在每一次调试前，我们要做的工作就是把硬件全部组态正确，网络组建好。此时，才能把程序下载进去进行软硬件的调试。然而，就是这前期的组网问题，往往能够遇到千奇百怪的问题。不管经历过多少的弯路，最终都会把项目调试完成。只不过是顺利不顺利的问题。下面就我经历过的一些小白问题，跟大家分享下。
1、模块已组态，但不可用，预设值/实际值不匹配:(插入的模块和组态的模块类型不同) 期望的型号 ，与当前型号不匹配或是 不可用。
这样的故障最为常见了。那么，很有可能的原因：（1）就是检查组态型号和实际模块型号是否一致。不过这样的原因很小，因为大家做工程都很谨慎，（2）就是硬件上有些模块没能正确连接上，导致故障出现。也会出现此类故障现象。我遇到a.西门子ET200S上的高性能直接启动器模块与底板插接处，因为接线工的暴力，竟然把链接处的插针压弯了。表面上安装到位了。实际没有到位。这样导致ET200S故障，导致CPU也会出现上面的故障。当时，换了模块也不行，换了底板才发现插针已经损坏。b.实际安装的模块数量比软件组态中的数量模块多一个，但是多这个模块没有用，只是备用。但是，软件中的硬件组态下载到CPU中，硬件多一个模块，虽然没有接外边传感信号，但是它在ET200S接口模块上。这个故障让我很郁闷。大致一看，没有问题。都是正确的。但是，仔细检查，少组态了一个备用的模块。同样也会出现上面的故障信息。
2、针对总线没有连通，我遇到的情况跟大家分享下。
（1）ProfiNet网络不能正常连接
a、网线硬件连接就是错误的。由于接线都是接线工来操作。根据在线诊断，定位故障的子站或是分站的设备。 我都是再另外做一根长的网线，单独拉一根到出故障的设备上面，进行检测。直接判断出，网线的硬件接线错误。b.干扰问题所致。当时，我的网络总线布置是分站和变频器走在一路上面，星型连接。每一路上面都是ET200S子站和变频器。当时组态没有问题，但是真正运行时候，就出现网络故障。后来在网络布置上进行更改，一路上把子站放一路，把变频器放一路，这样重新布置网络，重新布线，避免了上面的问题。
（2）ProfiBus网络不能正常连接
a.设备初期运行正常，运行了半年之后，就总是出现丢站的现象。当时，以为是干扰所致，就把所有屏蔽做了检测和修改。故障仍然出现。总线电缆也是西门子原装的。后来就更改网络结构。把CPU上的DP接口放在总线的中间，终端电阻打到OFF，然后，两边再连接其他DP站。原来是CPU放在DP总线的开始端，这样经过更改之后，故障不出现了。这根通讯的据率和速率有关系导致这个故障出现。
b、DP总线一直故障，连接不上。从硬件检查，包括DP设备上拨码开关。软件参数的检查都没有问题。但是始终通讯不上。这个故障让我折腾很长时间才找出问题。当时，也是把通讯电缆和动力电缆分开布线，降低通讯速率，终端电阻检查，屏蔽接线的检查。都没有问题。
原来是DP接头安放的位置不对所致的。 我CPU下挂了机器人。机器人对CPU来说是从站，但是机器人自身有下挂了ET200L作为这个模块的主站。这样，机器人作为CPU从站，作为ET200L模块的主站。DP总线需要两个DP接头，一个是从CPU过来的，一个是从ET200L过来。都要接在机器人上安装的CP5614 A2这个通讯卡上面。同时，要保证机器人内部通讯参数配置正确，I.O驱动配置正确。以为这方面原因，折腾来折腾去的。反复配置断电重启。都不行。看终端电阻的位置也都正确。后来静心想了下，漏 一个环节，因为接线安装都是工人在操作。我一看DP接头硬件安装位置机不对，导致整个DP总线就不能通讯。后来把两个DP接头在机器人控制柜内换下位置就全部好了。
上面是我们都经常在调试前遇到小问题，只是我们做调试前，细心点，冷静点，都能把这些问题快速解决。
请问PID控制中，当输出超出范围后执行 MX = 1.0 - (MPn + MDn ) 和MX = - (MPn + MDn)，这两条算法的作用是什么呢？”
答：这两个公式用来对PID的输出限幅。S7-200的系统手册的PID“变量和范围”中有下面的内容：
“输出变量是由PID运算产生的，所以在每一次PID运算完成之后，需更新回路表中的输出值，输出值被限定在0.0~1.0之间。
如果使用积分控制，积分项前值要根据PID运算结果更新。这个更新了的值用作下一次PID运算的输入，当计算输出值超过范围(大于1.0或小于0.0)，那么积分项前值必须根据下列公式进行调整：
MX=1.0 –（MPn + MDn） 当计算输出Mn > 1.0
或
MX= –（MPn + MDn） 当计算输出Mn < 0.0
