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信息标签:西门子S120控制器模块6SL3300-7TE32-6AA0,供应,电子、电工,工控系统及装备

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1910年：西门子创建西门子中国电气工程公司，总部位于柏林，分支机构设在上海。在接下来的四年中，西门子将业务扩展到北京、广州、武汉、哈尔滨、香港、青岛和天津。1914年，公司更名为西门子中国公司（上海）。西门子的在华业务，尤其是电力领域的业务，在20世纪初发展迅速。西门子扩建了北京近郊的石景山发电厂。

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西门子S120控制器模块6SL3300-7TE32-6AA0

PLC的主要使用情况简介

目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。在运城电厂主要有化学制水、生活污水处理、工业废水处理、凝结水精处理等。有关PLC的使用情况主要分为如下几类。

1 开关

开关是**常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。 PLC可以方便地实现逻辑控制取代传统的继电器。

继电器是我们生活中常用的一种控制设备，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说，由于为某一个用途设计使用的电子电路，**终或多或少都需要和某一些机械设备相交互，所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。

   电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控。如水泵的启停、阀门的开关、制水系统顺控、干除灰系统等。

2 工业过程控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量量(即模拟量)，PLC采用相应的A／D和D／A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID

3 运动控制

PLCC

4 数据处理

PLCC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表等功能，可以完成数据的采集,

5 通信及联网

PLCC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

西门子S7系统PLC的符号编程基础介绍

一、系统存储区

S7的系统存储区集成在CPU中，不能被扩展。系统存储区根据功能分为不同的区域供用户使用。在用户程序中使用相应的指令可以在相应的地址区内直接对数据进行寻址。

1．输入过程暂存区（I）

2．输出过程暂存区（Q）

3．位存储区（M）

4．外部输入输出（PI/PQ）

5．计时器（T）

6．计数器（C）

7．数据块（DB）

8．局部数据（L）

二、**地址寻址

什么是**地址寻址？

1.位寻址

2.字节寻址

3.字寻址

4.双字寻址

三、符号地址寻址

1.       全局符号

在符号编辑器中定义的符号。

2.       局部符号

局部符号是在程序块中变量申明区中定义，定义的对象也只限于本块的块参数、静态数据和临时数据等，且所定义的符号只在本程序块中有效。

西门子PLC用集成脉冲输出触发步进电机驱动器

  西门子CPU 214有两个脉冲输出，可以用来产生控制步进电机驭动器的脉冲。功率驭动器将控制脉冲按照某种模式转换成步进电机线圈的电流，产生旋转磁场，使得转子只能按固定的步数(步角a)来改变它的位置。连续的脉冲序列产生与其对应的同频率(同步机)步序列。如果控制频率足够高，步进电机的转动可看作一个连续的转动。

本例叙述用Q0.0的输出脉冲触发步进电机驭动器。当输入端I1.0发出“START”(起动)信号后，控制器将输出固定数目的方波脉冲，使步进电机按对应的步数转动。当输入端I1.1发出“STOP"(停止)信号后，步进电机停比转动。接在输入端I1.5的方向开关位置决定电机正转或反转。

例图

硬件要求

程序框图

程序和注释

一、初始化

在程序的**个扫描周期(SM0.1=1)，为两种脉冲输出功能(PTO和PTW)选择参数，本例从中选择了PTO，并规定了脉冲周期和脉冲数。

二、选择转动方向

用接在输入端I1.5的开关来选择转动方向。如果I1.5=1，将输出Q0.2置成高电位，那么电机逆时针转动。如果I1.5=0，将输出Q0.2置成低电位，那么电机顺时针转动。为保护电机避免漏步，电机转动方向的改变只能在电机处于停比状态(M0.1=0)时进行。

三、起动电机

起动电机的3个条件如下:

1.按“START”(起动)按钮，在输入端I1.0产生脉冲上升沿(从0升到1 );

2.无联锁，即联锁标志M0.2=0;

