艾默生PLC应用问题手册.docx
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艾默生PLC应用问题手册
EC系列小型可编程控制器
应用问答集锦
资料版本
归档时间2007-05-18
BOM编码
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目标读者
本书适用于自动化技术人员，帮助他们解决在使用艾默生可编程控制器（以下简称PLC）中出现的问题，为广大艾默生PLC用户编程、系统设计和系统调试提供参考。
手册内容
该手册通过问答的形式帮助用户解决在使用艾默生PLC时可能出现的产品应用问题、与周边设备连接问题、行业应用问题等。
回答中涉及的例子程序，发布在艾默生网络能源有限公司主页上。
阅读本手册的同时也可以参考阅读以下手册：
■《EC系列小型可编程控制器编程手册》
■《EC10系列可编程控制器用户手册》
■《EC20系列可编程控制器用户手册》
■《ControStar编程软件用户手册》
第一章硬件相关问题
一.1PLC输出点控制交流接触器，应注意些什么？
一般使用PLC输出点控制接触器会增加中间继电器。
中间继电器可以避免大功率感性负载断开时对PLC的干扰及对输出点的损伤。
同时避免接触器出现故障，如线圈短路，对PLC输出口的损坏。
出于成本或其他原因可能出现PLC的继电器输出直接驱动接触器的情况，从器件的电气参数上看，电流等级也能够满足PLC继电器的要求。
例如，某种型号交流接触器（AC220V）正常吸合功率为10VA，电流为10VA/220V=满足EC系列小型PLC单点电流2A的要求，但是当接触器断开时由于电感的反向电动势会产生很大的瞬间电流，波形如图：
接触器断开时电流会突然跃迁至10A以上，有时甚至会达到20A以上，电流超过触点容量后会产生拉弧，频繁的拉弧会导致PLC继电器触点起毛刺，最终使触点粘合无法弹开。
对于此类应用必须使用阻容吸收器，吸收电感断开时的瞬间能量。
阻容吸收器接法如图：
一.2EC系列小型PLC的输出触点容量是多少？
EC系列小型PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型。
两种输出类型的差别较大，继电器型输出驱动电压高，电流较大，适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。
晶体管型输出驱动电流小，频率高，寿命长，适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。
应当注意的是．当驱动直流回路的负载为感性（如继电器线圈）时，用户电路需并联续流二极管；若驱动交流回路的负载为感性时，用户电路需并联RC浪涌吸收电路，以保护PLC的输出继电器触点。
输出电气规范参见下表：
项目
继电器输出端口
晶体管输出端口
回路电源电压
250Vac，30Vdc以下
5～24Vdc
电路绝缘
继电器机械绝缘
光耦绝缘
动作指示
继电器输出触点闭合LED亮
光耦被驱动时LED点亮
开路时漏电流
/
小于30Vdc
最小负载
2mA/5Vdc
5mA（5～24Vdc）
最大输出电流
电阻负载
2A/1点
8A/4点组公共
8A/8点组公共端
Y0、Y1：
1点
其他：
1点；4点；8点
8点以上每增加1点允许总电流增加
感性负载
220Vac，80VA
Y0、Y1：
24Vdc；其他：
12W/24Vdc
电灯负载
220Vac，100W
Y0、Y1：
24Vdc；其他：
24Vdc
ON响应时间
20msMax
Y0、Y1：
10uS；其他：
OFF响应时间
20msMax
Y0,Y1最高输出频率
/
每通道100kHz
输出公共端
Y0-COM0；Y1-COM1；Y2、Y3-COM2；Y4～Y7-COM3；
Y8以后每8个端口使用1个公共端，每个公共端之间彼此隔离
一.3PLC出现误动作怎么办？
以下将PLC出现误动作的情况分为两类说明：
1．一上电就出现的“误动作”
此类误动作一般是在系统块设置输出表组态引起的：
如图：
上电之后Y24、Y73、Y133、Y166会输出。
将输出表中的打勾取消，然后选择禁止，将系统块下载到PLC中可解决此问题。
如图：
2．如果在PLC运行期间出现“误动作”，
出现此类误动作请先检查程序，看程序中是否重复调用同一个Y元件，双线圈等。
如果能够排除是设置或程序造成的“误动作”，一般是输入信号线受空间电磁辐射感应的干扰，PLC输入端隔离用的光电耦合器中的发光二极管发光，使光电耦合器的隔离作用失效，PLC将干扰信号认为是正常的输入信号，导致程序误动作。