其中：
MX是调整过的偏差的数值
MPn是在采样时间n时回路输出比例项数值
MDn是在采样时间n时回路输出微分项数值
Mn是在采样时间n时回路输出数值”
在系统手册的积分项部分，对积分项公式中的MX的解释如下：“MX是在采样时刻n–1时的积分项的数值(也称为积分和或偏差)。”
“积分和(MX)是所有积分项前值之和。在每次计算出MIn之后，都要用MIn去更新MX。”
可见可以将MX视为PID的输出的积分部分MIn。PID的输出Mn= MPn + MIn + MDn= MPn + MX + MDn
上面的两个公式实际上是用来对PID的输出限幅的。
当Mn > 1.0时，令Mn = MPn + MX + MDn= 1.0，所以MX=1.0 –（MPn + MDn）
当Mn > 0.0时，令Mn = MPn + MX + MDn= 0.0，所以MX= –（MPn + MDn）
PLC选型及设计要点
一 选型要点
S7-300 PLC的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型，并考虑维护的方便性、备件的通用性，以及是否易于扩展和有无特殊功能等要求。选型时具体注意以下几方面：
(1)有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个重要依据，一定要根据实际情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时，其存储容量应选大一些。
(2)系统软硬件选择。一是扩展方式选择，S7-300 PLC有多种扩展方式，实际选用时，可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/O及PLC子站等多种方式来扩展PLC或预留扩展口；二是PLC的联网，包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因S7-300 PLC的工业通信网络淡化了PLC与DCS的界限，联网的解决方案很多，用户可根据企业的要求选用；三是CPU的选择，CPU的选型是合理配置系统资源的关键，选择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有
PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等)，并最好在西门子公司的技术支持下进行，以获得合理的选型；四是编程软件的选择，这主要考虑对CPU的支持状况，我们的体会是：STEP7 V4.0对有些型号的CPU不支持，硬件组态时会发生故障出错，而STEP7V5.0则不存在这种问题。
二 设计及使用
1. 设计注意事项
设计时主要应注意以下几方面：
(1)PLC输出电路中没有保护，因此在外部电路中应设置串联熔断器等保护装置，以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A。
(2)PLC存在I/O响应延迟问题，因此在快速响应设备中应加以注意。MPI通信协议虽简单易行，但响应速度较慢。
(3)编制控制程序时，最好用模块式结构程序。这样既可增强程序的可读性，方便调试和维护工作；又能使数据库结构统一，方便WinCC组态时变量标签的统一编制和设备状态的统一显示。
(4)硬件资源。要合理配置硬件资源，以提高系统可靠性。如PLC电源配电系统要配备冗余的UPS不间断电源，以排除停电对全线运行的不利影响。又如对电机的控制回路要进行继电器隔离，以消除外部负载对I/O模块的可能损坏。另外，系统设备要采用独立的接地系统，以减少杂波干扰。
2. 使用要点
(1)抗干扰措施。来自电源线的杂波，能造成系统电压畸变，导致系统内电气设备的过电压、过负荷、过热甚至烧毁元器件，造成PLC等控制设备误动作。所以，在电源入口处最好应设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设施。其中，电源滤波器的地要以最短线路接到中央保护地。对于直流电源，则可加装微分电容加以干扰抑制。
(2)保护接地。可采取用不小于10mm2的保护导线接好配电板的保护地；相邻的控制柜也应良好接触并与地可靠连接。同时要做好防雷保护接地，通常可采取总线电缆使用屏蔽电缆且屏蔽层两端接地，或模拟信号电缆采取两层屏蔽，外层屏蔽两端接地等措施。另外，为防止感应雷进入系统，可采用浪涌吸收器。
