西门子6SE6440-2UD23-0BA1 西门子6SE6440-2UD23-0BA1
产品品牌:siemens/西门子
产品规格:全新原装
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上海隆彦自动化科技有限公司(西门子系统集成商)专业销售西门子S7-200/300/400/1200PLC、数控系统、变频器、人机界面、触摸屏、伺服、电机、西门子电缆等,并可提供西门子维修服务,欢迎来电垂询
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西门子6SE6440-2UD23-0BA1
新型的SIMATICS7-1500控制器除了包含多种创新技术之外,还设定了新标准,**程度提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置,都一一适用。SIMATICS7-1500无缝集成到TIA博途中,极大提高了工程组态的效率。
性能
结构组成
设计操作
信息安全集成
专有技术保护
防拷贝保护
访问保护
操作保护
集成系统诊断
技术集成
TRACE 功能
运动控制功能
使用SIMATIC S7-200 PLC的高速计数器(HSC)的一种组态功能
SIMATIC S7-200的高速计数器(HSC)的一种组态功能。对来自传感性(如编码器)信号的处理,高速计数器可采用多种小同的组态功能。
本例用脉冲输出(PLS)来为HSC产生高速计数信号,PLS可以产生脉冲串和脉宽调制信号,例如用来控制伺服电泪La既然利用脉冲输出,必须选用CPU214DC/DC/DC。
下面这个例子,展示了用HSC和脉冲输出构成一个简单的反馈回答,怎样编制一个程序来实现反馈功能。
程序和注释
本例描述了S7-200 DC/DC/DC的高速计数器(HSC)的功能。HSC计数速度比PLC扫描时问快得多,采用集成在S7-212中的2kHz的软件计数器进行计数。S7-214除了有2kHz的计数器外,还有两个7kHz的硬件计数器。总的来说,每个高速计数器需要10个字节内存用来存控制位、当前值、设定值、状态位。
本程序长度为91个字
PLC主要有哪些应用?
PLC经过不断地发展,一般都具有“开关I/0、模拟I/0、网络通信”功能;然而,工程师们只需要使用开关I/O、少量的模拟I/O、以及简单的编程技巧,就可开发出约80%的工业应用。
①(单机独立完成)开关量的采集与控制
如:电动机的启停、定时控制,电磁阀的开阀、关阀控制,仓库门的开门、关门控制,产品的计数控制,机械手、生产线、组合机床、电梯等设备的运行控制,等等。
②(单机独立完成)模拟量的采集与控制
如:温度、压力、流量等过程量的采集与PID控制,位移、速度等运动量的采集与控制。
③(与上位机连网)作为高级系统(如集散型控制系统DCS)现场端的采集器和控制器
1-n台PLC与上位机(工控机IPC、人机界面HMI等)连网通信,由上位机实现“集中管理”,由PLC实现“分散采集+分散控制”/或“集中采集+集中控制”。
1985年,国际电工委员会(IEC)对PLC作出如下定义:
可编程控制器PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻缉运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作指令,并通过数字、模拟式的输入、输出,控制各种类型的机械或生产过程;可编程控制器及其有关外围设备的设计,都要按照“易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充功能的原则”进行。
由该定义可知:PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机。
20世纪60年代,汽车生产线的自控系统基本上由继电器控制装置构成。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展,汽车型号更新的周期变短,因而继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,这不仅费时、费工、费料,甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,希望用新的控制装置来取代继电器控制装置,并提出了以下10项招标指标:
①编程方便,现场可修改程序;
②维修方便,采用模块化结构;
③可靠性高于继电器控制装置;
④体积小于继电器控制装置;
⑤数据可直接送入起管理作用的(上位)计算机;
⑹成本可与继电器控制装置竟争;
⑺输入可以是交流115V(注:我们中国是AC220V);
⑻输出为(交流115V,2A以上),能直接驱动电磁阀、接触器等;
⑼在扩展时,原系统只需要进行很小的变更;
⑽用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。
1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出**台PLC,并在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。这种新型的工控装置,以其体积小、可变性好、可靠性高、使用寿命长、简单易懂、操作维护方便等一系列优点,很快就在美国的许多行业里得到推广应用。到1971年,已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等行业。
这一新型的工控装置的出现,受到**上许多国家的高度重视。1971年,日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了他们的第1台PLC。1973年,西欧国家也研制出他们的第1台PLC。我国从1974年始研制,到1977年开始应用于工控领域。
