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文檔簡介
1、新手學(xué)習(xí)PLC編程的入門建議小小本篇只供參考,借鑒。 鄙人原化工專業(yè)畢業(yè)的,后因工作需要,加之個人興趣,才轉(zhuǎn)行搞儀表、機械。十年前,我剛開始使用PLC時,也是一頭霧水。仗著自己對硬件、工程知識的熟悉,和對組態(tài)軟件的粗淺了解,硬著頭皮接下了任務(wù)。當時已經(jīng)來不及接受培訓(xùn),相關(guān)資料極其缺乏,僅有的參考資料是一本英文的S7-200手冊,以及西門子網(wǎng)站上找到的一些全西文的示例,總算在三個月內(nèi)完成了系統(tǒng)的構(gòu)建、軟件的編寫工作。期間走彎路、出故障是家常便飯,經(jīng)常搞得我茶飯不思,而且還由于操作不慎燒毀過一臺PLC。所以我非常理解那些剛?cè)腴T的網(wǎng)友兩手抓瞎的感覺。在此,我想粗略的總結(jié)一下自己的學(xué)習(xí)之路,供網(wǎng)友們參
2、考。1、編程需要堅強的毅力和足夠的耐心人各有所長。有些人把編程看作一項冗長而枯燥的工作;有些人把編程看作一項趣味的智力游戲。如果你是前者,強烈建議你遠離這份工作。畢竟編程工作是對人的毅力和耐心的挑戰(zhàn)。我所在實驗室中,很多學(xué)生看到我編程序就會驚訝于我面對這一堆堆符號所表現(xiàn)出的專注。其實,這是興趣使然。興趣使我具備了足夠的毅力和耐心。經(jīng)過無數(shù)次失敗后,當看到一個個符號按我的思路整齊的排列,PLC按我的要求有條不紊的運行時,興趣得到了極大的滿足,如同打通了一個游戲的關(guān)口。所以,我告訴這些學(xué)生:你們看到的是一堆枯燥怪異的符號,我看到的卻是一群熱情奔放的舞者,而我則是她們的導(dǎo)演。2、編程需要敢于實踐的信
3、心我曾經(jīng)教過一個學(xué)生學(xué)AutoCAD,我對她的唯一要求就是實踐。我告訴她:你隨便怎么操作,大不了一張圖重畫;最壞的結(jié)果是系統(tǒng)崩潰,沒關(guān)系,系統(tǒng)重做,再來;只要電腦沒被砸了,怎么都行。兩年后,我再看到她做的CAD圖紙,也自嘆不如。同樣道理,只有不斷地在PLC上運行這些指令,觀察運行的結(jié)果,才能弄清PLC指令的作用。很多初學(xué)者對PLC一臉的迷茫,往往是出于一種畏懼,擔(dān)心損壞設(shè)備。而這些畏懼是沒有任何道理的。仔細的閱讀手冊是非常重要的,但是僅靠讀書是成不了一個工程師的。更何況手冊上的內(nèi)容并非面面俱到。我在接觸到那些不熟悉的指令時,喜歡單獨編一個小程序,讓PLC運行。然后逐個修改條件,觀察運行的結(jié)果(
4、MicroWin為用戶提供了非常好的監(jiān)控手段),反過來再重新理解手冊的描述,這樣就可以非常直觀的理解這些指令的作用和使用方法。不必擔(dān)心自己寫的程序會有什么問題,會影響PLC的正常工作。程序有沒有問題,只有讓PLC運行了才能發(fā)現(xiàn)。而發(fā)現(xiàn)問題并解決問題就是對自己能力的提高。撇開硬件操作不談,單就軟件來說,我還真沒有遇到過由于軟件問題而損壞PLC的事。在這里不必擔(dān)心繼電器電路接錯線可能造成的后果。所以,大膽的實踐是PLC編程的必由之路。當然,大膽實踐并不是野蠻操作,而是必須遵循必要的規(guī)范。還有一個要注意的,在程序未經(jīng)可靠性證實之前,千萬不要掛接負載,以免造成不必要的損失。數(shù)字量的輸出有LED顯示;而
5、模擬量處理可以采用一些硬件或軟件模擬手段來解決。3、編程需要有縝密的邏輯思維編程本身就是一種邏輯思維過程。在高級語言中,使用最多的是if then else、select這些條件判別語句,這就是邏輯中的因果關(guān)系。PLC程序就是由這些因果關(guān)系組成的:判別條件是否成立,進而決定執(zhí)行相應(yīng)的指令。最初的PLC是用來替代繼電器邏輯電路的,所以繼承了繼電器電路以觸點作為觸發(fā)條件的描述方式。在PLC中,以虛擬觸點代替了繼電器的金屬觸點,而繼電器電路所表達的邏輯關(guān)系還是被完整的保留下來。即使引入了繼電器電路難以勝任的數(shù)值處理過程,PLC從根本上還是在執(zhí)行一個個因果關(guān)系。所以,理順對象的各個事件之間的邏輯關(guān)系,
6、是編程之前必須精心做好的準備工作。我在接到一項任務(wù)后,第一件事就是整理出一份邏輯關(guān)系圖,與用戶反復(fù)商討,取得用戶的認可,然后才真正進入程序的編寫過程。4、不可或缺的相關(guān)知識PLC的程序是直接作用于對象的具體工藝過程,那么對對象具體工藝過程的理解是非常重要的的。我在與用戶的交流過程中,會用我所掌握的Unit Operation的知識分析用戶的工藝過程,協(xié)助用戶整理過程控制中的各個邏輯關(guān)系,甚至包括各種儀表、硬件的配置。這得益于我原本所學(xué)的專業(yè)。當然,不能要求所有搞PLC程序的工程師都有我這樣的經(jīng)歷。但是有兩門知識卻是不可或缺的:一是過程儀表的硬件知識,包括傳感器、變送器(二次儀表)和PLC本身,
7、這是構(gòu)建控制系統(tǒng)的基礎(chǔ);二是過程控制理論,包括各種控制模型的原理和應(yīng)用,其中最重要的是二位調(diào)節(jié)和PID調(diào)節(jié)模型。PID調(diào)節(jié)是目前用得最廣泛的過程控制手段,且變化多端。學(xué)習(xí)PID最好的方法就是讀書。幾乎所有講解過程控制的書籍都有關(guān)于PID的內(nèi)容,多讀基本相關(guān)的書籍對理解PID是很有益處的。我發(fā)現(xiàn)不少網(wǎng)友在進入PLC領(lǐng)域時,缺乏這些相關(guān)知識。這并不可怕;可怕的是當事者不能靜下心來彌補知識的缺陷。我們不要怪罪學(xué)校沒有教授這些內(nèi)容,而是要注重自己如何去學(xué)習(xí)這些知識。工作中遇到的許多問題是學(xué)校里沒講過的,這不能成為我們拒絕工作的理由,而應(yīng)該以積極的態(tài)度去應(yīng)對這些問題。我的體會是,為了解決工作中的問題而學(xué)