(3)做好信号屏蔽。信号的屏蔽非常关键，一般可采取屏蔽电缆传送模拟信号。注意对多个模拟信号共用一根多芯屏蔽电缆或用两种屏蔽电缆传送时，信号间一定要做好屏蔽。而且电缆的屏蔽层一端(一般在控制柜端)要可靠接地。
(4)当现场没有或无法设置硬点时，可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控制方式选择等问题。此外，与变频器、智能仪表等的连接，最好还是采用信号线直接相连的方式。
(5)应合理配置PLC的使用环境，提高系统抗干扰能力。具体采取的措施有：远离高压柜、高频设备、动力屏以及高压线或大电流动力装置；通信电缆和模拟信号电缆尽量不与其他屏 (盘)或设备共用电缆沟；PLC柜内不用荧光灯等。另外，PLC虽适合工业现场，但使用中也应尽量避免直接震动和冲击、阳光直射、油雾、雨淋等；不要在有腐蚀性气体、灰尘过多、发热体附近应用；避免导电性杂物进入控制器。
三 调试要点及注意事项
(1)常规检查。在通电之前要耐心细致地作一系列的常规检查(包括接线检查、绝缘检查、接地电阻检查、保险检查等)，避免损坏PLC模块(用STEP7的诊断程序对所有模块进行检查)。
(2)系统调试。系统调试可按离线调试与在线调试两阶段进行。其中离线调试主要是对程序的编制工作进行检查和调试，采用STEP7能对用户编制程序进行自动诊断处理，用户也可通过各种逻辑关系判断编制程序的正误。而在线调试是一个综合调试过程，包括程序本身、外围线路、外围设备以及所控设备等的调试。在线调试过程中，系统在监控状态下运行，可随时发现问题、随时解决问题，从而使系统逐步完善。因此，一般系统所存在的问题基本上可在此过程中得到解决。
在线调试设备开停时，必须先调试空开关的运行情况；如果设备设有运行监视开关，则可把监视开关强制为"１"(正式运行时，撤销强制)。调试单台设备时可针对性地建立该设备的变量表，对该设备及其与该设备相关的变量进行实时监视。这样既可判断逻辑操作是否正确，对模拟量的变化也可一目了然。比如调试电动执行器时，可建立一变量表，对执行器的位置信号、限位信号、过力矩信号及输出命令信号等进行实时监视，便可非常直观地观测执行器的动作情况。
(3)S7-300 PLC模拟量模块可通过变换信号类型卡支持各种类型信号。当改造老生产工艺线时，不可避免地会遇到多类信号。因此，设计时最好不把几种信号接到同一模块；同时必须先组态好模块，再接信号线，检查无误后送电。此外，应避免两线制与四线制信号、电流与电压信号的混接，以免烧坏模块。
(4)一般变送器的负载能力为600Ω，而模拟量输入模块的抗阻各不相同(一般在250Ω以下)。如果回路内设安全栏，必须注意抗阻的匹配；模拟量输出模块的负载能力为600Ω，一般
执行器的负载能力为250Ω；如线路较长，也存在抗阻匹配问题。此外，要加强信号的隔离，特别是要加强与支流调速装置、变频调速装置及设备配套的小型PLC之间的信号隔离，防止相互干扰。
四 结束语
S7-300 PLC的应用非常广泛，在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题。本文从实际出发，总结多年实践经验，对以上各方面的问题提出了自己的见解，希望对工程技术人员能有一定的参考价值。
梯形图（Ladder Diagram）程序设计语言举例介绍
梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。LAD图形指令有3个基本形式：
（1）触点：
触点符号代表输入条件如外部开关，按钮及内部条件等。CPU运行扫描到触点符号时，到触点位指定的存储器位访问（即CPU对存储器的读操作）。该位数据（状态）为1时，表示“能流”能通过。计算机读操作的次数不受限制，用户程序中，常开触点，常闭触点可以使用无数次。
（2）线圈：
线圈表示输出结果，通过输出接口电路来控制外部的指示灯、接触器等及内部的输出条件等。线圈左侧接点组成的逻辑运算结果为1时，“能流”可以达到线圈，使线圈得电动作，CPU将线圈的位地址指定的存储器的位置位为1，逻辑运算结果为0，线圈不通电，存储器的位置0。即线圈代表CPU对存储器的写操作。PLC采用循环扫描的工作方式，所以在用户程序中，每个线圈只能使用一次。
（3）指令盒：指令盒代表一些较复杂的功能。如定时器，计数器或数学运算指令等。当“能流”通过指令盒时，执行指令盒所代表的功能。
梯形图按照逻辑关系可分成网络段，分段只是为了阅读和调试方便。在举例中将网络段省去。图1是梯形图示例。
