中毒导致一个星期拉痢疾的情况会对工作造成什么样的影响， 就知道该准备那些东西了。 通常，有经验的自动化公司的行政部门会为工程师考虑好这些情况， 但是，作为工程师自己一定要进行确认，看看是否所有的事情都已经安排好了。安顿好了衣食住行的后， 要准备自己的 工具 。作为 PLC的现场调试工程师， 并不需要很多的调试工具。但是，一个螺丝刀、一台万用表，还是必备的。另外，如果要与现场的仪表传感器进行系统联调的时候， 还要有一台信号发生器来模拟现场仪表的信号，以确定当发生问题时，现场的信号是完好的。还有，一台结实的手提电脑，是

19、你编程和调试的必需的工具。 虽然这些工具你可以要求用户准备好，但是，作为一个职业的 PLC工程师，如果连这几样工具都没有， 会被用户怀疑你的职业水平的。 其它的一些仪器仪表， 如果需要的话， 你可以向公司或者客户提出来，让他们提前准备，比如，示波器、稳压电源等等。毕竟这些不那么通用的仪器，通常是不可能随身携带或备用的。有一些常被忽视的小东西 ，你准备了之后一定有用的。 如，电气胶带、热缩套管、打火机（你吸烟的话自然会有，没有别人也会有），束线带、还有，如果现场接线已经完成了， 要准备好一些与信号线相同的电缆， 和一些固定基座的螺丝。 你可能怀疑要这些做什么用，相信我，带上这些，虽然有些只值几分

20、钱，但到了现场后，可能会节约你一天甚至几天的时间， 尤其是你去的地方是在一个偏远的山区的时候。虽然在发货的时候厂家都有螺丝钉， 但是到了现场什么都有可能发生，如果螺丝钉不够（而这是每次都必然发生的），会引起许多问题。除了以上的东西， 就是这次调试所要带的 备品备件 了。虽然现场的货物清单可能会已经考虑了备品备件的问题， 但为了应付万一的情况， 有些备件你最好还是自己要随身携带。首先是 PLC的基板（有的成为机架）、电源、 CPU模块，因为这些是一台 PLC能够工作的基础， 如果现场只有一套系统， 那么这些模块就只有一个，假如没有备分的话，一旦出现故障，你的所有的工作都必须停下来。因此最好带上一

21、套。其它的 I/O 模块和通讯模块， 如果现场只有一个的， 你都要考虑在多带一个。 对于那些现场已经有两块以上的模块，你就不用考虑自己带了。二、设计交底工作如果系统设计不是你自己做的， 那么在出发前， 就要与系统的设计人员进行充分的沟通，对于不清楚和不明白的地方， 一定要弄清楚， 确保自己清晰地理解了要完成的工作目标， 和设计者的意图。 不要轻易否定设计者的方案， 也不要轻易地说别人那里设计得不行。但是，因为你是从事现场的工程师，因此，也不必过于迷信设计者。你可以提出自己的建议。比如，PLC的机架和 CPU模块和 I/O 模块的搭配原则， 可能有时候，设计师不知道你所用的 PLC 的机架有 4

22、 槽、 6 槽和 8 槽，甚至 12 槽的，因此，也许全部都选了 8 槽的，而导致了几个槽的空缺，你可以建议它修改为 4 槽或 6 槽的。方案设计中， 最容易出问题的地方是通讯， 现场调试最麻烦的地方也是通讯， 所以对于通讯的部分， 你必须清晰了解系统的框架结构， 并且对需要进行通讯的东西在出发前就要全部进行一遍调试， 而且要确认其中的所有需要通讯的模块是可以通讯的。比如，操作台电脑、触摸屏、 PLC、变频器、其它的 PLC、一些智能仪表和仪器，如果这些东西需要通讯的话， 你必须要确认它们相互之间是可以通讯的，如果你不确认的话，就要与厂家联络，并亲自再试一次。如果 PLC的节点数较多，要考虑距

