西门子37KW/千瓦变频器6SL3210-1KE27-0UB1

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西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已位居第一。

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西门子变频器以其强大的品牌效应，打破了以前日本品牌变频器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已位居第一。

西门子变频器在中国市场的使用早是在钢铁行业，

西门子变频器（图1）

然而在当时电机调速还是以直流调速为主，变频器的应用还是一个新兴的市场，但随着电子元器件的不断发展以及控制理论的不断成熟，变频调速已逐步取代了直流调速，成为驱动产品的主流，西门子变频器因其强大的品牌效应在这巨大的中国市场中取得了超规模的发展，西门子在中国变频器市场的成功发展应该说是西门子品牌与技术的完美结合。在中国市场上我们能碰到的早期的西门子变频器主要有电流源的SIMOVERT A,以及电压源的SIMOVERT P，这些变频器也主要由于设备的引进而一起进入了中国的市场，目前仍有少量的使用，而其后在中国市场大量销售的主要有MICRO MASTER和MIDI MASTER,以及西门子变频器为成功的一个系列SIMOVERT MASTERDRIVE,也就是我们常说的6SE70系列。它不仅提供了通用场合使用的AC变频器，也提供了在造纸，化纤等特殊行业要求使用的多电机传动的直流母线方案。当然西门子也推出了在我个人看来技术上比较失败然而在市场上却相当成功的ECO变频器，在技术上的失败主要是由于它有太高的故障率，市场上的成功主要是因为它超越了富士变频器成为中国市场的品牌。现在西门子在中国市场上的主要机型就是MM420，MM440.6SE70系列。

变频器的设定参数多，每个参数均有一定的选择范围，

西门子变频器（图2）

使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象。

控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

低运行频率：即电机运行的小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

高运行频率：一般的变频器大频率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。

电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

变频器日常使用中出现的一些问题，很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个，只有系统地、合适地、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。 [1]

变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：

p= t n/ 9550

式中：p——电动机功率(kw)

t——转矩(n. m)

n——转速(r/ min)

转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种[2]。

(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。

(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。

(3)转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。

变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0，变频器工作于线性

v/f控制方式，将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。

将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器的v/f特性是线性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要，使电压随着输出频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和励磁电流，使功率因数保持在适当的范围内。

可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值，具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。

变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带宽度。

有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标，对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f 特性电压座标。

参数p1300设置为20，变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%，响应很快，高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。

参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上先进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。

操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点，

西门子变频器（图3）

具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前，必须保证设备总电源全部切断；并且在变频器显示完全消失的3-30分钟（根据变频器的功率）后再进行。应注意检查电网电压，改善变频器、电机及线路的周边环境，定期清除变频器内部灰尘，通过加强设备管理大限度地降低变频器的故障率。

1、冷却风扇

变频器的功率模块是发热严重的器件，其连续工作所产生的热量必须要及时排出，一般风扇的寿命大约为20kh～40kh。按变频器连续运行折算为3～5年就要更换一次风扇，避免因散热不良引发故障。

2、滤波电容

中间电路滤波电容：又称电解电容，该电容的作用：滤除整流后的电压纹波，还在整流与逆变器之间起去耦作用，以消除相互干扰，还为电动机提供必要的无功功率，要承受极大的脉冲电流，所以使用寿命短，因其要在工作中储能，所以必须长期通电，它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸，直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次，一般其容量减少20%以上应更换。

3、防腐剂的使用

因一些公司的生产特性，各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大，致使很多电气设备因腐蚀损坏（包括变频器）。

为了解决以上问题可安装一套空调系统，用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀，还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工，维修后也要喷涂防腐剂，有效地降低了变频器的故障率，提高了使用效率。

4、给变频器除尘：变频器根据使用环境的不同，应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘，一般每半年清理一次，至少也要一年清理一次，以确保变频器散热良好，使其避免因散热不良而引发故障。

在保养的同时要仔细检查变频器，定期送电，带电机工作在2hz 的低频约10分钟，以确保变频器工作正常。

由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量，在使用中必然会碰到许多问题，以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明：

