西门子6ES7322-5FF00-0AB0性能参数
网络是由几级子网复合而成，各级子网的通信过程是由通信协议决定的，而通信方式是通信协议核心的内容。通信方式包括存取控制方式和数据传送方式。所谓存取控制（也称访问控制）方式是指如何获得共享通信介质使用权的问题，而数据传送方式是指一个站取得了通信介质使用权后如何传送数据的问题。
1．周期i/o通信方式
周期i/o通信方式常用于plc的远程i/o链路中。远程i/o链路按主从方式工作，plc远程i/o主单元为主站，其它远程i/o单元皆为从站。在主站中设立一个“远程i/o缓冲区”，采用信箱结构，划分为几个分箱与每个从站—一对应，每个分箱再分为两格，一格管发送，一格管接收。主站中通信处理器采用周期扫描方式，按顺序与各从站交换数据，把与其对应的分箱中发送分格的数据送给从站，从从站中读取数据放入与其对应的分箱的接收分格中。这样周而复始，使主站中的“远程i/o缓冲区”得到周期性的刷新。
在主站中plc的cpu单元负责用户程序的扫描，它按照循环扫描方式进行处理，每个周期都有一段时间集中进行i/o处理，这时它对本地i/o单元及远程i/o缓冲区进行读写操作。plc的cpu单元对用户程序的周期性循环扫描，与plc通信处理器对各远程i/o单元的周期性扫描是异步进行的。plc的cpu单元没有直接对远程i/o单元进行操作，由于远程i/o缓冲区获得周期性刷新，plc的cpu单元对远程i/o缓冲区的读写操作，就相当于直接访问了远程i/o单元。这种通信方式简单、方便，但要占用plc的i/o区，只适用于少量数据的通信。
2．全局i/o通信方式
全局i/o通信方式是一种串行共享存储区的通信方式，它主要用于带有链接区的plc之间的通信。全局i/o方式的通信原理如图1所示。在plc网络的每台plc的i/o区中各划出一块来作为链接区，每个链接区都采用邮箱结构。相同编号的发送区与接收区大小相同，占用相同的地址段，一个为发送区，其它皆为接收区。采用广播方式通信。plc1把1＃发送区的数据在plc网络上广播，plc2、plc3收听到后把它接收下来存入各自的1＃接收区中。plc2把2＃发送区数据在plc网上广播，plc1、plc3把它接收下来存入各自的2＃接收区中。plc3把3＃发送区数据在plc网上广播，plc1、plc2把它接收下来存入各自的3＃接收区中。显然通过上述广播通信过程，plc1、plc2、plc3的各链接区中数据是相同的，这个过程称为等值化过程。通过等值化通信使得plc网络中的每台plc的链接区中的数据保持一致。它既包含着自己送出去的数据，也包含着其它plc送来的数据。由于每台plc的链接区大小一样，占用的地址段相同，每台plc只要访问自己的链接区，就等于访问了其它plc的链接区，也就相当于与其它plc交换了数据。这样链接区就变成了名符其实的共享存储区，共享区成为各plc交换数据的中介。
图1 全局i/o方式的通信原理
链接区可以采用异步方式刷新（等值化），也可以采用同步方式刷新。异步方式刷新与plc中用户程序无关，由各plc的通信处理器按顺序进行广播通信，周而复始，使其所有链接区保持等值化；同步方式刷新是由用户程序中对链接区的发送指令启动一次刷新，这种方式只有当链接区的发送区数据变化时才刷新。
全局i/o通信方式中，plc直接用读写指令对链接区进行读写操作，简单、方便、快速，但应注意在一台plc中对某地址的写操作在其它plc中对同一地址只能进行读操作。与周期i/o方式一样，全局i/o方式也要占用plc的i/o区，只适用于少量数据的通信。
3．主从总线通信方式
主从总线通信方式又称为1：n通信方式，是指在总线结构的plc子网上有n个站，其中只有1个主站，其它皆是从站。1：n通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权，通常采用轮询表法。所谓轮询表是一张从机号排列顺序表，该表配置在主站中，主站按照轮询表的排列顺序对从站进行询问，看它是否要使用总线，从而达到分配总线使用权的目的。
对于实时性要求比较高的站，可以在轮殉表中让其从机号多出现几次，赋予该站较高的通信优先权。在有些1：n通信中把轮询表法与中断法结合使用，紧急任务可以打断正常的周期轮询，获得优先权。
1：n通信方式中当从站获得总线使用权后有两种数据传送方式。一种是只允许主从通信，不允许从从通信，从站与从站要交换数据，必须经主站中转；另一种是既允许主从通信也允许从从通信，从站获得总线使用权后先安排主从通信，再安排自己与其它从站之间的通信。
4．令牌总线通信方式
令牌总线通信方式又称为n：n通信方式是指在总线结构的plc子网上有n个站，它们地位平等没有主站与从站之分，也可以说n个站都是主站。
