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上海隆彦自动化科技有限公司公司主要经营 西门子 品牌, 电工电气 - 自动化控制系统 - 电工电器成套设备 - 其他电器成套设备 产品系列,并提供一流的服务,优惠的价格

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  • 联 系 人:李建
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吉林通化东昌西门子中国一级代理商

产品型号: 全新原装 产品品牌: 西门子
产品报价: 1.00 产品分类: 西门子S7-300
发货地区: 德国 更新日期: 2017-05-19
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采购热线:15800846971

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商品介绍

吉林通化东昌西门子中国一级代理商,吉林通化东昌西门子中国一级代理商


上海隆彦自动化科技有限公司 
联   系   人: 李建《李工》
24小时联系手机:  15800846971
直线销售 电 话: 021-67355123
在 线 商 务 QQ:  3192212451      
传    真:  021-61311951
《销售态度》:质量保证、诚信服务、及时到位!
《销售宗旨》:为客户创造价值是我们永远追求的目标!
《服务说明》:现货配送至全国各地含税(17%)含运费!
《产品质量》:原装正品,全新原装!
《产品优势》:专业销售 薄利多销 信誉好,口碑好,价格低,货期短,大量现货,服务周到!
上海隆彦自动化科技有限公司 具备以下产品优势
西门子可编程控制器,西门子触摸屏,西门子工业以太网,西门子数控系统,西门子高低压变频器,西门子伺服驱动等等。
SIEMENS 可编程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
2、 逻辑控制模块 LOGO!230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP 系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
    4、HMI  触摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流传动装置
1、 交流变频器 MICROMASTER系列:MM、MM420、MM430、MM440、ECO
MIDASTER系列:MDV
6SE70系列(FC、VC、SC)
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 数控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D :6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驱动 :  6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128

西门子PLC模块    西门子触摸屏    西门子变频器     西门子软启动器      西门子直流调速器
西门子数控系统    西门子电源模块    西门子电缆   西门子接头<连接器》   西门子网卡  
西门子编程软件    西门子工控机      

西门子紧凑型伺服电机

 

西门子紧凑型伺服电机

 

  • 数字量输出
  • 用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器

Area of application

数字量输出模块用于从控制器向过程变量输出数字量信号。数字量输出模块把 S7-300 的内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平。

用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器。

Design

数字量输出模块具有下列机械特性:

  • 紧凑型设计:
    • 绿色 LED,用于指示输出的信号状态。
    • 前连接器插座,通过前门保护。
    • 前门上的标签区。
    • 连接器针脚分配,用于在前门内部进行配线。
  • 安装方便:
    没有插槽规则;输出地址由插槽决定。
    当在 ET 200M 中与有源总线模块一起使用时,可以进行热插拔,而不会有任何反应。
  • 方便用户接线。
  • RC 滤波器 (用于继电器模块 6ES7 322-1HF20):
    继电器模块 6ES7 322-1HF20-0AA0 有一个可连接的 RC 网络(300Ω/0.1μF) ,用于大电感负载开关时灭弧(功率因数 = 0.4)。例如,这样可以:
    • 对于框架规格 5 的 NEMA 电机的起动器,触点寿命从 100,000 增加到 200,000 次切换操作。

具有8、16、32或64通道的模块。

Functions

数字量输出模块将控制器的内部信号电平(逻辑“0”或“1”)转换成过程所需的外部信号电平。

多种输出电压,可支持输出不同的过程信号:

  • 24 VDC,额定电流 0.5 A/通道
  • 24 VDC,额定电流 2 A/通道
  • 48 - 125 V DC
  • 120/230 V AC

除了经济性以及易于处理的特点外,该模块还具有其他特殊功能:

西门子紧凑型伺服电机

 

、问题提出

可编程控制器技术最主要是应用于自动化控制工程中,如何综合地运用前面学过知识点,根据实际工程要求合理组合成控制系统, 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤

1 .系统设计的主要内容

( 1 )拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定,它是整个设计的依据;

( 2 )选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构;

( 3 )选定 PLC 的型号;

( 4 )编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图;

( 5 )根据系统设计的要求编写软件规格说明书,然后再用相应的编程语言(常用梯形图)进行程序设计;

( 6 )了解并遵循用户认知心理学,重视人机界面的设计,增强人与机器之间的友善关系;

( 7 )设计操作台、电气柜及非标准电器元部件;

( 8 )编写设计说明书和使用说明书;

根据具体任务,上述内容可适当调整。

2 . 系统设计的基本步骤

可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤,
1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

( 1 )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a .被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b .控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统,还可将控制任务分成几个独立部分,这种可化繁为简,有利于编程和调试。

( 2 )确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

( 3 )选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的 PLC 类型,包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

( 4 )分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点,编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计,同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

( 5 )设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的实践经验。

( 6 )将程序输入 PLC

当使用简易编程器将程序输入 PLC 时,需要先将梯形图转换成指令助记符,以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。

( 7 )进行软件测试

程序输入 PLC 后,应先进行测试工作。因为在程序设计过程中,难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前,必需进行软件测试,以排除程序中的错误,同时也为整体调试打好基础,缩短整体调试的周期。

( 8 )应用系统整体调试

在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,如果控制系统是由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可先进行分段调试,然后再连接起来总调。调试中发现的问题,要逐一排除,直至调试成功。