彻底的解决办法是整改系统中的走线、良好接地，具体方法参见采取哪些措施能够降低周边设备对PLC的干扰。
这里给出一个软件滤波的方案，通过监控程序，可以定位出现误输入的点，如果是X0～X7（EC10）或X0～X17（EC20）可以在系统块中设置更长的软件滤波时间，EC20默认为10ms，EC10默认为8ms。
如图：
X7（EC10）或X17（EC20）之后的点为硬件滤波，滤波常数为10ms。
如果这些输入点出现“误输入”，可以在输入点前增加一个定时器，人为的加入滤波时间。
如图，为X31设置50ms滤波时间：
在之后的程序中将使用的T231代替X31，在程序中滤波常数为50mS，宽度小于50mS的干扰信号不会被认为是一个正常的输入。
一.4PLC上的BATT灯闪烁/常亮该怎么样处理？
通过观察PLC的BATT指示灯，可以了解备份电池的容量状况。
当BATT指示灯闪烁时，表明电池容量已经不足，应在1个月内更换新的钮扣锂电池；当BATT指示灯常亮时，表明电池电量严重不足，或电池缺失，应尽快更换新的钮扣锂电池。
PLC在出厂时电池上会放一个隔片，初次使用时如果BATT灯常亮请去掉电池隔片。
如果正常使用时电池突然常亮，可能由于设备周围震动、温度变化等因素造成电池座松动，重新安装一下电池可以解决此问题。
如果电池确实电量不足，需由专业电气操作人员戴上绝缘手套更换电池，请在断电的状况下更换，并注意从卸下旧电池到插入新电池的过程控制在1分钟之内完成，可避免备份数据、实时时钟数据的丢失。
电池型号为CR2032钮扣型锂电池。
请分类收集和处理钮扣电池，不能投入生活垃圾中。
如果用户不使用掉电保存数据、实时时钟等需要电池支持的功能，可以在电池电量不足时卸下旧电池，并在系统块中选择“无电池模式”，如图：
一.5EC10有没有掉电保持功能？
掉电保持元件不够怎么办？
EC10没有备份电池，但同样具有掉电保持功能。
当CPU检测到系统失电时会自动将用户设置的需要保存的数据存入EEPROM中，存入后永久保持，不需要电池或电容的支持。
同时一个超级电容将向实时时钟供电，保持实时时钟持续运行100小时。
掉电保持元件的最大容量是：
位元件320个，字元件180个
设备在运行时可能产生需要大量记录的统计数据和配方表，180个字元件可能无法满足记录他们的需求。
可以使用EROMWR指令，定期的将D6000—D6999中的数据写入EROMWR中，如果系统突然掉电，PLC依然保存最近一次写入的相关数据。
需要注意的是EEPROM允许写入的次数约10万次。
使用EROMWR指令请保持适当的间隔。
某些设备可能需要存储更为庞大的设置参数、产品规格等数据，如果不是运行中产生的，而是预先设置的数据可以放在PLC的数据块中。
填写数据块后需要在系统块里确认使用数据块。
进入运行状态后PLC将首先使用数据块来初始化相关的D元件。
EC系列小型PLC的程序、系统块、数据块和用户密码存在EEPROM或FLASH中，与系统是否带电无关。
一.6集成模拟量功能的主模块EC10—1614BRA1，模拟量功能该怎样使用？
EC10—1614BRA1增加了3组端子来实现2路AD，1路DA的模拟量功能，AD信号电压-10V～10V或电流-20mA～20mA对应数字量-10000～10000。
DA信号-10000～10000对应电压信号-10V～10V或电流信号-20mA～20mA。
以上的模数对应关系是固定的，用户不能修改。
端子定义如下图：
模拟输入/输出建议使用双绞屏蔽电缆。
电缆应远离电源线或其他可能产生电气干扰的电线。
如果当前通道使用电流输入，请短接该通道的电压输入端与电流输入端。
请将模块的接地端PG良好接地，在输出电缆的负载端使用单点接地。
接线完成之后需要设置相应的SM和SD元件才能使用相应的模拟量通道。
如以下表格：
地址
名称
动作与功能
R/W
SM172
AD通道0的使能标志
置1，则使能AD通道0的采样
R/W
SM173
AD通道1的使能标志
置1，则使能AD通道1的采样
R/W
SM174
AD通道0的电压电流使能标志
置1，电流输入，0为电压输入
R/W
SM175
AD通道1的电压电流使能标志
置1，电流输入，0为电压输入
R/W
SM178
DA通道0的使能标志
置1，则使能DA通道0的输出
R/W
地址
名称
范围
R/W
SD172
AD通道0的采样平均值
-10000～10000
R
SD173
AD通道0的采样次数
0-1000
R/W
SD174
AD通道1的采样平均值
-10000～10000
R
SD175
AD通道1的采样次数