早期的PLC,一般称为“可编程逻辑控制器”(Programmable Logic Controller)。这时的PLC基本上是(硬)继电器控制装置的替代物,主要用于实现原先由继电器完成的顺序控制、定时、计数等功能。它在硬件上以“准计算机”的形式出现,在I/O接口电路上做了改进以适应工控现场要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路,并采用磁芯存储器。另外,还采取了一些措施,以提高抗干扰能力。在软件编程上,采用类似于电气工程师所熟悉的继电器控制线路的方式——梯形图(Ladder)语言。因此,早期的PLC的性能要优于继电器控制装置,其优点是简单易懂、便于安装、体积小、能耗低、有故障显示、能重复使用等。其中PLC特有的编程语言——梯形图语言一直沿用至今。
20世纪70年代,微处理器的出现使PLC发生了巨变。美国、日本、德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的CPU(中央处理单元),这样使PLC的功能大大增强。在软件方面,除了保持原有的逻缉运算、计时、计数等功能以外,还增加了算术运算、数据处理、网络通信、自诊断等功能。在硬件方面,除了保持原有的开关模块以外,还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块,并扩大了存储器的容量,而且还提供一定数量的数据寄存器。
到了20世纪80年,由于超大规模集成电路技术的迅速发展,微处理器价格大幅度下跌,使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。早期的PLC一般采用8位的CPU,现在的PLC一般采用16位或32位的CPU。另外,为了进一步提高PLC的处理速度,各制造厂还纷纷研制开发出专用的逻辑处理芯片,这就使得PLC的软、硬件功能有了巨变。
目前,**上约有200家PLC生产厂商,其中,美国的Rockwell、GE,德国的西门子(Siemens),法国的施耐德(Schneider),日本的三菱、欧姆龙(Omron),他们掌控着全**80%以上的PLC市场份额,他们的系列产品从只有几十个点(I/O总点数)的微型PLC到有上万个点的巨型PLC,应有尽有。
经过多年的发展,国内PLC生产厂家约有三十家,但尚未形成颇具规模的生产能力,国内PLC应用市场仍然以国外产品为主,如:Siemens的S7-200小系列、S7-300中系列、S7-400大系列,三菱的FX小系列、Q中大系列,0mron的CPM小系列、C200H中大系列等。
值得一提的是,湖北黄石的科威自控公司(www.kwzk.com)的创新产品——“嵌入式PLC”。
小系统用户希望在数据处理上像DCS、可靠性上像PLC、价格上像单片机嵌入系统。嵌入式PLC正好满足用户的这些愿望。嵌入式PLC是指“将支持PLC(梯形图)编程语言的内核EasyCore以小板芯的形式”嵌入到特定的控制装置中,使该装置除了具有自身的专用功能之外,还具有PLC的基本功能;开发人员能够在该PLC编程语言平台上,轻而易举地设计出通用型PLC、客户型PLC、以及各种特型控制板。嵌入式PLC是科威公司立足原有的自动化仪表技术、现场总线技术和10多年的自动化工程项目经验,在华中科技大学、武汉理工大学的协作下,经过3年多的努力攻关,首创成功的。由于嵌入式PLC的社会及经济价值十分巨大,2005年被列为国家攻关计划。迄今为止,科威公司的嵌入式PLC产品——通用型PLC、(按照客户要求定制的)客户型PLC、特型控制板,已在纺织机械、工业窑炉、塑料机械、印刷包装机械、食品机械、数控机床、恒压供水设备、环保设备等行业中成功应用,并且在窑炉自动化系统的应用中占有明显的技术优势。
长期以来,PLC始终是工业自动化的主角,并且与DCS(集散控制系统)及IPC(工控机)形成三足鼎立之势。同时,PLC也承受着来自其它技术产品的冲击,尤其是IPC所带来的冲击。微型化、网络化、IPC化、开放性是PLC未来发展的主要方向。PLC依然前途无限。
西门子PLC控制(无反馈的电动机星形——三角形起动器)举例
这个示例程序控制三相感应电动机的星形—三角形起动过程。当与输入点10.0相连的点动开关ON(开机)接通时,电动机绕组星形连接运转。经过预置时问5秒钟后,电动机绕组切换为三角形连接。 当关机点动开关OFF或电动机电路断路器(分别与输入点10.1和10.2相连)动作时,电动**机。当开机开关(ON)和停机开关(OFF)同时被按下时,电动机仍然处于停机状态。
程序框图
在每个扫描周期的起始处程序都要检查是否必须将内部存储器标志位M 10.0设置为互锁状态。当关泪L开关(10.1)和开泪L开关(10.0)同时动作时,M10.0被设置成互锁状态。自到这两个开关都恢复为初始状态,互锁才解除。互锁的作用是防比误操作。 内部存储器标志位M 11 .0用于开机过程。当与输入点10.0相连的开机点动开关闭合,且主电源起动器尚未接通时,将M 11 .0置位。当电动机绕组正处于星形一三角形连接切换时,也就是主电源起动器(Q0.0)和星形起动器(Q0.1)同时接通时,也将M 11 .0置位。 只有当电路断路器触点(10.2)和关机开关触点(10.1)都没有打开,且三角形起动器(Q0.2)没有工作时,M11.0才有可能被置位。 满足下述条件时输出Q0.1被置位,使星形起动器工作:用于开机过程的内部存储器标志位M 11 .0被置位;定时器丁37没有溢出(预置时问为5秒);且没有互锁标志(M10.0)。 用于开泪L过程的内部存储器标志位M 11 .0被置位时,只要没有互锁标志,限时定时器T37就开始计时(预置时问为5秒)。定时器丁37的基准时问是100ms,也就是说,当T37 的预置值为50时,实际预置时问就是5秒。 控制主电源起动器的输出触点Q0.0闭合的条件是:接在输入点I0.0上的开机点动开关和控制星形起动器的输出点Q0.1都己经闭合,与输入点I0.1相连的人停机点动开关没有动作,且与输入点I0.2相连的电动机电路断路器没有断开,同时没有互锁标志。 当主电源起动器闭合,星形起动器切除后,控制三角形起动器的输出点Q0.2被置位。