( 9 )编制技术文件

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。

三、 PLC 硬件系统设计

1 . PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前,要详细了解被控对象的控制要求,从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂(需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等)、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理(有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等)、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下,使用 PLC 控制是很必要的。

目前,国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品,使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨,不要盲目贪大求全,以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

( 1 )对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数,再按实际所需总点数的 15 ~ 20 %留出备用量(为系统的改造等留有余地)后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意,一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制,一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 %; PLC 每个输出点的驱动能力( A/ 点)也是有限的,有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异;一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级,但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离,则应选择前两种输出方式的 PLC 。

( 2 )对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中,可以用输入总点数乘 10 字 / 点+输出总点数乘 5 字 / 点来估算;计数器 / 定时器按( 3 ~ 5 )字 / 个估算;有运算处理时按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模拟量输入 / 输出的系统中,可以按每输入 / (或输出)一路模拟量约需( 80 ~ 100 )字左右的存储容量来估算;有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 ~ 100 %留有裕量。对缺乏经验的设计者,选择容量时留有裕量要大些。

( 3 )对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟(一般在 2 ~ 3 个扫描周期)等。对开关量控制的系统, PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求,可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

( 4 )根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如,频繁通断的感性负载,应选择晶体管或晶闸管输出型的,而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点,如导通压降小,有隔离作用,价格相对较便宜,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,其负载电压灵活(可交流、可直流)且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

( 5 )对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ,通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时, CPU 只为编程器服务,而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ,主机的 CPU 完成对现场的控制,在每一个扫描周期末尾与编程器通信,编程器把修改的程序发给主机,在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程,也能实现在线编程。在线编程需购置计算机,并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

( 6 )据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络,则 PLC 需要有通信联网功能,即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能,目前大部分小型机也具有通信功能。

( 7 )对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下,整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活,维修方便(换模块),容易判断故障等优点,要按实际需要选择 PLC 的结构形式。

2 .分配输入 / 输出点

一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。

分配好后,按系统配置的通道与接点号,分配给每一个输入信号和输出信号,即进行编号。

在个别情况下,也有两个信号用一个输入点的,那样就应在接入输入点前,按逻辑关系接好线(如两个触点先串联或并联),然后再接到输入点。

( 1 )确定 I/O 通道范围

不同型号的 PLC ,其输入 / 输出通道的范围是不一样的,应根据所选 PLC 型号,查阅相应的编程手册,决不可“张冠李戴”。必须参阅有关操作手册。

( 2 )部辅助继电器

内部辅助继电器不对外输出,不能直接连接外部器件,而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。

从功能上讲,内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。

未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 : 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要,应合理安排 PLC 的内部辅助继电器,在设计说明书中应详细列出各内部辅助继电器在程序中的用途,避免重复使用。参阅有关操作手册。

( 3 )分配定时器 / 计数器

PLC 的定时器 / 计数器数量分别见有关操作手册。

7.3 PLC 软件系统设计方法及步骤

7.3.1 PLC 软件系统设计的方法

在了解了 PLC 程序结构之后,就要具体地编制程序了。编制 PLC 控制程序的方法很多,这里主要介绍几种典型的编程方法。

1. 图解法编程

图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。

(1) 梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是最方便的一种编程方法。

(2) 逻辑流程图法:逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程,反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程,用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚,便于分析控制程序,便于查找故障点,便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序,直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手,则可以先画出逻辑流程图,再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。

(3) 时序流程图法:时序流程图法使首先画出控制系统的时序图(即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图),再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图,最后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。

(4) 步进顺控法:步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看,一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此,不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后,可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。

2. 经验法编程

经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序,把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况,对这些“试验程序”逐一修改,使之适合自己的工程要求。这里所说的经验,有的是来自自己的经验总结,有的可能是别人的设计经验,就需要日积月累,善于总结。

3. 计算机辅助设计编程

计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试,使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。

7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上,就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样,都需要经历如下过程。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程,分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上,可以反应出某一逻辑关系的结果是什么,这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准,也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动,也反应了输入与输出的关系。

3. 绘制各种电路图

绘制各种电路的目的,是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时,不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致,还要考虑到输入端的电压和电流是否合适,也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端,把高压引入 PLC 输入端,会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时,不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致,还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外,还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中,还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此,在绘制电路图时要考虑周全,何处该装按钮,何处该装开关,都要一丝不苟。

4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后,就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时,除了要注意程序要正确、可靠之外,还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验,这样便于查找问题,便于及时修改,最好不要整个程序完成后一起算总帐。

5. 制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后,就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候,这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量,规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。

6. 现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处;只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处;只有进行现场调试才能最后实地测试和最后调整控制电路和控制程序,以适应控制系统的要求。

7. 编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后,控制电路和控制程序基本被确定了,整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件,包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。