23、离和厂家 CPU的限制。如果系统较大，远程单元、本地机架数量、每个机架的模块数量的限制，并非出于系统功能和技术上的限制，而是由于使用规范性的限制。在系统硬件组态时，要考虑这些模块的搭配作用。对于电源模块的配置 , 一个资深的工程师应该能够做出比较合理的搭配。例如，电源模块通常有 5A 和 10A 的分别，如果模块较少， 可以选用功率小的电源模块，如果模块较多，则应该选用大功率的电源模块。而一般，如果现场仪表需要 PLC 也供应 24V 直流电源而不是采用外部电源供电（如 RTU）的情景，通常 CPU所在的机架上选用大功率的电源比较合理。此外，在 I/O 模块的安装时，根据不同的系统，通常同型号

24、的模块放置在一起。但是，如果对于输出模块与输入模块形成回路的， 则可以将一个回路的参量所涉及的模块放置在一个机架上 （或一个 CPU所控制的机架上） 比较合理。有的设计师在设计的时候不会考虑这一点，你可以调整过来。在选型的时候，因为各种PLC都有大型、中型、小型的分别，这些分别主要是由CPU模块的性能不同造成的。在实际上，并非一定大型的功能就是合适的。除了价格方面的考量之外， 主要是，如果控制点数不多， 小型的 CPU模块完全可以胜任，则小型的 CPU反而比大型的 CPU模块工作还要可靠一些。因为，小型的 CPU 所涉及的资源少， 而大型 CPU的资源多， 在程序执行中， 为处理那些程序不需用

25、到的资源时， 也要分配时间去处理， 这样不仅造成资源的浪费， 可能在程序处理上不及小型 CPU可以更单纯和稳定地工作。在设计交底的过程中要指出的是， 对于设计中的任何变更， 你只能提建议， 而不是擅自做修改。 因为，你的职责是按照设计施工，而不是设计，因此，对于任何你发现的不合理的东西， 你可以提出意见， 但必须要等到设计变更确认书下到你手里后，你才能按照变更后的设计工作，尽管这个变更可能是你的意见。还有，即使最初的设计也是你做的， 你在变更后， 也要通知客户， 并取得客户的书面同意。三、装机步骤到了现场后，进行系统安装前，需要考虑安装环境是否满足 PLC的使用环境要求，这一点可以参考各类产品

26、的使用手册。 但无论什么 PLC，不都能装设在下列场所：含有腐蚀性气体之场所， 阳光直接照射到的地方， 温度上下值在短时间内变化急遽的地方，油、水、化学物质容易侵入的地方，有大量灰尘的地方，振动大且会造成安装件移位的地方。如果必须要在上面的环境使用，则要为PLC 制作合适的控制箱，采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外极低温度下使用，可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱，各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。在使用控制箱时， 在控制箱内 OpenPLC安装的位置要注意如下事项： 控制箱内空气流通是否顺畅 ( 各装置间须保持适当的距离 ) ，变压器、马达控

27、制器、 变频器等是否与 PLC保持适当距离， 动力线与信号控制线是否分离配置， 组件装设之位置是否利于日后之检修，是否需预留空间，供日后系统扩充使用。除了上述注意事项之外，还有其它注意事项要留意。首先比较重要的是静电的隔离。 静电是无形的杀手， 但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。 虽然你被静电打到的话， 只不过是轻微的酥麻，但这对 PLC和其它任何电子器件就足以致命了。要避免静电的冲击有下列三种方式：在进行维修或更换组件时， 请先碰触接地的金属，以去除身上的静电；不要碰触电路板上的接头或是 IC 接脚；

28、电子组件不使用时，请用有隔离静电的包装物， 将组件放置在里面。 想象 PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿， 而那些静电会导致这个婴儿死亡， 你就会更容易以正确的态度对待这个问题了。基座安装 (RACK)时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后， 要依照图纸所示尺寸，标定孔位， 钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。 在装上电源供应模块前，必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结， 若无则须接上。 接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、浪涌、外干扰，等等。由于不接地，往往 PLC也能够工作，因此，不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候， 没有系上保护缆绳一样， 虽然