8、習(xí)的知識,比課堂上學(xué)的東西更容易記住。5、養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣每個人編程都會有不同的習(xí)慣和特點,不能強求一致。但是一些好的習(xí)慣還是應(yīng)該為大多數(shù)人所遵循。一是理順邏輯關(guān)系、時序關(guān)系,編制程序框圖;二是合理分配主程序、子程序和中斷程序;三是合理分配寄存器,編制寄存器符號表。PLC編程更接近于單片機,或者說PLC就是模塊化的單片機。因此PLC的很多操作都是直接針對寄存器的,如果在程序中出現(xiàn)不合理的寄存器地址重疊,一定會出現(xiàn)不可預(yù)想的后果。編制寄存器符號表不僅可以避免上述問題(MicroWin會有問題提示),而且可以使程序具備更好的可讀性。這和VB中定義變量有異曲同工之處。VB編程中關(guān)注的是事件,不強調(diào)
9、主程序和子程序的觀念,因為VB主程序的工作是由PC的操作系統(tǒng)完成的。PLC則不然。PLC程序是以主程序為主干的,CPU不斷的循環(huán)執(zhí)行主程序,只有觸發(fā)條件成立時才會調(diào)用子程序或中斷程序。即子程序和中斷程序所執(zhí)行的任務(wù)不是全時需要的。如果把這些任務(wù)都放在主程序中會無端增加主程序的工作量,降低程序的效率。這點和單片機的編程思路是一致的。子程序的使用可以使整個程序的邏輯更清晰。而且子程序可以分開編寫、調(diào)試,最后“安裝”到主程序上。這樣你可以一個一個解決問題。PLC編程,無論是LAD,抑或STL,都不如VB那么直觀、有趣,更不如CAD那么形象。但比單片機的匯編語言的可視性強多了。對于初學(xué)者,LAD(梯形
10、圖)的編程相對直觀,更容易上手。最后,PLC提供了豐富的指令、模塊,比單片機方便了很多。但是初學(xué)者編程時應(yīng)盡量先使用簡單的指令達到目的。盡管看上去有點土,卻不失為一個入門的好途徑,且對你理解那些較為復(fù)雜的指令會有幫助。具備了一定經(jīng)驗后,應(yīng)該考慮掌握復(fù)雜指令的應(yīng)用,以及程序的優(yōu)化。學(xué)習(xí)PLC密決- 1.不要看到別人的回復(fù)第一句話就說:給個代碼吧!你應(yīng)該想想為什么。當你自己想出來再參考別人的提示,你就知道自己和別人思路的差異。2.別小家子氣,買本書幾十塊都舍不得,你還學(xué)個P。為了省錢看電子書,浪費的時間絕對超過書的價值。當然如果查資料,只能看PDF。3.學(xué)習(xí)新的開發(fā)軟件時,一定要看幫助手冊。買的書
11、不夠全面。剛接觸一個軟件,什么都不懂,就盲目的問東問西,讓人看起來很幼稚。4.不要蜻蜓點水,得過且過,細微之處往往體現(xiàn)實力。5.把時髦的技術(shù)掛在嘴邊,還不如把過時的技術(shù)記在心里。6.看得懂的書,請仔細看;看不懂的書,請硬著頭皮看。.別指望看第一遍書就能記住和掌握什么請看第二遍、第三遍。7.多實踐,調(diào)試,去寫去調(diào),只用軟件模擬,是永遠成不了高手的。8.保存好你做過的所有的源程序、原理圖等-那是你最好的積累之一。9.對于網(wǎng)絡(luò),還是希望大家能多利用一下,很多問題不是非要到論壇來問的,首先你要學(xué)會自己找答案,比如google、百度都是很好的搜索引擎,你只要輸入關(guān)鍵字就 能找到很多相關(guān)資料,別老是等待別
12、人給你希望,看的出你平時一定也很懶!10 到一個論壇,你學(xué)會去看以前的帖子,不要什么都不看就發(fā)帖子問,也許你的問題早就有人問過了,你再問,別人已經(jīng)不想再重復(fù)了,做為初學(xué)者,誰也不希望自己的帖子沒人回的。11,論壇論壇,就是大家討論的地方,總期望有高手總無償指點你,除非他是你親戚!討論者,起碼是水平相當?shù)牟庞杏懻摰恼f法,如果水平真差距太遠了,連基本操作都需要別人給解答,誰還跟你討論呢。什么樣的人是浮躁的人如何學(xué)習(xí)PLC- 弄通有關(guān)PLC程序設(shè)計理論是重要的。沒有這方面的理論準備或指導(dǎo),僅靠在實踐中摸索,簡單的問題還好辦。復(fù)雜的就不好辦了。不僅無從下手,而且花了很多時間與精力,也難編出效率較高、質(zhì)
13、量也較高的程序,常常是事倍功半。但是,編程的具體實踐,以及在這個實踐中得來的知識或技能,即經(jīng)驗,也是重要的。沒有經(jīng)驗,僅有理論,既無法深刻理解理論,又無法靈活應(yīng)用理論。這正如學(xué)數(shù)學(xué),如僅了解一些定理或記住一些公式,沒有作相應(yīng)的練習(xí),肯定是學(xué)不好的。更不用說,任何理論也都只是經(jīng)驗的總結(jié),歸根到底也都有是來自實踐。1、經(jīng)驗積累經(jīng)驗有別人的,也有自己的,都很重要。前者要靠細心學(xué)習(xí),后者要靠用心積累,都要在一定的時間與必要的精力。別人的經(jīng)驗有上了書的或登載在雜志上的。有的是細心學(xué)習(xí)別人的,但多數(shù)是我自己的經(jīng)驗。所有的例子都經(jīng)我測試過,都經(jīng)實踐證明是可行的。我想,別的書本或雜志上介紹的也會是這樣的。所以
14、學(xué)習(xí)這樣楊功的經(jīng)驗是必要的。還有就是你同事的經(jīng)驗,也是值得學(xué)習(xí)。這種經(jīng)驗離你很“近”,很易借鑒。自己的經(jīng)驗則是最重要的。要在自己的實踐中,積累自己的經(jīng)驗。同時,最好在學(xué)別人的經(jīng)驗時,也能親自作些測試,能使自己也有類似的經(jīng)歷,進而把這些經(jīng)驗變成自己的。這也是自己經(jīng)驗的重要積累。還有一些失敗的經(jīng)驗,這往往是不會公開的,但這些經(jīng)驗也要學(xué)習(xí),也要積累。經(jīng)驗的積累要用自己的腦記,更要用電腦記。最好作些分類,建立一個自用的程序庫,以便于隨時引用。2、經(jīng)驗升華經(jīng)驗還有待升華。升華有三個層次:最低的層次就是建立一個典型的程序庫,供今后再用。若程序復(fù)雜,還可建一些功能塊,或子程序,以便以后引用。其次,要總結(jié)出有