西门子紧凑型伺服电机

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在 线 商 务 QQ:  3192212451      
传    真:  021-61311951
《销售态度》:质量保证、诚信服务、及时到位!
《销售宗旨》:为客户创造价值是我们永远追求的目标!
《服务说明》:现货配送至全国各地含税(17%)含运费!
《产品质量》:原装正品,全新原装!
《产品优势》:专业销售 薄利多销 信誉好,口碑好,价格低,货期短,大量现货,服务周到!
上海隆彦自动化科技有限公司 具备以下产品优势
西门子可编程控制器,西门子触摸屏,西门子工业以太网,西门子数控系统,西门子高低压变频器,西门子伺服驱动等等。
SIEMENS 可编程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
2、 逻辑控制模块 LOGO!230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP 系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
    4、HMI  触摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
SIEMENS 交、直流传动装置
1、 交流变频器 MICROMASTER系列:MM、MM420、MM430、MM440、ECO
MIDASTER系列:MDV
6SE70系列(FC、VC、SC)
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70 系列
SIEMENS 数控 伺服
1、840D、802S/C、802SL、828D 801D :6FC5210,6FC6247,6FC5357,6FC5211,6FC5200,6FC5510,
2、伺服驱动 :  6SN1123,6SN1145,6SN1146,6SN1118,6SN1110,6SN1124,6SN1125,6SN1128

西门子PLC模块    西门子触摸屏    西门子变频器     西门子软启动器      西门子直流调速器
西门子数控系统    西门子电源模块    西门子电缆   西门子接头<连接器》   西门子网卡  
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  • 数字量输出
  • 用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器

Area of application

数字量输出模块用于从控制器向过程变量输出数字量信号。数字量输出模块把 S7-300 的内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平。

用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器。

Design

数字量输出模块具有下列机械特性:

  • 紧凑型设计:
    • 绿色 LED,用于指示输出的信号状态。
    • 前连接器插座,通过前门保护。
    • 前门上的标签区。
    • 连接器针脚分配,用于在前门内部进行配线。
  • 安装方便:
    没有插槽规则;输出地址由插槽决定。
    当在 ET 200M 中与有源总线模块一起使用时,可以进行热插拔,而不会有任何反应。
  • 方便用户接线。
  • RC 滤波器 (用于继电器模块 6ES7 322-1HF20):
    继电器模块 6ES7 322-1HF20-0AA0 有一个可连接的 RC 网络(300Ω/0.1μF) ,用于大电感负载开关时灭弧(功率因数 = 0.4)。例如,这样可以:
    • 对于框架规格 5 的 NEMA 电机的起动器,触点寿命从 100,000 增加到 200,000 次切换操作。

具有8、16、32或64通道的模块。

Functions

数字量输出模块将控制器的内部信号电平(逻辑“0”或“1”)转换成过程所需的外部信号电平。

多种输出电压,可支持输出不同的过程信号:

  • 24 VDC,额定电流 0.5 A/通道
  • 24 VDC,额定电流 2 A/通道
  • 48 - 125 V DC
  • 120/230 V AC

除了经济性以及易于处理的特点外,该模块还具有其他特殊功能:

西门子紧凑型伺服电机

 

、问题提出

可编程控制器技术最主要是应用于自动化控制工程中,如何综合地运用前面学过知识点,根据实际工程要求合理组合成控制系统, 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤

1 .系统设计的主要内容

( 1 )拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定,它是整个设计的依据;

( 2 )选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构;

( 3 )选定 PLC 的型号;

( 4 )编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图;

( 5 )根据系统设计的要求编写软件规格说明书,然后再用相应的编程语言(常用梯形图)进行程序设计;

( 6 )了解并遵循用户认知心理学,重视人机界面的设计,增强人与机器之间的友善关系;

( 7 )设计操作台、电气柜及非标准电器元部件;

( 8 )编写设计说明书和使用说明书;

根据具体任务,上述内容可适当调整。

2 . 系统设计的基本步骤

可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤,
1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

( 1 )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a .被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b .控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统,还可将控制任务分成几个独立部分,这种可化繁为简,有利于编程和调试。

( 2 )确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

( 3 )选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的 PLC 类型,包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

( 4 )分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点,编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计,同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

( 5 )设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的实践经验。

( 6 )将程序输入 PLC

当使用简易编程器将程序输入 PLC 时,需要先将梯形图转换成指令助记符,以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。

( 7 )进行软件测试

程序输入 PLC 后,应先进行测试工作。因为在程序设计过程中,难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前,必需进行软件测试,以排除程序中的错误,同时也为整体调试打好基础,缩短整体调试的周期。

( 8 )应用系统整体调试

在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,如果控制系统是由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可先进行分段调试,然后再连接起来总调。调试中发现的问题,要逐一排除,直至调试成功。

( 9 )编制技术文件

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。

三、 PLC 硬件系统设计

1 . PLC 型号的选择

在作出系统控制方案的决策之前,要详细了解被控对象的控制要求,从而决定是否选用 PLC 进行控制。

在控制系统逻辑关系较复杂(需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等)、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理(有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等)、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下,使用 PLC 控制是很必要的。

目前,国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品,使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨,不要盲目贪大求全,以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。

( 1 )对输入 / 输出点的选择

盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。

要先弄清除控制系统的 I/O 总点数,再按实际所需总点数的 15 ~ 20 %留出备用量(为系统的改造等留有余地)后确定所需 PLC 的点数。

另外要注意,一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制,一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 %; PLC 每个输出点的驱动能力( A/ 点)也是有限的,有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异;一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级,但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离,则应选择前两种输出方式的 PLC 。

