西门子PLC模块6ES7 321-1FF10-0AA0

无稳电路有 2 个暂稳态，它不需要外触发就能自动从一种暂稳态翻转到另一种暂稳态，它的输出是一串矩形脉冲，所以它又称为自激多谐振荡器或脉冲振荡器。 555 的无稳电路有多种，这里介绍常用的 3 种。

    （ 1 ）直接反馈型 555 无稳

    利用 555 施密特触发器的回滞特性，在它的输入端接电容 C ，再在输出 V 0 与输入之间接一个反馈电阻 R f ，就能组成直接反馈型多谐振荡器，见图 7 （ a ）。用等效触发器替代 555 电路后可画成图 7 （ b ）。现在来看看它的振荡工作原理：

  刚接通电源时， C 上电压为零，输出 V 0 =1 。通电后电源经内部电阻、 V 0 端、 R f 向 C 充电，当 C 上电压升到＞ 2 /3 V DD 时，触发器翻转 V 0 =0 ，于是 C 上电荷通过 R f 和 V 0 放电入地。当 C 上电压降到＜ 1 /3 V DD 时，触发器又翻转成 V 0 =1 。电源又向 C 充电，不断重复上述过程。由于施密特触发器有 2 个不同的阀值电压，因此 C 就在这 2 个阀值电压之间交替地充电和放电，输出得到的是一串连续的矩形脉冲，见图 7 （ c ）。脉冲频率约为 f=0.722 ／ R f C 。

    （ 2 ）间接反馈型无稳

    另一路多谐振荡器是把反馈电阻接在放电端和电源上，如图 8 （ a ），这样做使振荡电路和输出电路分开，可以使负载能力加大，频率更稳定。这是目前使用**多的 555 振荡电路。

  这个电路在刚通电时， V 0 =1 ， DIS 端开路， C 的充电路径是：电源 →R A →DIS→R B →C ，当 C 上电压上升到＞ 2 /3 V DD 时， V 0 =1 ， DIS 端接地， C 放电， C 放电的路径是： C→R B →DIS→ 地。可以看到充电和放电时间常数不等，输出不是方波。 t 1 =0.693 （ R A ＋ B B ） C 、 t 2 =0.693R B C ，脉冲频率 f=1.443 ／（ R A ＋ 2R ） C

    （ 3 ） 555 方波振荡电路

 在这个电路的基础上，在 R A 和 R B 回路内增加电位器以及采用串联或并联二极管的方法可以得到占空比可调的脉冲振荡电路。

    555 脉冲振荡电路常被用作交流信号源，它的振荡频率范围大致在零点几赫到几兆赫之间。因为电路简单可靠，所以使用极广。

    555 电路读图要点及举例

     555 集成电路经多年的开发，实用电路多达几十种，几乎遍及各个技术领域。但对初学者来讲，常见的电路也不过是上述几种，因此在读图时，只要抓住关键，识别它们是不难的。

    从电路结构上分析，三类 555 电路的区别或者说它们的结构特点主要在输入端。因此当我们拿到一张 555 电路图时，在大致了解电路的用途之后，先看一下电路是 CMOS 型还是双极型，再看复位端（）是接高电平、控制电压端（ V c ）是接一个抗干扰电容的
那就可以按以下的次序先从输入端开始进行分析：

（ 1 ） 6 、 2 端是分开的

    ①7 端悬空不用的一定是双稳电路。如有两个输入的则是双限比较器；如只有一个输入的则是单端比较器。这类电路一般都是作电子开关、控制和检测电路的用途。

    ②7 、 6 端短接并接有电阻电容、取 2 端作输入的一定是单稳电路。它的输入可以用开关人工启动，也可以用输入脉冲启动，甚至为了取得较好的启动效果在输入端带有 RC 微分电路。这类电路一般用作定时延时控制和检测的用途。

    （ 2 ） 6 、 2 端短接的

    ① 输入没有电容的是施密特触发器电路。这类电路常用作电子开关、告警、检测和整形的用途。

    ② 输入端有电阻电容而 7 端悬空的，这时要看电阻电容的接法：（ a ） R 和 C 串联接在电源和地之间的是单稳电路，R 和 C 就是它的定时电阻和定时电容。（ b ） R 在上 C 在下， R 的一端接在 V 0 端上的是直接反馈型无稳电路，这时 R和 C 就是决定振荡频率的元件。

   ③7 端也接在输入端，成“ R A － 7 － R B － 6 、 2—C ”的形式的就是**常用的无稳电路。这时 R A 和 R B 及 C 就是决定振荡频率的元件。这类电路可以有很多种变型：如省去 R A ，把 7 端接在 V 0 上；或者在 R B 两端并联二极管 VD以获得方波输出，或者用电阻和电位器组成 R A 和 R B ，而且在 R A 和 R B 两端并联有二极管以获得占空比可调的脉冲波等等。这类电路是用途**广的，常用于脉冲振荡、音响告警、家电控制、电子玩具、医疗电器以及电源变换等用途。