15、效算法。如單按鈕起停程序庫等。最高層次的升華是把經(jīng)驗上升到理論的高度,為豐富PLC程序設(shè)計理論作貢獻。我想,隨著PLC使用的普及與提高,是會有越來越多從經(jīng)驗中升華出來的,而又能用以指導(dǎo)實踐的PLC編程理論的。3、經(jīng)驗應(yīng)用經(jīng)驗積累、經(jīng)驗升華都是為了應(yīng)用。經(jīng)驗應(yīng)用有三方面:1)用作工程設(shè)計模板。設(shè)計新系統(tǒng)時,選用一個或幾個與現(xiàn)設(shè)計工程類似的,已取得成功的工程,作樣板進行設(shè)計。這既可減輕設(shè)計的工作量,又增加設(shè)計的成功率。這也是信息可重用的一大好處。2)用作程序設(shè)計參考。在無成功的工程可作樣板時,在新設(shè)計的邏輯中,仍有相當一部分控制邏輯,可采用或借用已有典型邏輯,這也可減少設(shè)計的工作量,增加設(shè)計的成功
16、率。3)用作算法設(shè)計參考。在既無樣板可參照,又無典型可采用時,還可運用過去的一些成功的算法。經(jīng)驗是寶貴的,但是經(jīng)驗特別是個人經(jīng)驗,總是有限的。所以,經(jīng)驗的應(yīng)用也還要與編程理論相結(jié)合。如何學(xué)習(xí)別人的PLC程序- 1 收集資料。在收集資料時不僅要收集程序還要收集程序所附帶的工藝流程及I/O分配表。2 程序分類。在收集到前人的程序后,首先加以分類。以不同品牌的程序分類再以不同功能細分。3 選擇程序加以理解。分類完成后就是慢慢的“消化”程序了。首先選擇自己熟悉的PLC程序或是自己將要用到的程序樣例下手,這樣理解起來比較容易。4 對于有工藝流程及I/O分配表的程序進行理解。1) 了解程序的工藝流程。2)
17、 I/O分配。把I/O分配表中的說明加在程序的注釋中。3) 理解中間位。在程序設(shè)計時肯定會用到諸多的中間位做轉(zhuǎn)接,然后搞清楚每一步或每一網(wǎng)絡(luò)所對應(yīng)的中間位的功能,在程序中加以注釋。4) 理解定時器。程序中定時器的功能要清楚,特別是有時間日期控制的,定時器的功能是比較重要的。其意義也要記錄下來。5) 理解計數(shù)器。6) 理解陌生指令。在“消化”別人程序的過程中,不勉會看到一些自己沒用過或不熟悉的指令,這也是自己要重點理解的對象,要準備一份電子指令手冊隨時查找,并在程序中記錄。這才是自己要學(xué)習(xí)與進步的地方。5、 對于沒有任何說明的程序進行理解。1) 指令應(yīng)用。對此類程序主要是注意程序中的指令應(yīng)用。把
18、指令截取下來,以指令名稱為為文件名另存在文件夾中。2) 分系統(tǒng)另存。對于能理解并能整理成系統(tǒng)程序加以另存,比如說程序中的時間系統(tǒng)、PID系統(tǒng)等等的程序。3) 所有的PLC指令都是大同小異的,當以后工作中能應(yīng)用到的部分可以就地取材,舉一反三。更重要的是要了解設(shè)備的工藝,只有熟悉了產(chǎn)品和掌握了程序的基本編寫方法,才能得心應(yīng)手!PLC基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法論談- 學(xué)習(xí)PLC入門方法其實主要是兩點,1.選擇一個PLC, 2邊學(xué)邊練一、問題提出??删幊炭刂破骷夹g(shù)最主要是應(yīng)用于自動化控制工程中,如何綜合地運用前面學(xué)過知識點,根據(jù)實際工程要求合理組合成控制系統(tǒng),在此介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的一般方法。二、可編程控
19、制器控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟1 系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容( 1 )擬定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計任務(wù)書的形式來確定,它是整個設(shè)計的依據(jù);( 2 )選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu);( 3 )選定 PLC 的型號;( 4 )編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖;( 5 )根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求編寫軟件規(guī)格說明書,然后再用相應(yīng)的編程語言(常用梯形圖)進行程序設(shè)計;( 6 )了解并遵循用戶認知心理學(xué),重視人機界面的設(shè)計,增強人與機器之間的友善關(guān)系;( 7 )設(shè)計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件;( 8 )編寫設(shè)計說明書和使用說明書;根據(jù)具體任務(wù),上述內(nèi)容可
20、適當調(diào)整。2 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的主要步驟,如圖 1 所示。圖 1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的主要步驟( 1 )深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求a 被控對象就是受控的機械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。b控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng),還可將控制任務(wù)分成幾個獨立部分,這種可化繁為簡,有利于編程和調(diào)試。( 2 )確定 I/O 設(shè)備根據(jù)被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的功能要求,確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等,常用的輸出設(shè)備有繼電器、接