3.电机处于停比状态，即操作标志M0.1=0。

如果同时具备上述3个条件，则将M 0.1置位(M0.1=1，控制器执行PLS0指令，在输出端Q0.0输出脉冲，其它必须预先具备的条件，己经在首次扫描(SM0.1=1)设置，主要是脉冲输出功能的基本数据。例如，时基、周期和脉冲数。这些数据置于相应的属于PTO/PWM的特殊存储字SMW68，SMW70和SMD72。

四、停止电位

停止电机的2个条件如下:

1.按“STOP"(停止)按钮，在输入端I1.1产生脉冲上升沿(从0升到1);

2.电机处于转状态，即操作标志M 0.1=1。

如果同时具备上述2个条件，则将标志M0.1复位(M0.1=0)，并中断输出端Q0.0的脉冲输出。这与执行PLSO指令有关，它将脉宽调制(PWM)输出的脉冲宽度减为0(所需的基本设置己在**个扫描周期中定义了)，因而输出信号被抑制。

在完整的脉冲序列输出后，中断程序0将标志M0.1复位(M0.1=0)，从而使电机能够重新起动。为更清晰起见，这部分程序小包括在本例程序流程图中。

五、联锁

为保护人员和设备的女全，在按“STOP"(停n)按钮(I1.1之后，必须规定驭动器联锁(或称阻塞)，将联锁标志M0.2置位(M0.2=1)，立即关断驭动器。只有在M0.2复位(M0.2=0)后，才能重新起动电机。当“STOP”按钮松开后，为防比电机的意外起动，只有在“START”按钮(I1.0)和“STOP”按钮I1.1都松开后，才能将M0.2复位(M0.2=0)如要再次起动电机，则必须再发出一个起动信号。

 

六、程序清单

热继电器 ——常用的主令电器

热继电器是利用电流的热效应原理实现电机的过载保护的。

电动机在工作时，当负载过大、电压过低或发生一相断路故障时，电动机的电流都要增大，其值往往超过额定电流。如果超过不多，电路中熔断器的熔体不会熔断，但时间长了会影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机，因此需要有过载保护。热继电器用于电动机的过载保护，它是利用电流热效应使双金属片受热后弯曲，通过联动机构使触点动作的自动电器。图1-23是热继电器的结构及图形符号。

它由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。图中所示的双金属片，下层一片的热膨胀系数大，上层的小。当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电，从而接触器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。

热继电器动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。

热继电器的主要技术数据是整定电流。整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的**电流。当发热元件中通过的电流超过整定电流值的20％时，热继电器应在20分钟内动作。热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。

由于热继电器是受热而动作的，热惯性较大，因而即使通过发热元件的电流短时间内超过整定电流几倍，热继电器也不会立即动作。只有这样，在电动机起动时热继电器才不会因起动电流大而动作，否则电动机将无法起动。反之，如果电流超过整定电流不多，但时间一长也会动作。由此可见，热继电器与熔断器的作用是不同的，热继电器只能作过载保护而不能作短路保护，而熔断器则只能作短路保护而不能作过载保护。在一个较完善的控制电路中，特别是容量较大的电动机中，这两种保护都应具备。

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。

S7-300工业以太网（Industrial Ethernet）

CP 343-1通讯处理器是用于SIMATIC S7-300通讯处理器。分担CPU的通讯任务并允许其它连接。

S7-300通过CP 343-1可与编程器、计算机、人机界面装置，其他SIMATICS7系统以及SIMATIC S5可编程序制器进行通讯：

CP 343-1通讯处理器安装在S7-300的DIN标准导轨上，可也可在扩展机架上安装，通过总线连接器与相邻模块相连接，没有插槽规则。

15针D形插座用于连接工业以太网；4针端子排用于连接外部24伏直流电源；RJ45插座用于进行工业以太网的**连接。

CP 343-1在工业以太网上独立处理数据通信。该模块有其自身的处理器。使用ISO传输协议,TCP传输协议,UDP传输协议。并以多重协议方式实现PG／OP通讯,S5兼容通讯等通讯服务。通过ISO传输连接的数据通讯接口**多可传输8千字节的数据。

 