西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌，

西门子变频器（图4）

所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器常见的故障就是通电无显示，该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器，该芯片的损坏会导致开关电源无法工作，从而也无法正常显示，此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏，以及IGBT模块的损坏，MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的，而这对管也是容易损坏的元器件，损坏原因常由于IGBT模块的损坏，而导致高压大电流窜入驱动回路，导致驱动电路的元器件损坏。

对于6SE70系列变频器，由于质量较好，故障率明显降低，经常会碰到的故障现象有（直流电压低），由于是直接通过电阻降压来取得采样信号，所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外，还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警，故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能，输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警，如排除此故障原因，报警信号还不能消除，那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011（过电流）故障也是一个常见的故障，电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一，此外，在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警，要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。

对于ECO的变频器，碰到多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏，引起的原因也主要是由于强电侧（功率模块）与弱电侧（驱动电路）没有隔离电路，导致强电进入了控制电路，引起驱动电路及开关电源大面积烧坏，此外预充电回路损坏也是常见故障（30KW以上），由于限流回路设计在交流输入侧，只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后，都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大，而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障，引起原因就是因为采样电阻的损坏。

西门子变频器故障分析及处理方法：

一般来说，当遇到西门子变频器故障时，再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧，线路板上有没有明显烧损的痕迹。

具体方法是：用万用表（好是用模拟表）的电阻1K档，黑表棒接变频器的直流端(-)极，用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。然后，反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极，黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻，其阻值应该在5K-10K之间，三相阻值要一样，输出端的阻值比输入端略小一些，并且没有充放电现象。否则，说明模块损坏。这时候不能盲目上电，特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电，以免造成更大的损失。

如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题，可以上电观察。

1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器)，这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题，也有少部分是因为主控板造成的，可以先换一块主控板试一试，否则问题肯定在电源驱动板部分了。

2、上电后面板无显示(MM4变频器)，面板下的指示灯[绿灯不亮，黄灯快闪]，这种现象说明整流和开关电源工作基本正常，问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路，可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管，很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低，电源脉动冲击造成的。

3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常，一般属于接插件的问题，检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。

4、上电后显示[-----](MM4)，一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了，一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件（如帖片电容、电阻等）损坏所至，或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。

5、上电后显示正常，一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏！这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。

总结以上，大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多，因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多，如果有图纸和零件，这些问题便不难解决而且费用不高，否则解决这些问题还是不容易的。简单的办法就是换整块的线路板！

西门子公司不同类型的变频器，用户可以根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。在选择变频器时因注意以下几点注意事顼：

1、根据负载特性选择变频器，如负载为恒转矩负载需选择西门子mmv/mdv、mm420/mm440变频器，如负载为风机、泵类负载应选择西门子430变频器。

2、选择变频器时应以实际电动机电流值作为变频器选择的依据，电动机的额定功率只能作为参考。另外，应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变差。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10%而温升会增加20%左右。所以在选择电动机和变频器时应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。

3、变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两挡选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。

4、当变频器用于控制并联的几台电动机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的容许范围内。如果超过规定值，要放大两挡来选择变频器，另外在此种情况下，变频器的控制方式只能为v/f控制方式，并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护，此时，需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。

5、对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔等，此时会引起变频器的降容，变频器需放大一挡选择。

6、使用变频器控制高速电动机时，由于高速电动机的电抗小，会产生较多的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。

7、变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则，会造成电动机空转,恶劣时会造成变频器损坏。

8、驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。

9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时，在低速范围内没有限制；在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润滑油用光的危险。因此，不要超过高转速容许值。

10、变频器驱动绕线转子异步电动机时，大多是利用已有的电动机。绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组的阻抗小。因此，容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。一般绕线电动机多用于飞轮力矩gd2较大的场合，在设定加减速时间时应多注意。

西门子G120C变频器

0.55KW/千瓦6SL3210-1KE11-8UB2 0.75KW/千瓦6SL3210-1KE12-3UB2 1.1KW/千瓦6SL3210-1KE13-2UB2