29、你正常前进的时候， 保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。 PLC 的接地，就相当于给 PLC系上保护缆绳。在 I/O 模块安装时，须注意如下事项： I/O 模块插入机架上的槽位前，要先确认模块是否为自己所预先设计的模块； I/O 模块在插入机架上的导槽时，务必插到底，以确保各接触点是紧密结合的； 模块固定螺丝务必锁紧； 接线端子排插入后，其上下螺丝必须旋紧。由于现场的变压器、电机等影响，多少会有振动，如果这些螺丝钉松动了，会导致模块从机架中松开。PLC现场工程师工作指南（下）( 续前）四、硬件模块的组态和确认对于各种 PLC的现场硬件组态和软件调试，通常有

30、经验的工程师应该先花一些时间对自己的现场工作进行一个简单的规划，通常应当采取如下的步骤：(1) 系统的规划首先，必须深入了解系统所需求的功能，并调查可能的控制方法，同时与用户或设计院共同探讨最佳之操作程序，根据所归纳之结论来拟定系统规划，决定所采行的 PLC系统架构、所需之 I/O 点数与 I/O 模块型式。(2) I/O 模块选择与地址设定当 I/O 模块选妥后，依据所规划之 I/O 点使用情形，由 PLC的 CPU系统自动设定 I/O 地址，或由使用者自定 I/O 模块的地址。(3) 梯形图程序的编写与系统配线在确定好实际的 I/O 地址之后，依据系统需求的功能，开始着手梯形图程序的编写。

31、同时， I/O 之地址已设定妥当，故系统之配线亦可着手进行。(4) 梯形图程序的仿真与修改在梯形图程序撰写完成后，将程序写入 PLC，便可先行在 PC与 OpenPLC 系统做在线连接， 以执行在线仿真作业。 倘若程序执行功能有误， 则必须进行除错，并修改梯形图程序。(5) 系统试车与实际运转在线上程序仿真作业下，若梯形图程序执行功能正确无误，且系统配线亦完成后，便可使系统纳入实际运转，项目计划亦告完成。（ 6）程序注释和归档为确保日后维修的便利，要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做批注，并加以整理归档， 方能缩短日后维修与查阅程序之时间。这是职业工程师的良好习惯，无论对今后自己进行维护，或

32、者移交用户，这都会带来极大的便利，而且是你的职业水准的一个体现。以上工作中，复杂的系统规划可能需要几天甚至更长的时间，但一个简单的系统规划在一个具有良好的职业习惯的编程工程师手中，可能只需要几个小时。这里要强调一个问题，是十分简单但却几乎每个项目都会发生的，那就是对 PLC的接线。这往往是经验不足的工程师常常忽略的一个问题。 其实，现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面。 有经验的工程师首先应当检查现场的接线。通常，如果现场接线是由用户或者其它的施工人员完成的， 则通过看其接线图和接线的外观， 就可以对接线的质量有个大致的判断。 然后要对所有的接线进行一次完整而认真的检查。 现场由于接线错

33、误而导致 PLC被烧坏的情况屡次发生，在进行真正的调试之前，一定要认真地检查。即便接线不是你的工作，检查接线也是你的义务和责任，而且，可以省去你后面大量的时间。五、通讯的设置现在的PLC 大多数需要与人机界面进行连接，而下面也常常有变频器需要进行通讯，而在需要多个 CPU 模块的系统中， 可能不同的CPU 所接的 I/O 模块的参量有需要协同处理的地方，或者，即使不需要协同控制， 可能也要送到某一个中央控制室进行集中显示或保存数据。 即便只有一个 CPU模块，如果有远程单元的话， 就牵涉到本地 CPU模块与远程单元模块的通讯。此外，即使只有本地单元， CPU模块也需要通过通讯口与编程器进行通讯

34、。因此， PLC的通讯是十分重要的。而且，由于涉及到不同厂家的产品，通讯往往是令人头痛的问题。PLC 的通讯有 RS232、RS485、以太网等几种方式。通讯协议有 MODBUS、PROFIBUS、LONWORKS、DEVICENET等等，通常以 MODBUS协议使用得最为广泛，而其它的协议则与产品的品牌有关。 今后，应该是工业以太网协议会越来越普遍。PLC 与编程器或手提电脑的通讯大部分采用 RS232协议的串口通讯。用户在进行程序下载和诊断时都是这种方式， 但是，这种通讯的方式绝不仅限于此。在大量的机械设备控制系统中， PLC都是采用这种方式与人机界面进行通讯的。人机界面通常也是采用串口，