0-1000
R/W
SD178
DA通道0的输出值
R/W
一.7EC系列小型PLC的扩展I/O、特殊功能模块如何编址？
EC20最大I/O点数为512点，特殊功能模块最大为8个，特殊功能模块包括模拟量模块、温度模块、通讯模块、定位模块等。
EC10系列PLC最大I/O点数为128点，扩展模块最大为4个。
扩展模块包括I/O扩展模块和特殊功能模块。
主模块及IO扩展模块的输入端口编号采用8进制，如：
X0、X1、X2、…X7、X10、X11…，输出端口编号为：
Y0、Y1、Y2、…Y7、Y10、Y11…编号依此顺序排列。
点数编号以8为一组，不足8点的部分将被空缺。
例如：
EC20-2012BRA模块，输入点数为20点，编号为X0～X23，编号为X24～X27的端子将不存在，后续扩展模块的X端子从X30开始编号；同理，输出点数为12点，编号为Y0～Y13，编号为Y14～Y17的端子将不存在，后续扩展模块的Y端子将从Y20开始编号。
特殊功能模块是以模块为单位进行地址编号的，与IO扩展模块的编址相互独立，模块地址编号依次为0，1，2，3，…6，7，最小地址编号为0，最大地址编号为7，地址编号不受中间接入的IO扩展模块的数量影响。
当EC20系列PLC使用EC10通讯模块时，需要增加总线桥模块EC20-BRG。
请注意，通讯桥模块和EC10通讯模块必须放在所有扩展模块的最后，EC10通讯模块本身也不占用地址。
I/O及特殊功能扩展模块编址示例如下：
一.8PLC上的ERR灯闪烁或常亮，该怎么办？
系统可以检测和报出两类错误：
系统错误、用户程序运行错误。
系统错误是系统运行异常导致的错误。
用户程序运行错误是用户程序运行异常导致的错误。
所有错误都统一编号，每个错误编号代表一种错误。
系统错误会引起PLC上的ERR灯闪烁或常亮。
出现严重的系统错误时，PLC自动停止程序运行，并关闭输出。
但依然建议用户立刻将PLC控制的执行机构断电，如变频器，电机等。
通过ControlStar可以读取PLC当前的错误信息：
椭圆框内反映的当前的系统错误编号和错误描述，请参考《EC系列小型可编程控制器编程手册》中的附录六系统错误代码表。
如用户无法理解该错误或错误无法消除，请致电艾默生寻求技术支持。
一.9PLC的输出口都可以使用数字万用表电阻挡（正负端短接会发声）测量么？
使用数字万用表电阻档测试PLC输出口是否正常输出是一种比较常见的方法，EC系列小型PLC输出口有继电器型输出和晶体管型输出两种。
继电器型的输出口使用数字万用表电阻档没有问题，但是晶体管型输出可能存在以下问题：
当晶体管输出型PLC输出口导通时，使用万用表电阻档（正负端短接会发声）测试Y0和Y1会发现导通（可以听到响声），而y2之后的所有输出口都听不到响声。
对于Y2之后的所有输出口，使用三极管驱动，当基极有高电平后，集电极和发射极相当于一个导通的二极管，但依然有一个很小的直流电阻，一般为数十欧姆，因而万用表的电阻档不会认为导通，可以从万用表的二极管档看到压降为左右。
从以上的分析还可以看出，在使用中要注意外接电源的极性。
对于Y0和Y1，为了满足高速输出的要求，使用MOS管驱动。
当G极有高电平时,D极和S极之间可视为完全导通，阻值趋近于0。
因而使用万用表的电阻档测量为导通。
由此可见，检测输出口较简便的方法是将输出接入输入口,看输入口是否有反应。
一.10采取哪些措施能够降低周边设备对PLC的干扰？
解决干扰问题目前较多通过良好的布线及接地解决，以下分别介绍：
1．布线和接线
动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线。
将PLC的IO线和大功率线分开走线。
PLC应远离强干扰源，如电焊机、大型动力设备，尽量不与高压电器安装在同一个控制柜内。
在柜内PLC应远离动力线。
与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、接触器的线圈，应并联RC吸收电路。
PLC的输入与输出最好分开走线， 输入接线一般不要太长。
输出端接线分为独立输出和公共输出。
在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。
但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
开关量与模拟量也要分开敷设。
模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流回路的感性负载增加续流二级管保护，交流回路的感性负载增加阻容吸收电路。