1.5KW/千瓦6SL3210-1KE14-3UB2 2.2KW/千瓦6SL3210-1KE15-8UB2 3KW/千瓦6SL3210-1KE17-5UB1
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0.55KW/千瓦6SL3210-1KE11-8UF2 0.75KW/千瓦6SL3210-1KE12-3UF2 1.1KW/千瓦6SL3210-1KE13-2UF2
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1.5KW/千瓦6SL3210-1KE14-3UP2 2.2KW/千瓦6SL3210-1KE15-8UP2 3KW/千瓦6SL3210-1KE17-5UP1
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11KW/千瓦6SL3210-1KE22-6UP1 15KW/千瓦6SL3210-1KE23-2UP1 18.5KW/千瓦6SL3210-1KE23-8UP1

PM240-2

0.55KW/千瓦6SL3210-1PE11-8UL1 0.75KW/千瓦6SL3210-1PE12-3UL1 1.1KW/千瓦6SL3210-1PE13-2UL1
1.5KW/千瓦6SL3210-1PE14-3UL1 2.2KW/千瓦6SL3210-1PE16-1UL1 3KW/千瓦6SL3210-1PE18-0UL1

4KW/千瓦6SL3210-1PE21-1UL0 5.5KW/千瓦6SL3210-1PE21-4UL0 7.5KW/千瓦6SL3210-1PE21-8UL0
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PM240

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3KW/千瓦6SL3224-0BE23-0UA0   4KW/千瓦6SL3224-0BE24-0UA0 7.5KW/千瓦6SL3224-0BE25-5UA0
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45KW/千瓦6SL3224-0BE33-7UA0 55KW/千瓦6SL3224-0BE34-5UA0   75KW/千瓦6SL3224-0BE35-5UA0

90KW/千瓦6SL3224-0BE37-5UA0 110KW/千瓦6SL3224-0BE38-8UA0 132KW/千瓦6SL3224-0BE41-1UA0

近日，西门子（中国）有限公司工业业务领域冶金技术部携手合作伙伴中鼎工程股份有限公司（CTCI）共同为台湾中龙钢铁公司（中龙钢铁）建造的第二座烧结厂开始投入运营。新建的烧结厂位于台中港口地区，是中龙钢铁开拓扁钢市场的重要战略举措，预计工厂年产量将达到380万吨。新烧结厂采用了多种创新技术和设备，能够更好地优化烧结过程、减少能耗，降低对环境的影响。

作为第二座烧结厂的核心设备，烧结机的面积为387平方米（4.5米X86米），烧结矿日产量可高达11，600吨（日生产率：30吨/平方米），烧结矿年产量可达到380万吨。第二座烧结厂与第一座烧结厂在技术和系统装备方面基本一致。与传统解决方案相比，强化混料和造粒系统可以提升铁矿粉和铁精粉在烧结过程中所占的比例。此外，混料场分配系统明显改善了烧结原料混合物的均匀性，这也是该系统的显着优点之一，尤其是考虑到台中港口地区有限的可用空间。由于选用了废气再循环系统，烧结机排出的一部分废气经过循环再次进入到烧结过程，大大降低了烧结机排放到环境中的废气量和污染物量。

通过安装静电除尘器（ESP）、布袋除尘系统，以及集成的脱硫（最大50ppm）、脱氮（最大70ppm）和脱二恶英（最大0.5ng-TEQ/Nm？）的设备，工厂能够满足最严格的对粉尘排放（最大20mg/Nm？）和烧结机废气排放的限制规定和环保要求。在环形浸轨式烧结机冷却器处，专门的废热回收系统被用来收集DeNOx系统所需的蒸汽，这些收集来的蒸汽将会被使用在清洁静电除尘器，以及其他钢厂运行中的应用中。

最新的SIMETALSinterVAiron烧结优化系统不仅提供典型的2级功能，例如，与基础自动化系统的数据交换、数据存储、数据召回和可视化、最佳原料配比计算，还配置了独特的用于优化整个烧结过程的专家系统，能够确保同时实现最高烧结产品质量以及产能最大化。此外，最新的SIMETALSinterVAiron烧结优化系统还提供了更多特殊功能，包括对烧结终点在横向和纵向方向的监测和控制，以及对返矿平衡、烧结物碱性和二氧化硅含量，还有特定焦比的监测和控制。