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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
S7-200PLC的基本配置
因为S7-200PLC有5种CPU,其中CPU226XM与CPU226基本相同,所以S7-200共有4种基本配置。
|
CPU221 (6入/4出) |
CPU222 (8入/6出) |
CPU224 (14入/10出) |
CPU226(XM) (24入/16出) |
输入点地址 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 I1.0、I1.1、I10.2、I1.3、I1.4、I1.5 |
I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7 I1.0、I1.1、I1.2、I1.3、I1.4、I1.5 I1.6、I1.7 I2.0、I2.1、I2.2、I2.3、I2.4、I2.5 I2.6、I2.7 |
输出点地址 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、 Q0.3 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、 Q0.5 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 Q1.0、 Q1.1 |
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、 Q0.7 Q1.0、 Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、 |
S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块的数量受两个条件约束:一个是基本单元能带扩展模块的数量;另一个是基本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。
编址举例
由CPU222组成的扩展
由CPU222组成的扩展配置可以由CPU222基本单元和**多两个扩展模块组成,CPU222可以向扩展单元提供的DC5V电流为340mA。
例1:若扩展单元为16DI/16DO的EM223模块,查得该模块耗DC5V总线电流为150/160 mA。小于CPU222可以提供DC5V的电流,所以这种配置是可行的。
CPU222基本单元(8DI/6DO) |
EM223(16DI/16DO) |
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 I0.7 |
I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 Q1.2 I1.3 Q1.3 I1.4 Q1.4 I1.5 Q1.5 I1.6 Q1.6 I1.7 Q1.7 I2.0 Q2.0 I2.1 Q2.1 I2.2 Q2.2 I2.3 Q2.3 I2.4 Q2.4 I2.5 Q2.5 I2.6 Q2.6 I2.7 Q2.7 |
例2:若扩展单元为16DI/16DO的EM223和4AI/1AO的EM235。查得:EM223模块耗DC5V总线电流为150/160 mA,EM235模块耗DC5V总线电流为30 mA,总消耗电流为180/190 mA,小于CPU222可以提供DC5V的电流,所以这种配置是可行的。
CPU222基本单元(8DI/6DO) |
EM223(16DI/16DO) |
EM235(4AI/1AO) |
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 I0.7 |
I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 Q1.2 I1.3 Q1.3 I1.4 Q1.4 I1.5 Q1.5 I1.6 Q1.6 I1.7 Q1.7 I2.0 Q2.0 I2.1 Q2.1 I2.2 Q2.2 I2.3 Q2.3 I2.4 Q2.4 I2.5 Q2.5 I2.6 Q2.6 I2.7 Q2.7 |
AIW0 AIW2 AIW4 AIW6
AOW0 |
为什么说使用PLC经济合算
高新技术的使用必将带来巨大的社会效益与经济效益,这是科技是**生产力的体现,也是高新技术生命力之所在。PLC也是如此。
尽管使用PLC首次投资要大些,但从全面及长远看,使用PLC还是经济的。这是因为:
使用PLC的投资虽大,但它的体积小、所占空间小,辅助设施的投入少;使用时省电,运行费少;工作可靠,停工损失少;维修简单,维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等,从中可得更大的回报。所以,在多数情况下,它的效益是可观的。
**初,PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步,它的应用领域不断扩大。
如今,PLC不仅用于开关量控制,还用于模拟量及数字量的控制,可采集与存储数据,还可对控制系统进行监控;还可联网、通讯,实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。。
