6GK7243-1EX01-0XE0详细使用
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，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、**的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，可编程控制器（PLC）已成为解决的有效的工具之一。PLC控制系统设计时应注意以下几点。关键字： PLC 控制系统 设计
自动控制可编程序控制器系统设计、应用
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，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、**的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，可编程控制器（PLC）已成为解决的有效的工具之一。PLC控制系统设计时应注意以下几点。
一、 可编程序控制器（PLC）及编程器的选购：
目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌以外，国外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德国的西门子，韩国的LG等，如何选购PLC产品呢？
1. 系统应确定系统用PLC单机控制还是用PLC形成网络，由此计算输入、输出（I/O）点数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上预留10%的余量。
2. 确定负载类型根据PLC输出端所带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，或是晶闸管输出。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。
3. 存储容量与指令的执行速度是PLC选型的重要指标，一般存储量越大、速度越快的PLC价格就越高，国外各厂家产品大体相同，但也有一定区别。
4. “COM”点的选择，
不同的PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带1个或2个输出点。当负载的种类多且电流大时，采用一个“COM”点带1-2个输出点的产品，当负载种类少数量多时，采用一个“COM”点带4-8个输出点产品。
5. 因为各生产厂家的开发软件不同，系统地兼容性也是选购时的重点，目前还没有发现完全兼容的产品，应根据系统合理选用PLC产品。
6. 编程器的选购：
PLC编程可采取三种方式：一是用一般的手持式编程器，它只能用厂家规定的语句表中的语句编程。正中方式易于现场调试并且体积小成本低，但它的效率低适应机种类型少，比较适用于系统容量小、用量少的系统中。二是图形编程器编程，这种方式采用图形方式编程，方便直观，一般电气人员短期就可以应用自如，但编程器价格较高。三是用IBM及其兼容个人计算机+PLC软件包编程，这种方式是效率高的一种方式，也是常用的一种方式，但大部分软件包价格昂贵。
7.尽量选用大公司的产品，因为其产品质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，有利于以后产品的扩展与软、硬件升级。
二、输入、输出回路的设计
1.电源回路
PLC供电一般为AC85-240V（也有DC24V），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）
2.PLC上DC24V电源的使用
各公司PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时应注意容量，做好防短路措施（因为该电源的过载或短路将影响PLC的运行）。
3.外部DC24V电源
若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上的DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的“一”端不要与PLC的DC24V电源的“一”以及“COM”端相连，否则会影响PLC的运行。
4.输入的灵敏度
各生产厂家对PLC的输入电压和电流都有规定，当输入元件的输入电流大于PLC的大输入电流或有漏电流时，就会有误动作，降低灵敏度。应适用弱电流输入并对漏电流采取防护措施，并且选用输入为供漏型输入的PLC。
两线式传感器（光电开关、无触点开关）有LED的限位开关时，输入漏电流会产生错误输入或灯亮，对策为连接泄放电阻降低输入阻抗，阻值由图1中公式推导：