21、觸器、指示燈、電磁閥等。( 3 )選擇合適的 PLC 類型根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備,統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù),選擇合適的 PLC 類型,包括機型的選擇、容量的選擇、 I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。( 4 )分配 I/O 點分配 PLC 的輸入輸出點,編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行 PLC程序設(shè)計,同時可進行控制柜或操作臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。( 5 )設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計出梯形圖即編程。這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的最核心工作,也是比較困難的一步,要設(shè)計好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時還要有一
22、定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。( 6 )將程序輸入 PLC當使用簡易編程器將程序輸入 PLC時,需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符,以便輸入。當使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時,可通過上下位機的連接電纜將程序下載到PLC中去。( 7 )進行軟件測試程序輸入 PLC 后,應(yīng)先進行測試工作。因為在程序設(shè)計過程中,難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前,必需進行軟件測試,以排除程序中的錯誤,同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ),縮短整體調(diào)試的周期。( 8 )應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試在 PLC軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后,就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試,如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成,則應(yīng)先作
23、局部調(diào)試,然后再進行整體調(diào)試;如果控制程序的步序較多,則可先進行分段調(diào)試,然后再連接起來總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題,要逐一排除,直至調(diào)試成功。( 9 )編制技術(shù)文件系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖。三、 PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計1 PLC 型號的選擇在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,要詳細了解被控對象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進行控制。在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等)、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制、PID 調(diào)節(jié)等)、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準備實現(xiàn)工廠自
24、動化聯(lián)網(wǎng)等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。目前,國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC產(chǎn)品,使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。( 1 )對輸入 / 輸出點的選擇盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù),再按實際所需總點數(shù)的 15 20 留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需 PLC的點數(shù)。另外要注意,一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制,一般同時接通的輸入
25、點不得超過總輸入點的 60 ; PLC每個輸出點的驅(qū)動能力( A/ 點)也是有限的,有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異;一般 PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。PLC的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級,但這種 PLC平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離,則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。( 2 )對存儲容量的選擇對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中,可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點輸出總點數(shù)乘 5 字 /點來估算;計數(shù)器 /