35、协议则以 MODBUS为主，或者是专门的通讯协议。而界面方面则由 HMI的厂家提供软件来进行设计。现在的 PANEL PC也有采用这种方式来进行通讯的，在 PANEL PC上运行一些组态软件，通过串口来存取 OpenPLC的数据，由于 PANEL PC的逐渐轻型化和价格的下降，这种方式也越来越多地被使用。在需要对多台 PLC进行联网的时候，如果 PLC的数量不是很多（ 15 个节点以内）、数据传输量不大的系统， 常采用的方式是通过 RS485所组成的一个简单串行通讯口连接的通讯网络。 由于这种通讯方式编程简单， 程序运行可靠， 结构也比较合理， 因此很受离散制造行业的工厂工程师的欢迎。 在总的

36、 I/O 点数不超过上 10000 个，开关量 I/O 点占 80%以上的系统，都可以采用这种通讯方式能够稳定而可靠地运行。如果对通讯速度要求较高的场合，可以采用点到点的以太网通讯方式。使用控制器的点到点通讯指令， 通过标准的以太网口， 用户可以在控制器之间或者扩展控制器的存储器之间进行数据交换。这 PLC较为广泛使用的一种多 CPU 模块的通讯方式， 与串口的 RS485所构成的点对点网络相比， 由于以太网的速度大大加快，加上同样具有连接简单，编程方便的优势，更方便的是，与上位机可以直接通过以太网进行通讯，因此很受用户的欢迎。 甚至，在一些单台 PLC和一台 PANELPC构成的人机界面的系

37、统中， 由于 PANELPC中通常有内置的以太网口，也有用户采用这种通讯方式。目前， OpenPLC对一些 SCADA系统和连续流程行业的远程监控系统和控制系统，基本上采用这样的方式。还有一种分布式网络在大型 PLC系统中是最为广泛考虑的结构。通过使用人机界面 (HMI) 和 DDE服务器均可获得对象控制器的数据，同时可以通过 Internet 远程获得该控制器的数据。各个 CPU独立运行，通过以太网结构采用C/S 方式进行数据的存取。 数据的采集和控制功能的实现都在 OpenPLC的 CPU模块中实现，而数据的保存则在上位机的服务器中完成。 数据的显示和打印等则通过 HMI界面和组态软件来实

38、现。六、软件调试PLC的内部固化了一套系统软件， 使得你开始能够进行初始化工作和对硬件的组态。 PLC的启动设置、看门狗、中断设置、通讯设置、 I/O 模块地址识别都是在PLC的系统软件中进行的。每种 PLC都有各自的编程软件作为应用程序的编程工具，常用的编程语言是梯形图语言，也有 ST、IL 和其它的语言。如何使用编程语言进行编程，这里就不细述了。但是，用一种编程语言编出十分优化的程序，则是工程师编程水平的体现。每一种 PLC的编程语言都有自己的特色，指令的设计与编排思路都不一样。如果对一种 PLC的指令十分熟悉，就可以编出十分简洁、优美、流畅的程序。例如，对于同样的一款 PLC的同样一个程

39、序的设计， 如果编程工程师对指令不熟悉，编程技巧也差的话，需要 1000 条语句；但一个编程技巧高超的工程师，可能只需要 200 条语句就可以实现同样的功能。 程序的简洁不仅可以节约内存， 出错的概率也会小很多， 程序的执行速度也快很多， 而且，今后对程序进行修改和升级也容易很多。所以，虽然说所有的PLC的梯形图逻辑都大同小异，一个工程师只要熟悉了一种PLC的编程，再学习第二个品牌的PLC就可以很快上手。但是，工程师在使用一个新的PLC的时候，还是应该仔细将新的 PLC的编程手册认真看一遍， 看看指令的特别之处， 尤其是自己可能要用到的指令，并考虑如何利用这些特别的方式来优化自己的程序。各个 PLC的编程语言的指令设计、界面设计都不一样，不存在孰优孰劣的问题，主要是风格不同。 我们不能武断地说三菱 PLC的编程语言不如西门子的STEP7，也不能说 STEP7比 ROCKWELL的 RSLOGIX要好，所谓的好与不好