( 2 )对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中,可以用输入总点数乘 10 字 / 点+输出总点数乘 5 字 / 点来估算;计数器 / 定时器按( 3 ~ 5 )字 / 个估算;有运算处理时按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模拟量输入 / 输出的系统中,可以按每输入 / (或输出)一路模拟量约需( 80 ~ 100 )字左右的存储容量来估算;有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。最后,一般按估算容量的 50 ~ 100 %留有裕量。对缺乏经验的设计者,选择容量时留有裕量要大些。

( 3 )对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟(一般在 2 ~ 3 个扫描周期)等。对开关量控制的系统, PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求,可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。

( 4 )根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如,频繁通断的感性负载,应选择晶体管或晶闸管输出型的,而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点,如导通压降小,有隔离作用,价格相对较便宜,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,其负载电压灵活(可交流、可直流)且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。

( 5 )对在线和离线编程的选择

离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ,通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时, CPU 只为编程器服务,而不对现场进行控制。专用编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ,主机的 CPU 完成对现场的控制,在每一个扫描周期末尾与编程器通信,编程器把修改的程序发给主机,在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程,也能实现在线编程。在线编程需购置计算机,并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。

( 6 )据是否联网通信选型

若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络,则 PLC 需要有通信联网功能,即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能,目前大部分小型机也具有通信功能。

( 7 )对 PLC 结构形式的选择

在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下,整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活,维修方便(换模块),容易判断故障等优点,要按实际需要选择 PLC 的结构形式。

2 .分配输入 / 输出点

一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。

分配好后,按系统配置的通道与接点号,分配给每一个输入信号和输出信号,即进行编号。

在个别情况下,也有两个信号用一个输入点的,那样就应在接入输入点前,按逻辑关系接好线(如两个触点先串联或并联),然后再接到输入点。

( 1 )确定 I/O 通道范围

不同型号的 PLC ,其输入 / 输出通道的范围是不一样的,应根据所选 PLC 型号,查阅相应的编程手册,决不可“张冠李戴”。必须参阅有关操作手册。

( 2 )部辅助继电器

内部辅助继电器不对外输出,不能直接连接外部器件,而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。

从功能上讲,内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。

未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 : 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要,应合理安排 PLC 的内部辅助继电器,在设计说明书中应详细列出各内部辅助继电器在程序中的用途,避免重复使用。参阅有关操作手册。

( 3 )分配定时器 / 计数器

PLC 的定时器 / 计数器数量分别见有关操作手册。

7.3 PLC 软件系统设计方法及步骤

7.3.1 PLC 软件系统设计的方法

在了解了 PLC 程序结构之后,就要具体地编制程序了。编制 PLC 控制程序的方法很多,这里主要介绍几种典型的编程方法。

1. 图解法编程

图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。

(1) 梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是最方便的一种编程方法。

(2) 逻辑流程图法:逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程,反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程,用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚,便于分析控制程序,便于查找故障点,便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序,直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手,则可以先画出逻辑流程图,再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。

(3) 时序流程图法:时序流程图法使首先画出控制系统的时序图(即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图),再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图,最后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。

(4) 步进顺控法:步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看,一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此,不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后,可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。

2. 经验法编程

经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序,把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况,对这些“试验程序”逐一修改,使之适合自己的工程要求。这里所说的经验,有的是来自自己的经验总结,有的可能是别人的设计经验,就需要日积月累,善于总结。

3. 计算机辅助设计编程

计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试,使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。

7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上,就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样,都需要经历如下过程。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程,分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上,可以反应出某一逻辑关系的结果是什么,这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准,也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动,也反应了输入与输出的关系。

3. 绘制各种电路图

绘制各种电路的目的,是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系起来。这是很关键的一步。在绘制 PLC 的输入电路时,不仅要考虑到信号的连接点是否与命名一致,还要考虑到输入端的电压和电流是否合适,也要考虑到在特殊条件下运行的可靠性与稳定条件等问题。特别要考虑到能否把高压引导到 PLC 的输入端,把高压引入 PLC 输入端,会对 PLC 造成比较大的伤害。在绘制 PLC 的输出电路时,不仅要考虑到输出信号的连接点是否与命名一致,还要考虑到 PLC 输出模块的带负载能力和耐电压能力。此外,还要考虑到电源的输出功率和极性问题。在整个电路的绘制中,还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠性。虽然用 PLC 进行控制方便、灵活。但是在电路的设计上仍然需要谨慎、全面。因此,在绘制电路图时要考虑周全,何处该装按钮,何处该装开关,都要一丝不苟。

4. 编制 PLC 程序并进行模拟调试

在绘制完电路图之后,就可以着手编制 PLC 程序了。当然可以用上述方法编程。在编程时,除了要注意程序要正确、可靠之外,还要考虑程序要简捷、省时、便于阅读、便于修改。编好一个程序块要进行模拟实验,这样便于查找问题,便于及时修改,最好不要整个程序完成后一起算总帐。

5. 制作控制台与控制柜

在绘制完电器、编完程序之后,就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候,这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量,规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。

6. 现场调试

现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处;只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处;只有进行现场调试才能最后实地测试和最后调整控制电路和控制程序,以适应控制系统的要求。