26、 定時器按( 3 5 )字 / 個估算;有運算處理時按( 5 10 )字 / 量估算;在有模擬量輸入 /輸出的系統(tǒng)中,可以按每輸入 / (或輸出)一路模擬量約需( 80 100 )字左右的存儲容量來估算;有通信處理時按每個接口 200字以上的數(shù)量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 100 留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者,選擇容量時留有裕量要大些。( 3 )對 I/O 響應(yīng)時間的選擇PLC的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲(一般在 2 3個掃描周期)等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng), PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求,可不必考慮 I/O響
27、應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。( 4 )根據(jù)輸出負載的特點選型不同的負載對 PLC的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如,頻繁通斷的感性負載,應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC有許多優(yōu)點,如導(dǎo)通壓降小,有隔離作用,價格相對較便宜,承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,其負載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的PLC。( 5 )對在線和離線編程的選擇離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ,通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時,
28、CPU只為編程器服務(wù),而不對現(xiàn)場進行控制。專用編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ,主機的 CPU完成對現(xiàn)場的控制,在每一個掃描周期末尾與編程器通信,編程器把修改的程序發(fā)給主機,在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進行控制。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程,也能實現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計算機,并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。( 6 )據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動化網(wǎng)絡(luò),則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能,即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計算機及CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能,目前大部分小型機也具有
29、通信功能。( 7 )對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇在相同功能和相同 I/O點數(shù)據(jù)的情況下,整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活,維修方便(換模塊),容易判斷故障等優(yōu)點,要按實際需要選擇 PLC的結(jié)構(gòu)形式。2 分配輸入 / 輸出點一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應(yīng)的。分配好后,按系統(tǒng)配置的通道與接點號,分配給每一個輸入信號和輸出信號,即進行編號。在個別情況下,也有兩個信號用一個輸入點的,那樣就應(yīng)在接入輸入點前,按邏輯關(guān)系接好線(如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián)),然后再接到輸入點。( 1 )確定 I/O 通道范圍不同型號的 PLC ,其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,應(yīng)根據(jù)所選 P
30、LC型號,查閱相應(yīng)的編程手冊,決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊。( 2 )部輔助繼電器內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出,不能直接連接外部器件,而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用。從功能上講,內(nèi)部輔助繼電器相當于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 : 1鏈接時的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計的需要,應(yīng)合理安排 PLC 的內(nèi)部輔助繼電器PLC基礎(chǔ)知識簡介- 目前,世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品,應(yīng)用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學(xué)/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)