在STEP7系统下的网络的不同形式：

1	1个子网（subnet）-1个项目(project)
2	SIMATIC S5与其他站在一个子网内
3	2个或多个子网（subnet）-1个项目(project)
4	1个子网（subnet）-多个项目(project)
5	多个子网（subnet）-多个项目(project)
6	子网（subnet）间的连接（ISO-on-TCP）

 

 

CP-SEND（发送块）和CP-RECV（接收块）结构

 

CP-RECV（接收块）各端子参数的类型及功能

 

CP-SEND（发送块）各端子参数的类型及功能

PLC的常规维护及故障排除的方法

1、常规检查与维护

2、外部故障的排除方法

1）总体检查

2）电源故障检查

3）运行故障检查

4）输入输出故障检查

5）外围环境的检查

6）故障的处理

3、内部错误的故障诊断

1）故障诊断的基本方法

2）利用CPU诊断缓冲区进行详细故障诊断

3）错误处理组织块

基本组成可归为四大部件： 中央处理单元（CPU板）——控制器的核心

                         输入部件 （I/O部件）——连接现场设备与CPU之间

                         输出部件                的接口电路

                         电源部件——为PLC内部电路提供能源

整体结构的PLC——四部分装在同一机壳内

模块式结构的PLC——各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成

I/O的能力可按用户的需要进行扩展和组合

另外，还必须有编程器——将用户程序写进规定的存储器内

    PLC的基本组成框图：

网络的基本概念及通讯方式

一 网络的概念

通过线路互联起来的，自治的终端设备集合。

    将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。

网络按网络拓扑划分

总线型，星型，.环型，网状， 树状， 星环型，拓扑。

二 网络的发展过程

1．具有通信功能的单机系统。该系统称为终端，是早期计算机网络的主要形式，它是将一台计算机通信线路与若干个终端直接相连

2．具有通信功能的多机系统。在简单的“终端——通信线路——计算机”这样的单机系统中，主计算机负担较重，既要进行数据处理，又要承担通信功能。

3．以共享资源为主要目的的计算机网络。既利用通信线路将多台终端设备连接起来，实现设备与设备之间的通信。

4．局域网络及其互连为主要支撑环境的分布式计算阶段。局域网是继远程网之后发展起来的小型终端设备网络，它继承了远程网的分组交换技术和计算机的I/O总线结构技术。并具有结构简单、经济实用、功能强大、方便灵活等特点。是随着微型计算机的广泛应用而发展起来的。

三 通信方式

F      单工通信（simplex），

F      半双工通信（Half-duplex）

F      全双工通信（Full-duplex）

为什么说PLC使用方便

 用PLC实现对系统的控制是非常方便的。这是因为：首先PLC控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。编程序比接线，更改程序比更改接线，当然要方便得多！ 

其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的模块。而且，这些模块是配套的，已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块，PLC厂家多有现货供应，市场上即可购得。所以，硬件系统配置与建造也非常方便。 

正因如此，用可编程序控制器才有这个"可"字。对软件讲，它的程序可编，也不难编。对硬件讲，它的配置可变，而且也易于变。 

具体地讲，PLC有五个方面的方便： 

（1）配置方便：可接控制系统的需要确定要使用哪家的PLC，那种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上定货购买即可。 

（2）安装方便：PLC硬件安装简单，组装容易。外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，更换模块时，把接线器安装到新模块上即可，都不必再接线。内部什么线都不要接，只要作些必要的DIP开关设定或软件设定，以及编制好用户程序就可工作。 

（3）编程方便：PLC内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器，但它通过程序（软件）与系统内存，这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC，内部继电器数都可以千计，时间继电器、计数也以百计。而且，这些继电器的接点可无限次地使用。PLC内部逻辑器件之多，用户用起来已不感到有什么限制。**考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多，也无关紧要。大型PLC的控制点数可达万点以上，哪有那么大的现实系统？若实在不够，还可联网进行控制，不受什么限制。PLC的指令系统也非常丰富，可毫不困难地实现种种开关量，以及模拟量的控制。PLC还有存储数据的内存区，可存储控制过程的所有要保存的信息。……总之，由于PLC功能之强，发挥其在控制系统的作用，所受的限制已不是PLC本身，而是人们的想象力，或与其配套的其它硬件设施了。 

