西门子模块6ES7368-3BB01-0AA0参数

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SIMATIC S7-300， 连接导线 （在 IM 360/IM 361 之间） 长度 1m

 经验设计法，即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。经验设计法用于较简单的梯形图设计。

  用经验设计法设计PLC程序时大致可以按下而几步来进行。分析控制要求、选择控制原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。下面通过PLC控制送料小车的经验设计实例来介绍经验设计法。

  (1)送料小车运行示意及I/O分配图

  送料小车运行示意及I/O分配图如图5-9所示。送料小车在左限位开关I0.4处装料；20s后装料结束，开始右行；碰到右限位开关10.3后停下来卸料；25s后左行；碰到左限位开关I0.4后又停下来装料。这样不停地循环工作，直到按下停止按钮 10.2。按钮I0.0和10.1分别用来启动小车右行和左行。

  (2)以成熟经验来设计送料小车控制梯形图和语句表程序

  以电动机正反转控制梯形图的成熟经验为基础，设计出的送料小车控制控制梯形图和语句表程序如图5-10所示。

  (3)设计说明

  为使小车自动停止，将I0.3和I0.4的常闭触点分别与Q0.0和Q0.1的线圈串联。为使小车自动启动，将控制装、卸料延时的定时器 T37和 T38 的常开触点，分别与手动启动右行和左行的10.0、10.1的常开触点并联，并用两个限位开关对应的10.4和10.3的常开触点分别接通装料、卸料电磁阀和相应的定时器。设小车在启动时是空车，按下左行启动按钮Io.1，Q0.1得电，小车开始左行，碰到左限位开关时，10，4的常闭触点断开，使Q0.1失电，小车停止左行。10.4的常开触点接通，使Q0.2和T37的线圈得电，开始装料和延时。20s后T37的常开触点闭合，使Q0.0得电，小车右行。小车离开左限位开关后，10.4变为"O"状态，Q0.2和T37的线圈失电，停止装料，T37被复位。小车右行和卸料过程与上面的过程基本相同。如果小车正在运行时按停止按钮I0.2，小车将停止运动，系统停止工作。

  经验设计法对于一些比较简单的程序设计是比较有效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者要有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。经验设计法没有固定的规律可遵循，具有很大的试探件和随意性，往往需经过多次反复修改和完善才能符合设计要求，所以设计的结果往往不是很规范，且因人而异。

  经验设计法一般适合于设计一些简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序(如手动程序等)。如果用来设计复杂系统梯形图，一般存在以下两个问题。

  ①考虑多、设计麻烦、设计周期长 用经验设计法设计复杂系统的梯形图程序时，要用大量的中间元件来完成记忆、联锁、互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些问题。修改某一局部程序时，很可能会对系统其他部分程序产生意想不到的影响，往往花费了很多时间，还得不到一个满意的结果。

  ②梯形图的可读性差、系统维护困难 用经验设计法设计的梯形图是按设计者的经验和习惯的思路进行设计。因此，即使是设计者的同行，要分析这种程序也非常困难，更不用说维修人员了，这会给PLC系统的维护和改进带来许多困难。

设计PLC控制系统时的故障防范

　 在现代化的工业生产中，大量采用了可编程序控制系统，可编程序控制器能在恶劣的工作环 境下正常工作，但其构成的控制系统由于设计、安装、干扰等因素有时会出现故障。有些问 题是在系统设计时考虑不周造成的。根据实践中的经验和教训，本文阐述可编程序控制系统 设计时应注意的问题。

1、一个系统中使用的成熟技术至少应占到75%以上

“成熟技术”一是经过一定的生产实践考验的可编程控制器产品或类似设计，或者确定能在未来的生产实践中，经得起考验；二是设计工作人员对于需要使用的技术要有经验或有掌握它的能力。设计与配置一个可编程序控制系统选用的技术与设计方案切实可行。因为一个生产过程控制系统，一旦做出来，要长久使用下去，难以找到机会反复修改。设计的硬件系 统和编程软件，其中某些缺欠，可能一直隐藏在已完成的系统中。若遇到发生破坏作用的条件，后果难以预料。