新工厂如期开展试运行，烧结机在运行后的几周内就达到了额定的生产能力。烧结矿质量达到规定指标，并且环境排放物量也保持在限定范围之内。第二座烧结厂总占地面积仅为43，300平方米（478.5米X90.5米），是世界上布局最紧凑的同类工厂之一。

台湾中龙钢铁公司是*钢铁集团的全资子公司。目前中龙钢铁正在致力完成其两阶段工程的第二阶段工作：到2013年，在台中港口地区建成一座新的整合型钢铁厂，扩增扁钢产品产量至520万吨。在这一巨大工程中，西门子帮助中龙钢铁建设并启动运行了两座烧结厂，每年可生产超过600万吨的烧结矿；两座直径为12米的高炉，每台高炉的年产铁量为250万吨，第二座高炉于2013年3月投入使用；三台两流板坯连铸机，可生产超过500吨的高质量板坯。

西门子新任CEO乔伊·凯瑟(JoeKaeser)本周在接受德国媒体采访时表示，在西门子前任CEO罗旭德(PeterLoescher)离职的过程中，他没有扮演任何角色。

上周，在西门子今年第二次发出盈利预警之后，西门子董事会宣布罗旭德离职。凯瑟从周四开始担任西门子CEO，他此前曾担任西门子首席财务官。

德媒报道称，凯瑟表示：“我和罗旭德之间的关系非常好，我并没有参与罗旭德接班人的计划。”过去一年一直有传闻称，凯瑟觊觎罗旭德的职位，而他们两人之间出现了摩擦。不过在公开场合，罗旭德和凯瑟均表示两人的共事情况良好。

凯瑟表示：“许多新闻报道都不准确，只是传闻和猜测。事实情况是，监事会必须决定我的前任是否继续留任。如果答案是否定的，那么谁将成为他的接替者。这是两个完全不同的程序。”

过去几年中，西门子在开拓新业务、扩大规模时遭遇了一系列阻碍，例如西门子进军太阳能行业的举措遭到了失败。这导致罗旭德备受压力。与此同时，通用电气等西门子的竞争对手业绩良好。

凯瑟重申，他将专注于西门子的核心竞争力，从而缩小与竞争对手的差距。例如，他认为西门子在石油和天然气行业拥有机会。

在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，陆续出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。

我们一同简略回顾PLC一路走来的历程，分析在中国所处的现状，展望未来可能发展的趋势。我们同所有开发生产PLC、受益于PLC的人们一样，乐于见到PLC在未来的年月里，有更稳健的发展，更广阔的空间。尤其希望看到中国的PLC自主开发能力的提升，和应用市场的拓展。

在IEC的PLC编程语言标准(IEC61131-3)中，顺序功能图(Sequentialfunctionchart)被确定为PLC位居首位的编程语言。有的PLC有顺序功能图语言，例如S7-300/400的S7-Graph。但是有相当多的PLC（包括S7-200）没有配备顺序功能图语言，为此我开发了多种根据顺序功能图设计梯形图的编程方法，包括使用起保停电路的编程方法、使用置位/复位指令的编程方法、仿STL指令的编程方法、使用锁存继电器的编程方式和使用移位寄存器的编程方法，我的教材还介绍了使用S7-200的顺序控制继电器指令和使用三菱的STL指令的编程方法。前3种方法可用于任意型号的PLC。

实际上只要掌握了一种通用的编程方法就可以了。我比较喜欢使用置位/复位指令的编程方法，这种编程方法的规则简单，形象直观，容易掌握。我在德国发现德国的教授编写的教材也使用这种编程方法。

具有多种工作方式的顺序控制程序是设计中的难点，在我编写的教材里用实例介绍了这种系统的编程方法。此外我还用组态软件和西门子的SIMIT软件开发了PLC的被控对象的仿真画面和程序，可用于调试PLC的顺序控制程序。

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