晶体管或双向可控硅输出时，若接到一个较大冲击电流的设备上，就必须考虑保护晶体管和可控硅。晶体管和可控硅可以经受额定电流10倍的冲击电流，如果超出，可按图2、图3之一来减少它：
5. 对感性负载处理
在输入、输出端接感性负载时，要在负载两端并联一个冲击抑制器或二极管，二极管的阴极与电压㈩极侧连接。
6. 外部互锁与接地
利用PLC控制电机正反转等正、反动作时，为避免PC的异常动作引起事故及机械损坏，应在外部组成一个连锁回路。
接地：GR端子是大地接地端子。用防止感应电的专用接地线（截面积2mm2以上的电线）采用第三种接地方式（接地电阻100Ω以下）。
LG是噪音滤波器中性端子，若因噪音大而产生误动作，或为了防止电击，把LG与GR短接，采用第三种接地方式。接地线的长度在20m以内为宜。
接地线与其它设备共用或与建筑物的金属结构连接会适得其反，受到恶劣影响。
7. PLC外部驱动电路
对于PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路，可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，应采用保护电路和浪涌吸收电路。
PLC的输入输出布线也有一定要求，请参照各公司的使用说明书。
三、 扩展模块的选用
对于小的系统，如80点以内的系统，一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块数量都有限制，当扩展仍不能满足需要时，可采用网络结构。有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，在进行软件编程时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请参阅相关技术手册。
四、 PLC的网络设计
当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多，应选用自己比较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则不能适应实时要求，造成系统崩溃。对通信接口，通信协议、数据传送速度等也要考虑。
后还要向PLC的厂家寻求网络设计和软件支持及详细技术资料，至于选用几层工作站，依照系统大小而定。
五、 软件编制
在编制软件前，应熟悉所选用的PLC产品说明书，待熟悉后再编程。若采用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，编程，这样可以减少出错，速度也快，编成完成后先空运转，待各个动作正常后，再在设备上调
现分享一个关于两个 CP243-1 之间数据“交流”的例子：CP243-1作为客户端，建立一个连接并配置两个或以上的数据传输会有什么区别？
测试1：CP243-1作为客户端，通过以太网向导建一个连接并配置两个数据传输，收、发共计调用两个ETHx_XFR子程序，运用done完成位循环触发ETHx_XFR子程序，部分程序如下：
通过状态表监控done和error当前值，两个子程序的done位始终在0/1之间切换，error为0，俩CP243-1“交流”正常。
测试2：CP243-1作为客户端，通过向导建一个连接并配置三个数据传输，收、发共计调用三个ETHx_XFR子程序，做法与测试一相同，运用done完成位循环触发ETHx_XFR子程序，执行流程图如下：
图中DATA1 / 2 / 3为数据传输任务，在同一个连接中必须按顺序依次循环发送。
（注：DATA3的数据传输任务ETHx_XFR子程序对于的done为M0.6，error为MB12）
通过状态表监控各数据传输的done和error当前值，其中两个ETHx_XFR子程序的done位都为1，其对应error为130错误（通道繁忙或无“起始”脉冲），俩CP243-1“交流”失败，这究竟是什么原因造成的呢？
如果更改测试二的程序，对于第1个ETHx_XFR子程序用手动触发，先将EN置1，其done立即为1，给start一个上升沿，发现done变为0，执行完毕后置1；紧接着对第2个ETHx_XFR子程序用手动触发，先给EN置1，其done立即为1，发现其error为130。
测试一中2个ETHx_XFR子程序中的EN和start引脚是互相运用了done位的0/1切换而未发生通讯报错；而测试二中任何时刻都有2个EN引脚为1，这就是130错误的缘故。
测试二的解决办法：当前的ETHx_XFR子程序执行完毕，用其done复位其EN和start引脚触发点（即上一个ETHx_XFR子程序的done）；例如在第二个子程序后添加网络，如下图所示，用第二个子程序的done复位个子程序的EN和start引脚触发点。