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1用于开关量控制
PLC控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数,少的十几点、几十点,多的可到几百、几千,甚至几万点。由于它能联网,点数几乎不受限制,不管多少点都能控制。
所控制的逻辑问题可以是多种多样的:组合的、时序的;即时的、延时的;不需计数的,需要计数的;固定顺序的,随机工作的;等等,都可进行。
PLC的硬件结构是可变的,软件程序是可编的,用于控制时,非常灵活。必要时,可编写多套,或多组程序,依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。
用PLC进行开关量控制实例是很多的,冶金、机械、轻工、化工、纺织等等,几乎所有工业行业都需要用到它。目前,PLC首用的目标,也是别的控制器无法与其比拟的,就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。
2用于模拟量控制
模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是连续变化的。工业生产,特别是连续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。
作为一种工业控制电子装置,PLC若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。
PLC进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的A/D、D/A单元。它也是I/O单元,不过是特殊的I/O单元。
A/D单元是把外电路的模拟量,转换成数字量,然后送入PLC。D/A单元,是把PLC的数字量转换成模拟量,再送给外电路。
作为一种特殊的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特点。
这里的A/D中的A,多为电流,或电压,也有为温度。D/A中的A,多为电压,或电流。电压、电流变化范围多为0~5V,0~10V,4~20mA。有的还可处理正负值的。
这里的D,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二进制数。
A/D、D/A有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。
有了A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。
这样,用PLC实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。
PLC进行模拟量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用PID或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。
用PLC进行模拟量控制的好处是,在进行模拟量控制的同时,开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如PLC方便。
当然,若纯为模拟量的系统,用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。
3用于数字量控制
实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有数字量。如机床部件的位移,常以数字量表示。
数字量的控制,有效的办法是NC,即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及,并也很完善。目前,**国家的金属切削机床,数控化的比率已超过40%~80%,有的甚至更高。
PLC也是基于计算机的技术,并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。
PLC可接收计数脉冲,频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲,还可多路接收。有的PLC还有脉冲输出功能,脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能,加上PLC有数据处理及运算能力,若再配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置(如环形分配器、功放、步进电机),则完全可以依NC的原理实现种种控制。
高、中档的PLC,还开发有NC单元,或运动单元,可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补,可控制曲线运动。所以,若PLC配置了这种单元,则完全可以用NC的办法,进行数字量的控制。
新开发的运动单元,甚至还发行了NC技术的编程语言,为更好地用PLC进行数字控制提供了方便。
4用于数据采集
随着PLC技术的发展,其数据存储区越来越大。如OMRON公司的PLC,前期产品C60P的DM区仅64个字,而后来的C60H达到1000个字;到了CQMI可多达6000个字。这样庞大的数据存储区,可以存储大量数据。
数据采集可以用计数器,累计记录采集到的脉冲数,并定时地转存到DM区中去。
数据采集也可用A/D单元,当模拟量转换成数字量后,再定时地转存到DM区中去。
PLC还可配置上小型打印机,定期把DM区的数据打出来。
PLC也可与计算机通讯,由计算机把DM区的数据读出,并由计算机再对这些数据作处理。这时,PLC即成为计算机的数据终端。