7. 编写技术文件并现场试运行

经过现场调试以后,控制电路和控制程序基本被确定了,整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件,包括整理电路图、 PLC 程序、使用说明及帮助文件。到此工作基本结束。

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前 面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉,形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始, 怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性,不管多复杂的电路,经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木,虽然只有十 来种或二三十种块块,可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理,再复杂的电路,经过分析就可发现,它也是由少数几个单元电 路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路,再学会分析和分解电路的本领,看懂一般的电路图应该是不难的。

按单元电路的功能可以把它们分成若干类,每一类又有好多种,全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。

一、电源电路的功能和组成

每 个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是 用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换(蓄电池则要经常充电)的缺点,因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。

电 子电路中的电源一般是低压直流电,所以要想从 220 伏市电变换成直流电,应该先把 220 伏交流变成低压交流电,再用整流电路变成脉动的直流电,最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高, 所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分,见图 1 。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器,需要介绍的只是后面三种单元电路。

如何看懂电路图(二)-----电源电路单元


二、整流电路

整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。

( 1 )半波整流

半波整流电路只需一个二极管,见图 2 ( a )。在交流电正半周时 VD 导通,负半周时 VD 截止,负载 R 上得到的是脉动的直流电

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( 2 )全波整流

全波整流要用两个二极管,而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈,见图 2 ( b )。负载 R L 上得到的是脉动的全波整流电流,输出电压比半波整流电路高。

( 3 )全波桥式整流

用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器,见图 2 ( c )。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。

( 4 )倍压整流

用多个二极管和 电容器可以获得较高的直流电压。图 2 ( d )是一个二倍压整流电路。当 U2 为负半周时 VD1 导通,C1 被充电, C1 上最高电压可接近 1.4U2 ;当 U2 正半周时 VD2 导通, C1 上的电压和 U2 叠加在一起对 C2 充电,使C2 上电压接近 2.8U2 ,是 C1 上电压的 2 倍,所以叫倍压整流电路。

三、滤波电路

整流后得到的是脉动直流电,如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分,就可得到平滑的直流电。

( 1 )电容滤波

把电容器和负载并联,如图 3 ( a ),正半周时电容被充电,负半周时电容放电,就可使负载上得到平滑的直流电。

如何看懂电路图(二)-----电源电路单元如何看懂电路图(二)-----电源电路单元


( 2 )电感滤波

把电感和负载串联起来,如图 3 ( b ),也能滤除脉动电流中的交流成分。

( 3 ) L 、 C 滤波

用 1 个电感和 1 个电容组成的滤波电路因为象一个倒写的字母“ L ”,被称为 L 型,见图 3 ( c )。用 1 个电感和 2 个电容的滤波电路因为象字母“ π ”,被称为 π 型,见图 3 ( d ),这是滤波效果较好的电路。

( 4 ) RC 滤波

电感器的成本高、体积大,所以在电流不太大的电子电路中常用电阻器取代电感器而组成 RC 滤波电路。同样,它也有L 型,见图 3 ( e ); π 型,见图 3 ( f )。

四、稳压电路

交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动,因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。

(1 )稳压管并联稳压电路

用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路,见图 4 ( a )。图中 R 是限流电阻。这个电路的输出电流很小,它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。

如何看懂电路图(二)-----电源电路单元如何看懂电路图(二)-----电源电路单元 , 利用定时器与计数器设计一PLC控制的长延时电路

利用定时器与计数器设计一PLC控制的长延时电路(1000秒)。



如图1所示为定时器与计数器控制的梯形图。

图中,X001是定时器的定时条件,当条件满足时,定时器T1开始定时,10秒后定时器线圈输出,同时定时器T1复位、计数器C1开始计数一次。利用定时器的常闭触点,使定时器T1每隔10秒产生一个计数脉冲,当计满100次后,计数器C1线圈输出,将输出继电器Y000置“1”。X002为计数器C1的复位条件。只要复位条件满足,不管计数是否计满,随时都可以使计数器复位,体现复位优先原则。

程序清单:

LD X001

ANI T1

OUT T1

K 100

LD T1

OUT C1

K 100

LD C1

OUT Y000

LD X002

RST C1

END

如图1所示是二分频电路的梯形图和时序图。

待分频的脉冲信号加在X000端,设M101和Y000的初始状态为“0”。当第一个脉冲信号的上升沿到来时,M101产生一个单脉冲(如图所示),Y000被置“1”,当M101置“0”时,Y000仍保持置“1”;当第二个脉冲信号的上升沿到来时,M101又产生一个单脉冲(如图所示),M101常闭触点断开,使Y000由“1”变“0”,当M101置“0”时,Y000仍保持置“0”直到第三个脉冲到来。当第三个脉冲到来时,重复上述过程。由此可见,X000每送两个脉冲,Y000产生一个脉冲,完成对输入信号的二分频。

程序清单:

LD X000

PLS M101

LD M101

ANI Y000

LDI M101

AND Y000

OUT Y000

END



图1 分频电路梯形图及时序图

, 485通信是否要接地?应如何接地?