PLC的外设很丰富，编程器种类很多，用起来都较方便，还有数据监控器，可监控PLC的工作。使用PLC的软件也很多，不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言，有的还可用BASIC语言、C语言，以至于自然语言。这些也为PLC编程提供了方便。 

PLC的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的PLC的程序完善之后，凡这种产品都可使用。生产一台，拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试，要省事及简单得多。 

（4）维修方便：这是因为： 

①PLC工作可靠，出现故障的情况不多，这大大减轻了维修的工作量。这在讲述PLC的第三个特点时，还将进一步介绍。 

②即使PLC出现故障，维修也很方便。这是因为PLC都设有很多故障提示信号，如PLC支持内存保持数据的电池电压不足，相应的就有电压低信号指示。而且，PLC本身还可作故障情况记录。所以，PLC出了故障，很易诊断。同时，诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故，而模块的备件市场可以买到，进行简单的更换就可以。至于软件，调试好后不会出故障，再多只要依据使用经验进行调整，使之完善就是了。 

（5）改用方便：PLC用于某设备，若这个设备不再使用了，其所用的PLC还可给别的设备使用，只要改编一下程序，就可办到。如果原设备与新设备差别较大，它的一些模块还可重用。

PLC电源模块及其它外设的选择

1．电源模块的选择 电源模块的选择较为简单，只需考虑电源的额定输出电流就可以了。电源模块的额定电流必须大于CPU模块、I／O模块、及其它模块的总消耗电流。电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言，对于整体式PLC不存在电源的选择。

 

2．编程器的选择 对于小型控制系统或不需要在线编程的PLC系统，一般选用价格便宜的简易编程器。对于由中、**PLC构成的复杂系统或需要在线编程的PLC系统，可以选配功能强、编程方便的智能编程器，但智能编程器价格较贵。如果有现成的个人计算机，可以选用PLC的编程软件包，在个人计算机上实现编程器的功能。

 

3．写入器的选择 为了防止因干扰使锂电池电压变化等原因破坏RAM中的用户和程序，可选用EPROM写入器，通过它将用户程序固化在EPROM中。现在有些PLC或其编程器本身就具有EPROM写入器的功能。

  供我国使用的PLC的供电电源有两种形式：交流220V  电源和直流供电电源（多为24V）。图0提供的端子图为交流供电，如图1所示。图中L表示火线、N表示零线，     表示接地。交流供电的PLC提供辅助直流电源，供输入设备和部分扩展单元用。FX_2N系列PLC的辅助电源容量为250～460mA。在容量不够的情况下，需要单独提供直流电源。

    采用直流电源供电如图2所示，这类PLC的端子上不再提供辅助电源。

PLC可编程控制器系统RAM存储区简介

PLC可编程控制器系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备（例如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）存储区。

（A）I/O映象区

由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要有一定数量的存储单元（RAM）以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位（bit）, 一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字（16个bit)。因此，整个I/O映象区可看作由开关量的I/O映象区和模拟量的I/O映象区两部分组成。

（B）系统软设备存储区

除了I/O映象区以外，系统 RAM存储区还包括PLC内部各类软设备（逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电子供电。使这部分存储单元内的数据得以保留；后者当PLC停止运行时，将这部分存储单元内的数据全部置“零”。

可编程控制器是一种数字运算电子系统，专为在工业环境下运用而设计。它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输人、输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其辅助设备都应按易于构成一个工业控制系统，且它们所具有的全部功能易于应用的原则设计。
         数控机床的控制由数控装置和可编程控制器协调配合共同完成，其中数控装置主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、伺服位置控制等；可编程控制器主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有实现轨迹运动上的具体要求。PLC通过辅助控制装置完成机床相应的开关动作，如刀具的更换、工件的装夹、冷却液的开／关、自动润滑等一些辅助动作。它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分信息送往数控装置用于加工过程的控制。