所谓：欲速则不达，CP243-1之间的“交流”只有顺序执行，数据才能有条不紊。同一个连接中的多个数据传输任务必须做顺序触发控制。
故事外传: CP243-1提供8个连接资源，在客户机和服务器的通讯资源充裕时，可建立多连接，每个连接中仅建立一个数据传输任务。此时可以调用ETHx_XFR子程序，该方法**通讯数据的更新速率，但占用了多个连接资源在按时间控制的PLC控制系统中，正确处理定时是一个关键。本文介绍电子钟的显示数值范围、PLC控制的硬件接口及软件设计。
PLC控制系统中，许多与定时有关，设计定时时钟是必不可少的。现在许多小型PLC具有丰富的功能指令，能实现加、减、乘、除四则运算及数据传送、比较、移位等功能，并能外接7段显示器，可方便地实现定时。本文介绍三类FX2系列PLC的定时时钟及显示接口设计。
1 电子钟的显示数值范围
电子钟显示的内容通常有月、日、星期、时、分、秒等。本系统只显示月、日、时、分、秒，采用七段显示器显示各位数字，显示数值的范围如表1所示。表格括号中的数字表示显示的数字范围，×表示不显示状态。
月份显示共有1～12这十二种数字。月的个位显示数的基本值为0～9，月份的十位数字显示1或不显示。日的个位显示值为0～9，日的十位有×、1、2、3四种情况。时的显示有12小时和24小时之分，取24小时显示，则时的个位显示为0～9，时的十位显示为×、1、2。分和秒的显示数字完全相同，在实际显示情况下，秒值不一定显示，而以∶的闪动形式来表示，闪动频率为1Hz。分显示值为00～59，分的个位显示值为0～9，分的十位显示为0～5六个数字。
2 PLC控制硬件接口
用PLC实现电子钟的硬件接口电路如图1所示。图中PLC采用三菱FX2－40MR，显示器采用七段LED显示器，共接入两组共8位，其中组（上面）4位用来表示小时、分,从左至右分别表示月的十位、月的个位、日的十位、日的个位。采用BCD码驱动器CD4511把PLC输出的月、日、时、分等显示BCD码变换成对应的显示器所要求的7段驱动信号。由于显示位数较多，故显示采用动态显示方式，PLC的输出类型为晶体管源输出（正逻辑），其中输出端子Y0～Y3输出组显示器的BCD信号，Y10～Y13输出第二组显示器的BCD信号，Y4～Y7依次为各组显示器的选通信号。图中秒信号输出为1Hz方波，可作秒点∶闪动信号，与电子手表中的秒点闪动相同，表示在走时；图中的时信号输出为一脉冲，表示整点小时时刻到的定时脉冲信号，可作控制用，如每小时放一次音乐控制。
3 软件设计
本系统采用软件定时，在程序的控制下得到月、日、时、分信号，由PLC输出端输出BCD码，通过驱动器驱动各7段显示器。系统软件分为主程序和中断服务程序，分别如图2、图3所示。在执行正常的程序运行前，应用键操作输入月、日、时、分秒信息，才能使PLC在下个正确的时刻开始执行计时程序。初始化开中断等待中断开始执行计时程序。
3.1 主程序
主程序主要完成月、日、时、分、秒等数据寄存器的初始化，设置中断指针及开放中断等功能。当然，当定时时钟只是PLC控制系统的一部分，则主程序还包括控制系统的其它控制功能。
FX2的中断有两种方式：外部输入信号触发中断及定时器中断。对外部输入信号触发中断，输入信号为X0～X5；对定时器中断，定时时间范围为10ms～99ms，定时器中断号为6～8。本系统采用定时器中断方式，定时时间为10ms，中断指针为I610，即每隔10ms就执行标号为I610后面的中断程序，并根据IRET指令返回。
3.2 中断服务程序
中断服务程序完成计时及月、日、时、分、秒等信次数，每10ms中断一次，若D2＝50表示为0．5秒，D2＝100表示为1秒，根据D2内容即可输出频率为1Hz的方波秒信号。其它分、时、日、月也有相应的存贮单元如数据寄存器D3、D4、D5、D6，各按相对应的关系进行计数。当分的存贮单元内容为60时，应输出时信号。
月、日、时、分的显示采用动态显示，考虑到动态显示方式下，每位扫描间隔时间不能太长，不然会出现闪烁甚至走动现象，采用定时器中断（10ms）显示的方法，在中断服务程序中，执行一位LED的显示输出操作。显示子程序如图4所示。图中D0为组显示器的输出数据存储器，D1为第二组显示器输出数据存储器。
图4中显示输出采用带锁存的7段显示指令，指令梯形图如下：
指令中参数K用于选择7段显示器数据输入、选通信号的正／负逻辑及显示单元的组数（1或2），它取决于PLC逻辑与7段显示逻辑的相互配合，其配合如表2、表3所示。
对二组4位显示，当7段显示的数据输入及选通信号的逻辑与PLC逻辑相参数K取4。本系统为二组四位显示，且PLC为正逻辑，显示数据输入为正逻辑，选通信号为正逻辑，参数取4，即为K4。
4 结束语
采用PLC的定时中断功能实现定时，不仅定时精度高，编程简单，显示效果稳定可靠，硬件接口简单，显示器可采用各种不同大小的7段显示器件，具有较大的实用价值。