据长期从事该项技术工作的同志讲:①RS485通信短距离(800m以内)的一般可使用无屏蔽的普通双绞线②干扰较重时可使用带屏蔽层的双绞线(屏蔽层空悬/或只一端接地——要与“强电地”特别是“变频器地”分开)③信号地一般空悬(不接线),如果接地不好反而不能正常通信。

多数网友也是以上这个意见。但也有部分网友认为:应将互联设备共地;否则,如果接收端有较高共模输入,就有可能损坏接收端器件。

多数情况下,连接RS-485通信链路时只需简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端分别连在一起,而将信号地空悬——这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但应注意以下两个问题:

(1)共模干扰问题:RS-485接口采用差分方式接收输入信号,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两根输入线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了接收器有一定的共模电压范围,RS-485接收器共模电压范围为-7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当通信线路中共模电压超出该范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。

(2)电磁辐射问题:驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通道,如果没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

1. 输出方式的选择

开关量输出模块有三种输出方式:继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出。继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载,又可用于直流负载,而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小,同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强。但它属于有触点元件,其动作速度较慢、寿命短,可靠性较差,因此,只能适用于不频繁通断的场合。当用于驱动感性负载时,其触点动作频率不超过1Hz。

对于频繁通断的负载,应该选用双向晶闸管输出或晶体管输出,它们属于无触点元件。但双向晶闸管输出只能用于交流负载,而晶体管输出只能用于直流负载。

2.输出接线方式的选择 按PLC的输出接线方式的不同,一般有分组式输出和分隔式输出两种,

如图5-16所示。

分组式输出是几个输出点为一组,共用一个公共端,各组之间是分隔的,可分别使用不同的电源。而分隔式输出的每一个输出点有一个公共端,各输出点之间相互隔离,每个输出点可使用不同的电源。主要应根据系统负载的电源种类的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出,也有分隔式输出。

3.输出电流的选择

输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于负载的额定电流。用户应根据实际负载电流的大小选择模块的输出电流。如果实际负载电流较大,输出模块无法直接驱动,可增加中间放大环节。

4.同时接通的输出点数量

选择输出模块时,还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值。如一个220V/2A的8点输出模块,每个输出点可以通过2A的电流,但输出公共端允许通过的电流不是16A(8X2)通常要比此值小得多。一般来说,同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60%。

5.输出的最大负载电流与负载类型、环境温度等因素的关系

表1为FX系列PLC的输出技术指标,它与不同的负载密切相关。另外,双向晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低,在实际使用中也应注意。

, PLC机型的选择的四个方面要考虑的因素

1.PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。

2.输入输出模块的选择

输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。可根据应用要求,合理选用智能型输入输出模块,以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。

3.电源的选择

PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。

4.存储器的选择

由于计算机集成芯片技术的发展,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量更大,档次更高的存储器。

, 有独立型PLC的CNC机床系统结构及特点

独立型”PLC又称“通用型”PLC。独立型PLC是独立于CNC装置,具有完备的硬件和软件功能,能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的数控机床系统框图如图1所示:







图1 具有独立型PLC的CNC机床系统框图

独立型PLC有如下特点:

1)独立型PLC具有如下基本的功能结构:CPU及其控制电路,系统程序存储器,用户程序存储器、输入/输出接口电路、与编程机等外部设备通信的接口和电源等(参见图5-2)。

2)独立型PLC一般采用积木式模块化结构或笼式插板式结构,各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板,具有安装方便,功能易于扩展和变更等优点。例如,可采用通信模块与外部输入输出设备、编程设备、上位机、下位机等进行数据交换;采用D/A模块可以对外部伺服装置直接进行控制;采用计数模块可以对加工工件数量、刀具使用次数、回转体回转分度数等进行检测和控制,采用定位模块可以直接对诸如刀库、转台、直线运动轴等机械运动部件或装置进行控制。

3)独立型PLC的输入、输出点数可以通过I/O模块或插板的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量输入、输出点的网络,以实现大范围的集中控制。

在独立型PLC中,那些专为用于FMS、FA而开发的独立型PLC具有强大的数据处理、通信和诊断功能,主要用作“单元控制器”,是现代自动化生产制造系统重要的控制装置。独立型PLC也用于单机控制。国外有些数控机床制造厂家,或是为了展示自己长期形成的技术特色,或是为了保守某些技术绝窍,或纯粹是因管理上的需要,在购进的CNC系统中,舍弃了PLC功能,而采用外购或自行开发的独立型PLC作控制器,这种情况在从日本、欧美引进的数控机床中屡见不鲜。

国内已引进应用的独立型PLC有:Siemens公司的SIMATI C S5系列产品;A-B公司的PLC系列产品;FANUC公司的PMC-J等。

, 工业控制中使用PLC取代继电器控制 PLC的分类

在工业自动化领域,可编程控制器(PLC)作为自动控制以成为大多数自动化系统的设备基础,同时也给工业控制带来了前所未有的非凡变化。使用PLC的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比,在操作、控制、效率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。虽然在工业控制系统中所使用的继电器控制设备不会被完全淘汰,但是由于PLC的出现已经改变了工业控制设计者的设计思想.