31、、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。為了使各位初學(xué)者更方便地了解PLC,本文對PLC的發(fā)展、基本結(jié)構(gòu)、配置、應(yīng)用等基本知識作一簡介,以期對各位網(wǎng)友有所幫助。一、PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中,大量的開關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作,并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制,及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置,首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制,這就是第一代可編程序控制器,稱Programmable Controller(PC
32、)。 個人計算機(簡稱PC)發(fā)展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點,可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC),現(xiàn)在,仍常常將PLC簡稱PC。 PLC的定義有許多種。國際電工委員會(IEC)對PLC的定義是:可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設(shè)計。 上世紀
33、80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展最快的時期,年增長率一直保持為3040%。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高,PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域,在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預(yù)見的將來,是無法取代的。二、PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、
34、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。三、CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時,診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于
35、存儲程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來,不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路,但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運算,并存儲運算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。 CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。四、I/O模塊PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),輸出點反映輸出
36、鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入(DI),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。開關(guān)量是指只有開和關(guān)(或1和0)兩種狀態(tài)的信號,模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下:開關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量:按信號類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I
37、/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。五、電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VAC)。六、底板或機架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架,其作用是:電氣上,實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機械上,實現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個整體。七、PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備1、編程設(shè)備:編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件,用于編程、對系統(tǒng)作
38、一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計算機(運行編程軟件)充當編程器。2、人機界面:最簡單的人機界面是指示燈和按鈕,目前液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛,由計算機(運行組態(tài)軟件)充當人機界面非常普及。3、輸入輸出設(shè)備:用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù),如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器,輸入模擬量的電位器,打印機等。八、PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此,網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著,甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點說法。