2．良好的接地
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。
接地的目的通常有两个，一是为了安全，二是为了抑制干扰。
完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
一般的，将接地分成三种：
1）安全地或电源接地
将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。
如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。
2）系统接地
PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。
接地阻值不大于4Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。
3）信号与屏蔽接地
一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”。
信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；信号源不接地时，屏蔽层应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多条信号线的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接地。
一.11增量式编码器该怎么连接？
EC系列小型PLC连接增量式编码器时，请选择集电极开路（OC）方式输出的编码器，在接线之前请根据需求查阅下表确定高速输入口和计数器：
输入点
计数器
X000
X001
X002
X003
X004
X005
X006
X007
最高频率（kHz）
单相单端计数输入方式
计数器C236
增/减
50
计数器C237
增/减
50
计数器C238
增/减
10
计数器C239
增/减
计数器C240
增/减
计数器C241
增/减
计数器C242
增/减
复位
计数器C243
增/减
复位
计数器C244
增/减
复位
启动
计数器C245
增/减
复位
启动
单相增减计数输入方式
计数器C246
增
减
50
计数器C247
增
减
复位
10
计数器C248
增
减
复位
计数器C249
增
减
复位
启动
计数器C250
增
减
复位
启动
双相增减计数输入方式
计数器C251
A相
B相
30
计数器C252
A相
B相
复位
5
计数器C253
A相
B相
复位
计数器C254
A相
B相
复位
启动
计数器C255
A相
B相
复位
启动
例如，用户希望使用AB相计数的方式，可选用X0、X1作为高速输入口，计数器为C251。
接线可参考下图：
编码器的电源也可使用外部的电源，但应当注意，需要将外部电源的COM端与PLC的COM端短接，以确保A、B相有完整的回路。
为避免干扰，建议将编码器屏蔽电缆与PLCCOM端短接。
一般编码器还有一个Z相，意义是轴每转1周Z值加1，如果需要使用，可以再使用一个高速输入口。
某些伺服控制器或编码器可能不是以OC（集电极开路）方式输出脉冲信号的，需要增加相应的配件或电路才能与EC系列PLC的输入口连接，例如松下伺服控制器反馈的是有源信号，需要增加相应的电路：
一.12当需要的扩展模块较多时，如何计算主模块提供的电源是否够用？
当扩展多个特殊功能模块时需要进行电源容量核算。
选择PLC类型及具体型号，可以通过蓝色圆框内的数据和标识判断电源能量是否足够。
在上图所述的系统中，主模块电源无法满足特殊功能模块的需求，可以将无源I/O模块更换为使用外置电源的I/O扩展模块，能够满足需求，如图：
第二章通讯相关问题
二.1如何快速识别EV系列变频器是自由口协议还是MODBUS协议？
艾默生EV1000&EV2000变频器默认通讯协议是自由协议，通过更改控制板的程序可以更换为MODBUS协议。
通过变频器的型号或编码无法判断这台变频器是MODBUS协议或自由口协议。
这里介绍一个方法判断EV1000&EV2000是自由协议还是MOBUS协议。
变频器上电后观察参数，参数意思如下图：
如果FF．00十位上的参数最大能设定到5，说明该变频器是MODBUS协议的。
如果最大只能设定到2，说明该变频器是自由协议的。
二.2使用PLC通过MODBUS协议访问多台智能设备该怎样组织程序？
当一台PLC控制多台智能设备时，PLC作为MODBUS主站，可能会频繁的发送各种控制命令，以下将以控制变频器为例，将控制命令分为两类加以说明：