一、控制继电器存在的缺点

今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是,这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的,容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧,甚至会熔在一起产生误操作,引起严重的后果。再者,对一个具体使用的装有上百个继电器的设备,其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下,大的继电器将产生大量的热及噪声,同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装,如果有简单的改动,也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。


二、可编程序控制器的优势、特点及功能

可编程控制器以体积小功能强大所著称,它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能,而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系,从而实现生产过程的自动控制。特别是现在,由于信息、网络时代的到来,扩展了PLC的功能,使它具有很强的联网通讯能力,从而更广泛地应用于众多行业。

1、顺序控制

顺序控制是PLC最基本、应用最广泛的领域。所谓的顺序控制,就是按照工艺流程的顺序,在控制信号的作用下,使得生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作。由于它还具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于维护等优点,所以在实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代传统的继电器接触器控制系统。它主要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给来的指令信号和传感器信号,控制机械运动部件进行相应的操作,从而达到了自动化生产线控制。比较典型应用在自动电梯的控制、管道上电磁伐的自动开启和关闭、皮带运输机的顺序启动等。例如我分厂的原料混料系统就是利用了PLC的顺序控制功能。

2、闭环过程控制

以往对于过程控制的模拟量均采用硬件电路构成的PID模拟调节器来实现开、闭环控制。而现在完全可以采用PLC控制系统,选用模拟量控制模块,其功能由软件完成,系统的精度由位数决定,不受元件影响,因而可靠性更高,容易实现复杂的控制和先进的控制方法,可以同时控制多个控制回路和多个控制参数。例如生产过程中的温度、流量、压力、速度等。

3、运动位置控制

PLC可以支持数控机床的控制和管理,在机械加工行业,可编程控制器与计算机数控(CNC)集成在一起,用以完成机床的运动位置控制,它的功能是接受输入装置输入的加工信息,经处理与计算,发出相应的脉冲给驱动装置,通过步进电机或伺服电机,使机床按预定的轨道运动,以完成多轴伺服电机的自控。目前以用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削摸削等应用中。

4、生产过程的监控和管理

PLC可以通过通迅接口与显示终端和打印机等外设相连。显示器作为人机界面(HMI)是一种内含微处理芯片的智能化设备,它与PLC相结合可取代电控柜上众多的控制按钮、选择开关、信号指示灯,及生产流程模拟屏和电控柜内大量的中间继电器和端子排。所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行。PLC可以方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理,并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六进制、ASCII字符等方式进行显示。在显示画面上,通过图标的颜色变化反应现场设备的运行状态,如阀门的开与关,电机的启动与停止,位置开关的状态等。PID回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变化,操作人员通过参数设定可进行参数调整,通过数据查询可查找任一时刻的数据记录,通过打印可保存相关的生产数据,为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利。

5、网络特性

PLC可以实现多台PLC之间或多台PLC与一台计算机之间的通讯联网要求,从而组成多级分布式控制系统,构成工厂自动化网络。

(1) 通过通讯模块、上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监控。

(2) 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连,从而使管理者可通过电话线对控制系统进行远距离监控。

结束语

可编程控制器作为一种通用的工业控制器,它可用于所有的工业领域。当前国内外已经广泛的将可编程控制器成功地应用到机械、冶金、石油、化工、纺织、交通、电力、军事等各个领域,并取得了可观的技术济济效益。而且它还代表当今电气控制技术的世界先进水平,它已与数控技术 、CAD/CAM技术、工业机器人技术并列为工业自动化技术的四大支柱。

, S7-200系列 PLC的存储器空间

S7-200 PLC的存储器空间大致分为三个空间,即程序空间、数据空间和参数空间。

1.程序空间

该空间主要用于存放用户应用程序,程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM区与内置EEPROM上都有程序存储器,但它们互为映像,且空间大小一样。

2.数据空间

该空间的主要部分用于存放工作数据称为数据存储器,另外有一部分作寄存器使用称为数据对象。

(1)数据存储器 它包括变量存储器(V),输入信号缓存区(输入映象存储器I),输出信号缓冲区(输出映象存储区Q),内部标志位存储器(M)又称内部辅助继电器,特殊标志位存储器(SM)。除特殊标志位外,其他部分都能以位、字节、和双字的格式自由读取或写入。

变量存储器(V)是保存程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果,所有的V存储器都可以存储在永久存储器区内,其内容可在与EEPROM或编程设备双向传送。

输入映象存储器(I)是以字节为单位的寄存器,它的每一位对应于一个数字量输入结点。在每个扫描周期开始,PLC依次对各个输入结点采样,并把采样结果送入输入映象存储器。PLC在执行用户程序过程中,不再理会输入结点的状态,它所处理的数据为输入映象存储器中的值。

输出映象存储器(Q)是以字节为单位的寄存器,它的每一位对应于一个数字输出量结点。PLC在执行用户程序的过程中,并不把输出信号随时送到输出结点,而是送到输出映象存储器,只有到了每个扫描周期的末尾,才将输出映象寄存器的输出信号几乎同时送到各输出结点。使用映象寄存器优点:①同步地在扫描周期开始采样所有输入点,并在扫描的执行阶段冻结所有输入值;②在程序执行完后再从映象寄存器刷新所有输出点,使被控系统能获得更好稳定性;⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度,使程序执行的更快;④I/O点只能以位为单位存取,但映象寄存器则能以位、字节、双字进行存取。因此,映象寄存器提供了更高的灵活性。另外对控制系统中个别I/O点要求实时性较高的情况下,可用直接I/O指令直接存取输入/输出点。