电业部门曾这么使用PLC,用以实时记录用户用电情况,以实现不同用电时间、不同计价的收费办法,鼓励用户在用电低谷时多用电,达到合理用电与节约用电的目的。
5用于进行监控
PLC自检信号很多,内部器件也很多,多数使用者未充分发挥其作用。
其实,完全可利用它进行PLC自身工作的监控,或对控制对象进行监控。
这里介绍一种用PLC定时器作看门狗,对控制对象工作情况进行监控的思路。
如用PLC控制某运动部件动作,看施加控制后动作进行了没有,可用看门狗办法实现监控。具体作法是在施加控制的同时,令看门狗定时器计时。如在规定的时间内动作完成,即定时器未超过警戒值的情况下,已收到动作完成信号,则说明控制对象工作正常,无需报警。
若超时,说明不正常,可作相应处理。
如果控制对象的各重要控制环节,都用这样一些看门狗"看"着,那系统的工作将了如指掌,出现了问题,卡在什么环节上也很好查找。
还有其它一些监控工作可做。对一个复杂的控制系统,特别是自动控制系统,监控以至进一步能自诊断是非常必要的。它可减少系统的故障,出了故障也好查找,可提高累计平均无故障运行时间,降低故障修复时间,提高系统的可靠性。
6用于联网、通讯
PLC联网、通讯能力很强,不断有新的联网的结构推出。
PLC可与个人计算机相连接进行通讯,可用计算机参与编程及对PLC进行控制的管理,使PLC用起来更方便。
为了充分发挥计算机的作用,可实行一台计算机控制与管理多台PLC,多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通讯,交换信息,以实现多地对PLC控制系统的监控。
PLC与PLC也可通讯。可一对一PLC通讯。可几个PLC通讯。可多到几十、几百。
PLC与智能仪表、智能执行装置(如变频器),也可联网通讯,交换数据,相互操作。
可联接成远程控制系统,系统范围面可大到10公里或更大。
可组成局部网,不仅PLC,而且**计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网,也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的PLC、计算机、智能装置组织在一个网中。
网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。
联网、通讯,正适应了当今计算机集成制造系统(CIMS)及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点(Point)、到线((Line)再到面(Aero),使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体,进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景,已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。
以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲,PLC有大、有小。所以,它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备,甚至一个部件,一个站点;大的可控制多台设备,一条生产线,以至于整个工厂。可以说,工业控制的大小场合,都离不开PLC。
一般讲,工业生产过程可分为两种类型;连续型生产过程(如化学工业)及非连续型,即离散型生产过程(如机械制造业)。前者生产对象是连续的,分不出件的;后者为离散的,一件件的。由于PLC有上述几个方面的应用,而且,控制的规模又可大、可小,所以,这两种类型的生产过程都有其用武之地。
事实上,PLC已广泛应用于工业生产的各个领域。从行业看,冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等,几乎没有不用到它的。不仅工业生产用它,一些非工业过程,如楼宇自动化、电梯控制也用到它。农业的大棚环境参数调控,水利灌溉也用到它。
PLC能有上述几个范围广泛的应用,是PLC自身特点决定的,也是PLC技术不断完善的结果
S7-200系列PLC的主要技术性能
下面以S7-200 CPU224为例说明S7系列PLC的主要技术性能。
1.一般性能
S7-200 CPU224的一般性能如表4-13所示。
表4-13 S7-200 CPU224一般性能
电源电压 |
DC 24V,AC 100~230V |
电源电压波动 |
DC 20.4-28.8V,AC 84-264V(47-63Hz) |
环境温度、湿度 |
水平安装0~550C,垂直安装0~450C,5~95% |
大气压 |
860~1080hPa |
保护等级 |
IP20到IEC529 |
输出给传感器的电压 |
DC 24V (20.4-28.8V) |
输出给传感器的电流 |
280mA,电子式短路保护(600mA) |
为扩展模块提供的输出电流 |
660mA |
程序存储器 |
8K字节/典型值为2.6K条指令 |
数据存储器 |
2.5K字 |
存储器子模块 |
1个可插入的存储器子模块 |
数据后备 |
整个BD1在EEPROM中无需维护 在RAM中当前的DB1标志位、定时器、计数器等通过高能电容或电池维持,后备时间190h(400C时120h),插入电池后备200天 |
编程语言 |
LAD,FBD,STL |
程序结构 |
一个主程序块(可以包括子程序) |
程序执行 |
自由循环。中断控制,定时控制(1~255ms) |
子程序级 |
8级 |
用户程序保护 |
3级口令保护 |
指令集 |
逻辑运算、应用功能 |
位操作执行时间 |
0.37μs |
扫描时间监控 |
300ms(可重启动) |
内部标志位 |
256,可保持:EEPROM中0~112 |
计数器 |
0~256,可保持:256,6个高速计数器 |