39、PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息,形成一個統(tǒng)一的整體,實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口,還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信,還未實現(xiàn)互操作性,IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標準,PLC各廠家均有采用。對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)??刂葡到y(tǒng))來講,選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開放的,以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴展;其次,針對不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求,選擇網(wǎng)絡(luò)的形式,這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標準的協(xié)議、機制的前提下進行;再次,綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問
40、題,確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標準。西門子 S7-300 PLC 從入門到精通的100個經(jīng)典問題- 新手必讀 1:使用CPU 315F和ET 200S時應(yīng)如何避免出現(xiàn)“通訊故障”消息?使用CPU S7 315F, ET 200S以及故障安全DI/DO模塊,那么您將調(diào)用OB35 的故障安全程序。而且,您已經(jīng)接受所有監(jiān)控時間的默認設(shè)置值,并且愿意接收“通訊故障”消息。 OB 35 默認設(shè)置為100毫秒。您已經(jīng)將F I/O模塊的F監(jiān)控時間設(shè)定為100毫秒,因此至少每100毫秒要尋址一次I/O模塊。但是由于每100毫秒才調(diào)用一次OB 35,因此會發(fā)生通訊故障。要確保OB35的掃描間隔和F監(jiān)控時間有所差別
41、,請確保F監(jiān)控時間大于OB35的掃描間隔時間。S7分布式安全系統(tǒng),一直到V5.2 SP1 和 6ES7138-4FA00-0AB0,6 ES7138-4FB00-0AB0,6ES7138-4CF00-0AB0 都會出現(xiàn)這個問題。在新的模塊中,F(xiàn) 監(jiān)控時間設(shè)定為150毫秒.2:當DP從站不可用時,PROFIBUS上S7-300 CPU的監(jiān)控時間是多少?使用CPU的PROFIBUS接口上的DP從站操作PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)時,希望在啟動期間檢查期望的組態(tài)與實際的組態(tài)是否匹配。在 CPU屬性對話框中的Startup選項卡上給出了兩個不同的時間。3:如何判斷電源或緩沖區(qū)出錯,如:電池故障?如果電源(僅S
42、7400)或緩沖區(qū)中的一個錯誤觸發(fā)一個事件,則CPU操作系統(tǒng)訪問OB81。錯誤糾正后,重新訪問OB81。電池故障情況下,如果電池檢測中的BATT.INDIC開關(guān)是激活的,則 S7-400僅訪問OB81。如果沒有組態(tài)OB81,則CPU不會進入操作狀態(tài)STOP。如果OB81不可用,則當電源出錯時,CPU仍保持運行。4:為S7CPU上的I/O模塊(集中式或者分布式的)分配地址時應(yīng)當注意哪些問題?請注意,創(chuàng)建的數(shù)據(jù)區(qū)域(如一個雙字)不能組態(tài)在過程映象的邊界上,因為在該數(shù)據(jù)塊中,只有邊界下面的區(qū)域能夠被讀入過程映像,因此不可能從過程映像訪問數(shù)據(jù)。 因此,這些組態(tài)規(guī)則不支持這種情況:例如,在一個 256
43、字節(jié)輸入的過程映像的 254 號地址上組態(tài)一個輸入雙字。 如果一定需要如此選址,則必須相應(yīng)地調(diào)整過程映像的大小(在CPU的Properties中)。5:在S7 CPU中如何進行全局數(shù)據(jù)的基本通訊?在通訊時需要注意什么?全局數(shù)據(jù)通訊用于交換小容量數(shù)據(jù),全局數(shù)據(jù)(GD)可以是:輸入和輸出標記數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)定時器和計數(shù)器功能數(shù)據(jù)交換是指在連入單向或雙向GD環(huán)的CPU之間以數(shù)據(jù)包的形式交換數(shù)據(jù)。GD環(huán)由GD環(huán)編號來標識。單向連接:某一CPU可以向多個CPU發(fā)送GD數(shù)據(jù)包。雙向連接:兩個CPU之間的連接:每個CPU都可以發(fā)送和接收一個GD數(shù)據(jù)包。必須確保接收端CPU未確認全局數(shù)據(jù)的接收。如果想要通過相應(yīng)
44、通訊塊(SFB、FB或FC)來交換數(shù)據(jù),則必須進行通訊塊之間的連接。通過定義一個連接,可以極大簡化通訊塊的設(shè)計。該定義對所有調(diào)用的通訊塊都有效且不需要每次都重新定義。6:可以將S7-400存儲卡用于CPU 318-2DP嗎?在通常的操作中,只能使用訂貨號為6ES7951-1K. (Flash EPROM)和6ES7951-1A. (RAM)的“短” 存儲卡。7:盡管LED燈亮,為什么CPU 31xC不能從缺省地址124和125讀取完整輸入?對于下列型號的CPU ,請檢查 24V 電壓是否接入引腳 1。LED由輸入電流控制。引腳 1 上的 24V 電壓需要做進一步處理。313C(6ES7 313