内部标志位(M)又称内部线圈(内部继电器等),它一般以位为单位使用,但也能以字、双字为单位使用。内部标志位容量根据CPU型号不同而不同。

特殊标志位(SM)用来存储系统的状态变量和有关控制信息,特殊标志位分为只读区和可写区,具体划分随CPU不同而不同。

(2)数据对象 数据对象包括定时器、计数器、高速计数器、累加器、模拟量输入/输出。

定时器类似于继电器电路中的时间继电器,但它的精度更高,定时精度分为lms,10ms和100ms三种,根据精度需要由编程者选用。定时器的数量根据CPU型号不同。

计数器的计数脉冲由外部输入,计数脉冲的有效沿是输入脉冲的上升沿或下降沿,计数的方式有累加1和累减1两种方式。计数器的个数同各CPU的定时器个数。

高速计数器与一般计数器不同之处在于,计数脉冲频率更高可达2kHz/7kHz,计数容量大,一般计数器为16位,而高速计数器为32位,一般计数器可读可写,而高速计数器一般只能作读操作。

在S7-200CPU中有4个32位累加器,即AC0~AC3,用它可把参数传给子程序或任何带参数的指令和指令块。此外,PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断服务程序时,累加器中的数据是不会丢失的,即PLC会将其中的内容压入堆栈。因此,用户在中断服务程序中仍可使用这些累加器,待中断程序执行完返回时,将自动从堆栈中弹出原先的内容,以恢复中断前累加器的内容。但应注意,不能利用累加器作主程序和中断服务子程序之间的参数传递。

模拟量输入/输出可实现模拟量的A/D和D/A转换,而PLC所处理的是其中的数字量。

3.参数空间

用于存放有关PLC组态参数的区域,如保护口令、PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等,存贮器为EEPROM。

, 小型PLC的现状和发展趋势 PLC的分类

随着自动化程度的提高,小型plc的应用领域比以前更为广泛,越来越多的行业开始使用小型PLC。小型PLC产品更加多元化,不仅有知名度很高的国际名牌,国内一些自动化企业也看到小型PLC广大的市场,纷纷推出自主的小型PLC产品,这为不同细分市场的中国用户提供了更多的选择。

我个人还是建议大家使用知名名牌的产品,因为,从技术角度来讲,保证PLC在复杂的工业环境下的高可靠性仍然是很多新加入小型PLC领域的厂家面临的技术难题。从创新角度来讲,持续的大规模的研发投入是不断创新,满足市场的日益增长的需求的保证,而这种投入对许多厂家来说也是很大的考验。从市场开发角度来看,大厂商拥有明显的强势行业和领域,拥有优势行业的核心技术,成熟的解决方案,和适合行业和市场开发的销售网络。西门子小型PLC经过十多年的市场考验,品牌与服务已经得到了市场的广泛认可,这不仅靠市场宣传,更靠优秀的产品品质和完整的解决方案。

近几年自动化产品用户除了可靠稳定性、性价比等因素之外,越来越重视项目的维护成本,现在中国用户都已将维护成本列入整个自动化系统的成本中。西门子小型PLC为用户提供灵活多样的远程服务解决方案,可以基于固定电话,网络,GPRS无线通讯等,为客户后期维护节约可观的成本。为了进一步为广大用户降低成本,2005年,西门子成功完成了S7-200PLC的本地化生产,同时还本地化生产了S7-200PLC专用触摸屏KTP-178和四行中文文本显示器TD400,进一步提高了西门子小型PLC整体解决方案的性价比,开放性已达到同类品牌中型机水平,支持PPI、RS-485、Profibus-DP、以太网等多种通讯协议,保证了完全的无缝连接。
我认为小型PLC的市场份额会持续保持快速的发展。随着中国加入WTO,出口额逐年提高,中国正逐步成为全球机械设备的制造基地,使得国内OEM厂商迅猛发展。一些OEM厂商为了避免激烈竞争,追求更高的利润,将用小型PLC替代继电器或单片机控制方案。而且,小型PLC不再仅仅进行单机单站的控制,工厂信息化的潮流将会使更多的生产设备联网,进行集中监控。西门子小型PLC开放的平台为工厂生产设备联网和工厂信息化提供了可能性,使客户无需增加额外的硬件投资即可实现联网。

, S7-200系列的基本逻辑指令

S7-200系列的基本逻辑指令与FX系列和CPM1A系列基本逻辑指令大体相似,编程和梯形图表达方式也相差不多,这里列表表示S7-200系列的基本逻辑指令(见表)。

表 S7-200系列的基本逻辑指令

指令名称

指令符

功能

操作数



LD bit

读入逻辑行或电路块的第一个常开接点

Bit:

I,Q,M,SM,T,C,V,S

取反

LDN bit

读入逻辑行或电路块的第一个常闭接点



A bit

串联一个常开接点

与非

AN bit

串联一个常闭接点



O bit

并联一个常开接点

或非

ON bit

并联一个常闭接点

电路块与

ALD

串联一个电路块



电路块或

OLD

并联一个电路块

输出

= bit

输出逻辑行的运算结果

Bit:Q,M,SM,T,C,V,S

置位

S bit,N

置继电器状态为接通

Bit:

Q,M,SM,V,S

复位

R bit,N

使继电器复位为断开

,


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