定时器 |
可保持:256, 4个定时器,1ms~30s 16个定时器,10ms~5min 236个定时器,100ms~54min |
接口 |
一个RS485通信接口 |
可连接的编程器/PC |
PG740P = 2 \* ROMAN II,PG760P = 2 \* ROMAN II,PC(AT) |
本机I/O |
数字量输入:14,其中4个可用作硬件中断,14个用于高速功能 数字量输出:10,其中2个可用作本机功能, 模拟电位器:2个 |
可连接的I/O |
数字量输入/输出:**多94/74 模拟量输入/输出:**多28/7(或14) AS接口输入/输出:496 |
**多可接扩展模块 |
7个 |
2.输入特性
S7-200 CPU224的输入特性如表4-14所示。
表4-14 S7-200 CPU224输入特性
类型 |
源型或汇型 |
输入电压 |
DC 24V,“1信号”:14-35A,“0信号”:0-5A, |
隔离 |
光耦隔离,6点和8点 |
输入电流 |
“1信号”:**4mA |
输入延迟(额定输入电压) |
所有标准输入:全部0.2-12.8ms(可调节) 中断输入:(I0.0-0.3)0.2-12.8ms(可调节) 高速计数器:(I0.0-0.5)**30kHz |
3.输出特性
S7-200 CPU224输出特性如表4-15所示。
表4-15 S7-200 CPU224的输出特性
类型 |
晶体管输出型 |
继电器输出型 |
额定负载电压 |
DC 24V(20.4-28.8V) |
DC 24V(4-30V) AC24-230V(20-250V) |
输出电压 |
“1信号”:**小DC 20V |
L+/L- |
隔离 |
光耦隔离,5点 |
继电器隔离,3点和4点 |
**输出电流 |
“1信号”:0.75A |
“1信号”:2A |
**小输出电流 |
“0信号”:10μsA |
“0信号”:0mA |
输出开关容量 |
阻性负载:0.75A 灯负载:5W |
阻性负载:2A 灯负载:DC30W,AC200W |
4.扩展单元的主要技术特性
S7-200系列PLC是模块式结构,可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。
(1)输入/输出扩展模块 S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点,但如用户需要多于CPU单元I/O点时,必须对系统做必要的扩展。CPU221无I/O扩展能力,CPU 222**多可连接2个扩展模块(数字量或模拟量),而CPU224和CPU226**多可连接7个扩展模块。
S7-200 PLC系列目前总共提供共5大类扩展模块:数字量输入扩展板EM221(8路扩展输入);数字量输出扩展板EM222(8路扩展输出);数字量输入和输出混合扩展板EM223(8I/O,16I/O,32I/O);模拟量输入扩展板EM231,每个EM231可扩展3路模拟量输入通道,A/D转换时间为25μs,12位;模拟量输入和输出混合扩展模板EM235,每个EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模拟量输出通道,其中A/D转换时间为25μs,D/A转换时间]100μs,位数均为12位。
基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器(插件)与扩展单元左侧的扩展接口相连接。扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源,此电源由基本单元通过总线连接器提供,扩展单元的24VDC输入点和输出点电源,可由基本单元的24VDC电源供电,但要注意基本单元所提供的**电流能力。
(2)热电偶/热电阻扩展模块 热电偶、热电阻模块(EM231)是为CPU222,CPU224,CPU226设计的,S7-200与多种热电偶、热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的类型,接线方式,测量单位和开路故障的方向。
(3)通讯扩展模块 除了CPU集成通讯口外,S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块:PROFIBUS-DP扩展从站模块(EM277)和AS-i接口扩展模块(CP243-2)。
S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能如表4-16所示。
表4-16 S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能
类型 |
数字量扩展模块 |
模拟量扩展模块 |
||||
型号 |
EM221 |
EM222 |
EM223 |
EM231 |
EM232 |
EM235 |
输入点 |
8 |
无 |
4/8/16 |
3 |
无 |
3 |
输出点 |
无 |
8 |
4/8/16 |
无 |
2 |
1 |
隔离组点数 |
8 |
2 |
4 |
无 |
无 |
无 |
输入电压 |
DC24V |
|
DC24V |
|
|
|
输出电压 |
|
DC24V或AC24-230V |
DC24V或AC24-230V |
|
|
|
A/D转换时间 |
|
|
|
<250μs |
|
<250μs |
分辨率 |
|
|
|
12bit A/D转换 |
电压:12bit 电流:11bit |
12bit A/D转换 |
状态:离线 发送信件
姓名:李建(先生)
职位:经理
电话:021-61311951
手机:15800846971
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