2、系统的硬件结构和网络要简明而清晰

硬件结构不要追求繁琐，网络组态不要追求交叉因素太多，要力求使用可编程序控制器自 身配置的组网能力。在组成I/O机箱配套的模板时，建议型号简单，力求一致，模板密度不宜过大。使用的结线点不宜过多，从目前机箱的制造和配线工艺来看，输入与输出配线密度不能太高。

3、控制系统的功能和管理系统的功能应严格划分界限

由于可编程序控制器组成的过程控制系统中的实时性要求很高，而网络通信是允许暂时失 去通信联系，过后自己能重新恢复，但是在重新恢复之前这一间隔时间可编程序控制器会处于失控。另外，在用多个可编程序控制器系统组成一个大系统时，对于主控制的关键命令，除了使用可编程序控制器自身的网络通信传送它的信息外，好有使用它的I/O点做成的硬件联 锁，特别是两者之间“急停”的处理；虽然两个系统都在自身的通信扫描中互相变换着“停 止”或“急停”命令，但因一方在急停故障时已经停止运行，另一方并未收到已停止的信息 而照常运行，其后果难测。可编程序控制器控制系统关键的“急停”应先切除执行机构的电源，然后将其信号送入可编程序控制器，这样可取得设备安全保护的时间。

4、可编程序控制器的程序要简明且可读

用户软件的编写是“平铺直叙”，用户软件可看成是一个有序的“黑盒子”系列，每个“ 黑盒子”按照结构化语言划分，可分为几种典型的语句。每个语句方式、手法可能十分单调 ，但一定要明确。在设计与编写这些语句时，若使用不易推理的逻辑关系太多，或者语 句因素太多，特殊条件太多，就会使人阅读这些语句时十分难懂。因此，一个可编程控制器 的用户软件的可读性，即编写的软件能为大多数人读懂，能理解可编程控制器在执行这个语 句时，“发生了什么”是十分重要的。每一段程序力求功能单一而流畅，这是软件在使用和维护时的重要条件。

5、可编程序控制系统在硬件和软件上的预置，有运行检测的关键监视条件

可编程序控制系统配置了彩色图形工作站/屏幕监视，但从价格及反映现场状态的时间来看，屏幕监视尚不方便。关键的故障，或者在关键的机械设备附近，可配置一些指示灯，它们可以用数字量输出做成，用来监视程序的正常运行，或用来调试程序，在指示灯旁配以功能标牌，可帮助操作人员确认可编程序控制系统的正常运行和及时反映故障。

6、设计大中型可编程序控制系统时不要耗尽它的硬件和软件资源

对于设计的新系统，硬件上至少要保留15%左右的冗余，在软件编制时，同样要估计用户软件对计算机资源的需要与用量。尤其对中间继电器，计数器/定时器的使用，要留有余地 。因为在调试和运行后，软件总会被修改、补充，甚至重新编制。已编制的软件让人无法修改和完善，在工程上是不实际的。

7、合理地配置可编程序控制器系统的冗余

可编程序控制系统可能做出多种方式的冗余，中央处理器的双机热备、冷备冗余是常见的方式。另外，双系统冗余，即中央处理器和全部的输入、输出、组网通信完全冗余，其价格和实用性虽然在许多工程项目中难以被人接受，但在有毒、有害的化工生产环境这种冗余很有必要。在设计系统中，要使配置冗余方式较为经济而又实用，力求使故障缩小在本设备身上。不要因某一设备发生故障，引起工艺流程中相关设备运行或状态受到冲击。

以上阐述的几个方面，是在可编程序控制系统总体方案设计时，要格外重视的问题，只有在设计系统时，考虑周到，系统投入运行之后，设计人员才能少些遗憾。