n：n通信方式采用令牌总线存取控制技术。在物理总线上组成一个逻辑环，让一个令牌在逻辑环中按一定方向依次流动，获得令牌的站就取得了总线使用权。令牌总线存取控制方式限定每个站的令牌持有时间，保证在令牌循环一周时每个站都有机会获得总线使用权，并提供优先级服务，令牌总线存取控制方式具有较好的实时性。
取得令牌的站有两种数据传送方式，即无应答数据传送方式和有应答数据传送方式。采用无应答数据传送方式时，取得令牌的站可以立即向目的站发送数据，发送结束，通信过程也就完成了；而采用有应答数据传送方式时，取得令牌的站向目的站发送完数据后并不算通信完成，必须等目的站获得令牌并把应答帧发给发送站后，整个通信过程才结束。后者比前者的响应时间明显增长，实时性下降。
5．浮动主站通信方式
浮动主站通信方式又称n：m通信方式，适用于总线结构的plc网络，是指在总线上有m个站，其中n（n＜m＝个为主站，其余为从站。
n：m通信方式采用令牌总线与主从总线相结合的存取控制技术。把n个主站组成逻辑环，通过令牌在逻辑环中依次流动，在n个主站之间分配总线使用权，这就是浮动主站的含义。获得总线使用权的主站再按照主从方式来确定在自己的令牌持有时间内与哪些站通信。一般在主站中配置有一张轮询表，可按轮询表上排列的其它主站号及从站号进行轮询。获得令牌的主站对于用户随机提出的通信任务可按优先级安排在轮询之前或之后进行。获得总线使用权的主站可以采用多种数据传送方式与目的站通信，其中以无应答无连接方式速度快。
6.csma/cd通信方式
csma/cd通信方式是一种随机通信方式，适用于总线结构的plc网络，总线上各站地位平等，没有主从之分，采用csma/cd存取控制方式，即“先听后讲，边讲边听”。
csma/cd存取控制方式不能保证在一定时间周期内，plc网络上每个站都可获得总线使用权，这是一种不能保证实时性的存取控制方式。它采用随机方式，方法简单，见缝插针，只要总线空闲就抢着上网，通信资源利用率高，在plc网络中csma/cd通信法适用于上层生产管理子网。csma/cd通信方式的数据传送方式可以选用有连接、无连接、有应答、无应答及广播通信中的每一种，可按对通信速度及可靠性的要求进行选择。
以上是plc网络中常用的通信方式，还有少量的plc网络采用其它通信方式，如令牌环的通信方式等。在新近推出的plc网络中，常常把多种通信方式集成配置在某一级子网上，这也是今后技术发展的趋势。
维修过程中常见故障检修如下：
一、cpu异常：
cpu异常报警时，应检查cpu单元连接于内部总线上的所有器件。具体方法是依次更换可能产生故障的单元，找出故障单元，并作相应处理。
二、存储器异常：
存储器异常报警时，如果是程序存储器的问题，通过重新编程后还会再现故障。这种情况可能是噪声的干扰引起程序的变化，否则应更换存储器。
三、输入/输出单元异常、扩展单元异常：
发生这类报警时，应检查输入/输出单元和扩展单元连接器的插入状态、电缆连接状态，确定故障发生的某单元之后，再更换单元。
四、不执行程序：
一般情况下可依照输入---程序执行---输出的步骤进行检查
(1)输入检查是利用输入led指示灯识别，或用写入器构成的输入监视器检查。当输入led不亮时，可初步确定是外部输入系统故障，再配合检查。如果输出电压不正常，就可确定是输入单元故障。当led亮而内部监视器无显示时，则可认为是输入单元、cpu单元或扩展单元的故障。
(2)程序执行检查是通过写入器上的监视器检查。当梯形图的接点状态与结果不一致时，则是程序错误(例如内部双重使用等),或是运算部分出现故障。
(3)输出检查可用输出led指示灯识别。当运算结果正确而输出led指示错误时，则可认为是cpu单元、1/0接口单元的故障。当输出led是亮的而无输出，则可判断是输出单元故障，或是外部负载系统出现了故障。
由于plc机型不同，1/0与led连接方式的不一样(有的接于1/0单元接口上，有的接于1/0单元上)。根据led判断的故障范围也有差别。
五、部分程序不执行：
检查方法与前项相同
如果计数器、步进控制器等的输入时间过短，则会出现无响应故障，这时应该校验输入时间是否足够大，校验可按输入时间<输入单元的大响应时间+运算扫描时间乘以2的关系进行。
六、的短时掉电，程序内容也会消失：
(1) 这时除了检查电池，还要进行下述检查
(2)通过反复通断plc本身电源来检查。为使微处理器正确启动，plc中设有初使复位点电路和电源断开时的保存程序电路。这种电路发生故障时，就不能保存程序。可用电源的通、断进行检查。
(3) 如果在更换电池后仍然出现电池异常报警，就可判定是存储器或是外部回路的漏电流异常增大所致。
(4)电源的通断总是与机器系统同步发生，这时可检查机器系统产生的噪声影响。因为电源的断开是常与机器系统运行发生的故障，绝大部分是电机或绕组所产生的强噪声所致。
七、prom不能运转：
先检查prom插入是否良好，确定是否需要更换芯片
八、电源重新投入或复位后，动作停止：