1．对于固定频繁使用的通讯命令
读频率命令一般会固定的频繁的使用，有些情况下甚至要求不间断的读取变频器的频率。
对于此类命令，建议采用“轮巡”的方式，使其能够有序的执行。
如下图以5台为例：
图二-1轮巡方式访问变频器
PLC按照1到5的顺序依次访问变频器，通过SM135（通讯成功标志位）判断通讯是否完成，然后转入下一台。
台与台之间无需延时。
2．对于随机出现的通讯命令。
开机、停机等通讯命令并不频繁出现，但出现的时机不可控。
如果此时PLC正在轮巡访问变频器则很可能出现“通讯冲突”。
解决此类情况的常见办法是采用立即停止当前正在执行的读频率命令，然后执行随机出现的命令。
但有时会出现“通讯异常”的现象，需要在轮巡访问变频器之间增加延时。
出现此问题的原因是MODBUS指令包括发送数据给确定的从站，然后从站发回响应帧，例如EV1000在中设定本机应答延时。
在程序里断开当前正在执行的MODBUS指令有可能出现：
1）当前时刻MODBUS还未执行，则断开成功，随机插入的命令可以正常执行。
2）当前时刻MODBUS发送正在执行，则后果难已预料。
3）当前时刻MODBUS发送执行完，即将开始或已经开始接受从站的响应帧，此时主站程序里的断开MODBUS指令无法阻断从站的响应，则必然造成“通信冲突”。
推荐的策略是当随机命令出现时，并不急于断开当前正在执行的MODBUS命令。
而是首先断开当前台轮巡到下一台之间的“通道”，当前台通讯完成之后（SM135置位）再执行随机出现的命令。
随机出现的指令执行完成后恢复“通道”，继续轮巡。
如上图所示：
当主站正在读第二台变频器的频率时，此时出现停4号从站的随机命令。
首先断开命令2->命令4的“通道”，等待命令2读频率完成（最多30ms，通过SM135和SM124配套判断）再执行随机出现的命令3，3执行完成后恢复命令2->命令4的“通道”继续执行4。
按照这样的策略执行使通信时刻处于可控状态，保持较高的稳定性。
但程序中逻辑会相对复杂。
随机命令也会存在互相冲突的可能，随机命令之间应组成令牌网的模式，先出现的随机命令持“令牌”优先执行，其他的随机命令如果出现不响应，但是加入队列，等待之前的随机命令执行结束后交接“令牌”，继续执行。
3．关于广播
对多台智能设备通讯，如果要求多台同时做相同的动作使用广播比较方便。
但不是每一个功能码都支持，从站支持的功能码01，02，03，05，06，08，15，16（十进制），其中为01，02，03读取元件不支持广播，发送了广播会没有返回。
广播部分的程序建议写在主程序里。
4．例程
程序实现对两台EV1000不间断无延时的读频率，用户可随时单台开关机、写频率、广播开关机.程序已发布在，欢迎下载。
二.3为什么安装了OPC软件后，在组态软件中依然看不到OPC服务器？
OPC是ObjectLinkingandEmbedding（OLE）forProcessControl的缩写，它是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用。
OPC以OLE/COM/DCOM技术为基础，采用客户/服务器模式，为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准，这个标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。
采用这项标准后，硬件开发商将取代软件开发商为自己的硬件产品开发统一的OPC接口程序。
用户通过安装艾默生公司开发的EC系列小型PLCOPC软件，可以实现PLC与目前绝大多数组态软件的通讯。
软件发布在软件安装后可以查看组态软件中新近安装的OPC服务器，以组台王为例：
上图中蓝色框内显示的是安装EmersonOPC软件之后新增的OPC服务器。
如果安装之后未出现此服务器，需要用户选择EmersonOPC软件中的注册OPC服务器，如下图：
二.4触摸屏和PLC总是通讯不上，怎么办？
针对用户目前反馈使用较多的触摸屏我们制作了相关指导操作的手册，请用户在使用之前务必获得该手册，手册已发布在公司主页：
。
手册从接线，设置等方面对PLC与触摸屏通讯需要进行的操作做了详尽的说明。
如果用户在按照以上手册进行接线设置之后依然不能正常通讯，请参照以下建议检查接线和设置。
请首先检查接线：
1．触摸屏和PLC通讯不上的绝大多数问题是接线错误，可能性最大的是RS232RXD/RXD接反或RS485+/-接反，请首先确认。
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