45、-5BE0.-0AB0),313C-2DP (6ES7 313-6CE0.-0AB0),313C-2PTP (6ES7 313-6BE0.-0AB0), 314C-2DP (6ES7 314-6CF0.-0AB0),314C-2PTP (6ES7 314-6BF0.-0AB0)8:配置CPU 31x-2 PN/DP的PN接口時,當PROFINET接口偶爾發(fā)生通信錯誤時,該如何處理?請確定以太網(wǎng)(PROFINET)中的所有組件(轉(zhuǎn)換)都支持 100 Mbit/s全雙工基本操作。避 免中心分配器割裂網(wǎng)絡(luò),因為這些設(shè)備只能工作于半雙工模式。9:在硬件配置編輯器中,“時鐘”修正因子有什么含義呢?在硬件
46、配置中,通過CPU Properties Diagnostics/Clock,你可以進入“時鐘” 域內(nèi)指定一個修正因子。這個修正因子只影響CPU的硬件時鐘。時間中斷源自于系統(tǒng)時鐘,并且和硬件時鐘的設(shè)定毫無關(guān)系。10:如何通過PROFIBUS DP用功能塊實現(xiàn)在主、從站之間實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳送?在主站plc可以通過調(diào)用SFC14 “DPRD_DAT“和SFC15 “DPWR_DAT“來完成和從站的數(shù)據(jù)交換,而對于從站來說可以調(diào)用FC1 “DP_SEND“ 和FC2 ”DP_RECV“完成數(shù)據(jù)的交換。11:可以從S7 CPU中讀出哪些標識數(shù)據(jù)?通過SFC 51“RDSYSST”可讀出下列標識數(shù)據(jù):可以
47、讀出訂貨號和CPU版本號。為此,使用SFC 51和SSL ID 0111并使用下列索引:1 = 模塊標識6 = 基本硬件標識7 = 基本固件標識12:在含有CPU 317-2PN/DP的S7-300上,如何編程可加載通訊功能塊FB14(GET)和FB15(PUT)用于數(shù)據(jù)交換?為了通過一個S7連接在使用CPU 317-2PN/DP的兩個S7-300工作站之間進行數(shù)據(jù)交換,其中該S7連接是使用NetPro組態(tài)的, 在S7通信中,必須調(diào)用通訊功能塊。模塊FB14(GET) 用于從遠程CPU取出數(shù)據(jù),模塊FB15(PUT)用于將數(shù)據(jù)寫入遠程CPU。 功能塊包含在STEP 7 V5.3的標準庫中。 M
48、odule Information Memory。在此,在 Load memory RAM + EPROM中,可以看到分配的加載內(nèi)存的大小。3) 必須將該值和已經(jīng)確定的歸檔項目的大小相加。這樣就可以得出在一個MMC上保存整個項目所需的總內(nèi)存的大小。21:CPU全面復(fù)位后哪些設(shè)置會保留下來?復(fù)位CPU時,內(nèi)存沒有被完全刪除。整個主內(nèi)存被完全刪除了,但加載內(nèi)存中數(shù)據(jù),以及保存在Flash-EPROM存儲卡(MC)或微存儲卡(MMC)上的數(shù)據(jù),則會全部保留下來。除了加載內(nèi)存以外,計時器(CPU 312 IFM除外)和診斷緩沖也被保留。具有MPI接口或一個組合MPI/DP接口的CPU只在全部復(fù)位之前保
49、留接口所采用的當前地址和波特率。另一方面,另一個PROFIBUS地址也被完全刪除,不能再訪問。重要事項:重新設(shè)置PG/PC之后,與CPU之間的通訊只能通過MPI或MPI/DP接口來建立。22:為什么不能通過MPI在線訪問CPU?如果在CPU上已經(jīng)更改了MPI參數(shù),請檢查硬件配置??梢詫⑦@些值與在Set PG/PC interface下的參數(shù)進行比較,看是否有不一致?;蛘呖梢赃@樣做:打開一個新的項目,創(chuàng)建一個新的硬件組態(tài)。在CPU的MPI接口的屬性中為地址和傳送速度設(shè)置各自的值。將空項目寫入存儲卡中。把該存儲卡插入到CPU 然后重新打開CPU的電壓,將位于存儲卡上的設(shè)置傳送到CPU?,F(xiàn)在已經(jīng)傳送
50、了MPI接口的當前設(shè)置,并且像這樣的話,只要接口沒有故障就可以建立連接。 這個方法適用于所有具有存儲卡接口的S7-CPU。23:錯誤OB的用途是什么?如果發(fā)生一個所描述的錯誤(見文件1),則將調(diào)用并處理相應(yīng)OB。如果沒有加載該OB,則CPU進入STOP(例外:OB70、72、7 3和81)S7-CPU可以識別兩類錯誤:1) 同步錯誤: 這些錯誤在處理特定操作的過程中被觸發(fā),并且可以歸因于用戶程序的特定部分。2) 異步錯誤: 這些錯誤不能直接歸因于運行中的程序。這些錯誤包括優(yōu)先級類的錯誤,自動化系統(tǒng)中的錯誤(故障模塊)或者冗余的錯誤。24:在DP從站或CPU315-2DP型主站里應(yīng)該編程哪些“故
51、障 OBs”?在組態(tài)一個作為從站的CPU315-2DP站時,必須在STEP7程序中編程下列OB以便評估分布式I/O類型的錯誤信息:OB 82 診斷中斷 OB 、OB 86 子機架故障 OB 、OB 122 I/O 訪問出錯1) 診斷OB82:如果一個支持診斷,并且已經(jīng)對其釋放了診斷中斷的模塊識別出一個錯誤,它既對進入事件也對外出的事件向 CPU 發(fā)出一個診斷中斷的請求。操作系統(tǒng)然后調(diào)用 OB82。在 OB82 自己的局部變量里包含有有缺陷模塊的邏輯基地址和 4 個字節(jié)的診斷數(shù)據(jù)。如果你還沒有編程 OB82, 則 CPU 進入“停止”模式。你可以阻斷或延遲診斷中斷 OB ,并通過 SFC 39 - 42 重新釋放它。2) 子機架故障OB86:如果識別出一個 DP 主站系統(tǒng)或一個分布式 I/O 站有故障(既對進入事件也對外出的事件),該 CPU 的操作系統(tǒng)就調(diào)用 OB 86 。如果沒有編程 OB 86 但出現(xiàn)了這樣一個錯誤, CPU 就進入“停止”模式。你可以阻斷或延遲 OB86 并通過 SFC 39 - 42 重新釋放它。
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