   （ 3 ）如果控制电压（ V c ）端接有直流电压，则只是改变了上下两个阀值电压的数值，其它分析方法仍和上面的相同。

   只要按上述步骤细心分析核对，一定能很快地识别 555 电路的类别和了解它的工作原理。下面的问题就比较好办了，例如定时时间、振荡频率等都可以按给出的公式进行估算。

    例 1 相片曝光定时器

    图 10 是用 555 电路制成的相片曝光定时器。从图看到，输入端 6 、 2 并接在 RC 串联电路中，所以这是一个单稳电路， R1 和 RP 是定时电阻， C1 是定时电容。

  电路在通电后， C1 上电压被充到 6 伏，输出 V 0 =0 ，继电器 KA 不吸动，常开接点是打开的，曝光灯 HL 不亮。这是它的稳态。

    按下 SB 后， C1 **放电到零，输出 V 0 =1 ，继电器 KA 吸动，点亮曝光灯 HL ，暂稳态开始。 SB 放开后电源向C1 充电，当 C1 上电压升到 4 伏时，暂稳态结束，定时时间到，电路恢复到稳态。输出翻转成 V 0 =0 ，继电器 KA 释放，曝光灯熄灭。电路定时时间是可调的，大约是 1 秒～ 2 分钟。

    例 2 光电告警电路

传感器的电路连接方式（以NPN型传感器型为例）

传感器的输出方式不同，电路连接也有些差异，但输出方式相同的传感器的电路连接方式相同。在工程实际中使用的传感器通常分为直流两线式和直流三线式两种，其中光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、光纤传感器均为直流三线式传感器，磁性传感器为直流两线式传感器。

下面介绍NPN型传感器的电路连接方式。

1．使用传感器的注意事项

1）传感器不宜安装在以下场所：阳光直射处、温度高、可能会结霜处、有腐蚀性气体处。

2）连接导线不要和电力线、动力线使用同一配线管或者配线槽，或者使用屏蔽线。

3）连接导线不能过细，长度不能过长。

4）接通电源后要等待一定时间才能进行检测。

2．传感器安装工艺要求

传感器安装方法正确，安装结束后要进行传感器的位置或灵敏度调节，使传感器能准确地检测到相应信号。

3．电路的安装工艺要求

1）连接导线选用正确。

2）电路各连接点连接可靠、牢固，外露铜丝**长不能超过2mm。

3）进接线排的导线都要编号，并套好号码管。

4）同一接线端子的连接导线**多不能超过2根。

4．安装工作的安全要求

在装配工作过程中，必须做到“安全**”，请认真阅读以下要求。

1）要正确使用一字或十字起子、尖嘴钳、剥线钳，防止在操作中发生起子或钳子伤手的事故；

2）安装结束确认接线正确无误后才能送电进行检测；

3）拆装要在停电状态下进行；

4）使用仪表带电测量时，一定要按照仪表使用的安全规程进行；

5）安装时，不用工具敲击安装器件，以防造成器材的损坏。

西门子S7-300PL 译码编码指令应用举例

译码编码指令应用举例。如图所示。

若（AC2）=2，执行译码指令，则将输出字VW40的第二位置1，VW40中的二进制数为2#0000 0000 0000 0100；若（AC3）=2#0000 0000 0000 0100，执行编码指令，则输出字节VB50中的错误码为2。

七段显示器的abcdefg段分别对应于字节的第0位～第6位，字节的某位为1时，其对应的段亮；输出字节的某位为0时，其对应的段暗。将字节的第7位补0，则构成与七段显示器相对应的8位编码，称为七段显示码。数字0～9、字母A～F与七段显示码的对应如图1所示。

图1  与七段显示码对应的代码

七段译码指令SEG将输入字节16#0～F转换成七段显示码。指令格如表1所示。

表1七段显示译码指令

使ENO = 0的错误条件：0006  间接地址，SM4.3  运行时间。PLC之家

西门子PLC的SM322数字量输出模块简介

西门子PLC的SM322数字量输出模块

（1）DO模板的功能

数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。

（2）DO模板的类型

按负载回路使用的电源不同分为：

直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。

按输出开关器件的种类不同分为：

晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。

（3）DI模板的特点

晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块；

晶闸管输出方式属于交流输出模块；

继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。

化学反应生产过程的PLC控制编程实例实验

一、项目所需设备、工具、材料

表1所列为采用实验模板所需的输入输出设备情况。利用扳动开关取代传感器，用指示灯代替各泵和搅拌器。

表1 实训所需设备、材料、工具表

二、训练内容

1、项目描述

图1中表示该项目工艺要求。图中罐A、罐B的容量相等且为罐C、罐D容量的一半。要求将溶液A和溶液B分别由泵1和泵2加到罐A和罐B中，罐B满后将溶液B加热到60℃，然后用泵3和泵4把罐A和罐B中的溶液全部加入到罐C中以1比1的比例混合，罐Ｃ装满后要继续搅拌60秒进行充分的化学反应，然后由泵5把罐C中的成品全部经由过滤器送到成品罐D中，罐D装满后开启泵6把整罐成品全部抽走。接着开始新一周期的循环。注意，当罐空时，传感器应处于断开状态。