这种故障可认为是噪声干扰或plc内部接触不良所致。噪声原因一般都是电路板中小容量减小或元件性能不良所致，对接触不良原因可通过轻轻敲plc机体进行检查。还要检查电缆和连接器的插入状态。
由构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成，如图1所示。
图1 plc控制系统的组成
从图中可以看出，plc控制系统的输入、输出部分和电器控制系统的输入、输出部分基本相同，但控制部分是采用“可编程”的plc，而不是实际的线路。plc控制系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。plc控制系统不仅能实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。
plc采用典型的计算机结构，单元电路包括cpu、ram、rom和输入、输出接口电路等，内部采用总线结构迸行数据指令的传输。如果把plc：整体电路看作是一个中间处理器或转换器的话，它根据编程者的意图，将各种输入变量(各种输入的开关量信号等)转变为输出变量(各种输出的幵关量信号等)，从而实施对输出设备的控制。
程式输入装置：负责提供操作者输入、修改、监视程式用作的功能
中央处理单元(cpu)：负责plc管理、执行、运算、控制等功能.
程式记忆体：负责储存使用者设计的顺序程式参数及注解等.
资料记忆体：负责储存输入、输出装置的状态及顺序程式的转换资料.
系统记忆体：储存plc执行顺序控制所需的系统程式.
输入回路：负责接收外部输入元件信号.
输出回路：负责接收外部输出元件信号.
在工业用途非常广泛，如半导体晶圆厂的各种自动化设备的控制大楼机械停车设备；路边的红绿灯变换；控制自动化生产线。
结合图1-1简介各部分的作用：
1. cpu
plc的核心器件为cpu，它是中央处理器的简称，起着神经中枢的作用。plc中所用cpu多为微控制器，又称为，功能与结构日益完善，将中央处理器(cpu)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、中断系统、定时器/计数器以及i/o接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。由于plc功能的特殊性，在微控制器之外，扩展 了大容量存储器和相应的i/o接口电路。
cpu所完成的任务包括：将输入信号送入存储器存储起来;按存放的先后顺序取出用户指令，进行编译;完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端;响应各种外部设备 (编程器、打印机等)的请求。
2.存储器
存储器用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他信息，用于存放各种暂存数据、中间结果及用户程序：一类为ram,随机存取存储器)，可以随时由cpu对其进行读出与 写入;另一类为rom(只读存储器)，cpu只能读取而不能写入。用来存放监控程序及系统内部数据，这些程序及数据已由plc厂商作出厂时固化在rom芯片中.不能为用户更 改。
3. i/o接口电路
pi.c通过输入接口电路将开关、按钮等输入信号转换成cpu能接收和处理的电压(或频率)信兮，输出接口是将cpu输出的电压信号()转换为触点信号(或其他形式的输出信号)，供外部控制电路取用。i/o接口电路起到plc和外部设备之间信号传递的作用。为减小电磁干扰，提高抗干扰性能，i/o接门电路常采用光耦合电路。
4. i/o扩展接口
i/o扩展接门的作用夯两个：若主机(带有cpu)单元的丨/0点数不够用，再增上一台主机或换用一台i/o点数多的主机，在成本上核算不够经济，则通过i/o扩展接口电缆与扩 展单元相连，以扩展丨/0接口;plc主机的输入..输出电路，只能传输数字开关贵信号 (指定端口可传输高速脉冲信号)，何不能传输模拟信号，若需采集和传输模拟信号，则应加装a/d、d/a模块或专用模块，如温度检测模块等，也通过i/0扩展接口与主机相连。
5.
pic的电源供给是取自交流220v市电，经内部整流、滤波后变为300v左右直流电， 加至幵关电源电路，电路输出24v.,5v两路直流电压，供给cpu、存储器和i/0 接口电路。
6.编程器连接控
利用编程工具(如笔记本)，可以输入、检查、修改和调试用户程序，还可以监视plc的工作状态，只需通过--根编程电缆与plc主机连接即可。图形监视器(文年显示屏、等。也经编程器连接口与plc相连。
通过对plc内部电路构造的了解，我们知道plc是一个具有微型计算机结构的智能化控制器。对内部电路的结构与工作原理只要了解一些，就可以了。我们的注意力应该放在外部接口电路上。明白各接口电路的功能和作用，尤其是i/o接控电路的功能和特点，以根据 生产控制要求选用plc的i/o点数和类型。