2、 实训要求

2.1  输入与输出点分配

见表2。

表2   输入与输出点分配表

2.2  PLC接线图

按照输入与输出点的分配和项目描述的控制要求，设计PLC的接线图如图2所示。如用指示灯代替泵，用24V直流电作电源。若控制实际泵应接220V交流，如图中虚线部分。“□”表示控制泵的接触器线圈或模拟中的指示灯。

2.3 程序设计

根据工艺要求设计出顺序控制功能图如图3所示。图中各步用状态继电器S表示，这里S作普通辅助继电器使用，在进入步进程序之后，开始分别进入A、B两罐的A液、B液注入程序。由于B罐要进行加热，因此，比A罐要多一步。为了同时开始将A、B两液体注入反应罐C前，关掉A罐注入泵1，人为增加一个时间定时步，已完成对S10步的复位。

当B罐加热到60℃且T0延时到，开始进入将A、B两种液体注入C罐进行反应的S3步。在打开泵3、4输送A、B两种液体的同时，搅拌器就开始搅拌，为了延续该动作到反应结束，采用SET指令。

当A罐与B罐空，而C罐满时，注入结束。进入反应计时步S4。60s后反应结束，C罐反应液将通过泵5经过滤器输送到D罐。

当D罐满时，C罐也应空。D罐通过泵6排出，当D罐空时，循环以上过程。

2.4 运行并调试程序

（1）将梯形图程序输入到计算机。

（2）下载程序到PLC，并对程序进行调试运行。

（3）调试运行并记录调试结果。

3、  编程练习

（1）为了提高效率，当A、B两罐液体排空后，关闭泵3、4后，即开始重新注入A、B两种液体，其他条件不变。

（2）如果四个罐不成比例，试重新编写顺序功能图。

（3）尝试采用基本指令完成该化学反应控制程序。

PLC输入/输出滞后时间（PLC系统响应时间）

输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。

      输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms左右。

       输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右；双向晶闸管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为1ms，负载由通电到断电时的**滞后时间为10ms；晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms以下。

      由扫描工作方式引起的滞后时间**长可达两个多扫描周期。

       PLC总的响应延迟时间一般只有几十ms，对于一般的系统是无关紧要的。要求输入输出信号之间的滞后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取其他措施。

整体式PLC又叫做单元式或箱体式PLC，CPU模块、I／O模块和电源装在一个箱状机壳内，结构非常紧凑。它的体积小、价格低，小型PLC一般采用整体式结构。图1是三菱公司的FX_1S系列PLC。

    整体式PLC提供多种不同I／O点数的基本单元和扩展单元供用户选用，基本单元内有CPU模块、I／O模块和电源，扩展单元内只有I／O模块和电源，基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。各单元的输入点与输出点的比例一般是固定的，有的PLC有全输入型和全输出型的扩展单元。选择不同的基本单元和扩展单元，可以满足用户的不同要求。

图1  整体式PLC

    整体式PLC一般配备有许多专用的特殊功能单元，如模拟量I／O单元、位置控制单元和通信单元等，使PLC的功能得到扩展。

        FX系列的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但是宽度不同。它们不用基板，各模块可用底部自带的卡子卡在DIN导轨上，两个相邻的单元或模块之间用扁平电缆连接，安装好后组成一个整齐的长方体。

可编程控制器PLC系统程序、用户程序、编程语言

1、系统程序

系统程序是PLC赖以工作的基础，采用汇编语言编写，在PLC出厂时就已固化于ROM型系统程序存储器中。

系统程序分为系统监控程序和解释程序。

系统监控程序用于监视并控制PLC的工作，如诊断PLC系统工作是否正常，对PLC各模块的工作进行控制，与处设交换信息，根据用户的设定使PLC比处在编制用户程序状态或者处在运行用户程序状态等。

解释程序用于把用户程序解释成微处理器能够执行的程序。来自PLC之家。 

2、用户程序

用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定   的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。 来自PLC之家。 

用户程序通过编程器输入到PLC的用户程序存储器中。 

3、编程语言

可编程控制器是通过程序对系统进行控制的，所以各种机型的PLC都有自己的编程语言。www.PLC100.com

PLC的编程语言有多种，如梯形图、语句表、逻辑功能图、逻辑方程式等。下面介绍常用的梯形图和语句表编程语言。