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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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  • 手 机:15800846971
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吉林白山临江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

吉林白山临江西门子中国一级代理商,吉林白山临江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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星形-三角形减压起动控制线路原理与实现

1.Y—Δ降压起动的原理:把正常运行时,定子绕组应作三角形联接的笼型异步电动机在起动时接成Y形,起动电压从380V→220V,从而减小起动电流。待转速上升后,再改接成Δ联结,投入正常运行。这是一种最常用的降压起动。起动时绕组承受的电压为额定电压的1/倍,起动电流为三角形接法时的1/3。



2.控制过程:

主回路:合上QS→控制线路接上电源

控制回路:

(1)SB2按钮按下→KT、KM3线圈得电→KM3触头闭合→KM1线圈得电自锁→KM1、KM3主触头闭合→电动机星形联接起动。

(2)KT整定时间到→延时断开触点断开→KM3线圈失电→KM3常开触头断开,常闭复位→KT失电,KM2线圈得电→KM2主触头闭合→电动机三角形联接正常运行。

3.Y—Δ降压起动投资少,线路简单,操作方便,但起动转矩小,适用于空载或轻载场合,普遍应用于空载或轻载的正常运行是三角形联结的笼型异步电动机起动。

, 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,这是科技是第一生产力的体现,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。


最初,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,先进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,而且高档计算机、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

, 当PLC运行时,CPU就要执行用户程序中的操作。但是CPU不可能同时执行多个操作,只能分时地一个操作一个操作地执行。PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区,当PLC的CPU执行用户程序时,从输入映像区中读取输入信号的状态,进行相应的操作。当CPU执行完第一个操作后,将操作结果输出到输出映像区,然后再执行第二个操作,操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中,PLC并不读取输入信号的真正状态,执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令(END)时,将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次,将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后,CPU再从用户程序的第一条指令开始,进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。
PLC的扫描周期包括上电后初始处理、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新。

PLC输入/输出响应滞后的现象及其影响分析


当PLC的输入端输入信号发生变化PLC输出端对该输入变化做出反应需要一段时间,这种现象称为PLC输入/输出响应滞后。

由上述分析可知,扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长,响应速度越慢。由于每一个扫描周期只进行一次I/O刷新,即每一个扫描周期PLC只对输人、输出状态寄存器更新一次,故使系统存在输人、输出滞后现象,这在一定程度上降低了系统的响应速度。工业现场的干扰常常是脉冲式的、短时的,PLC的输入/输出响应滞后,对一般的工业控制要求,是完全允许的,还可以起到增强系统的抗干扰能力。

但是,对于控制时间要求严格、响应速度要求较快的系统,就要采取措施减小输入/输出滞后的不利影响。


, 西门子S7-200系列PLC模拟量扩展模块型号及用途

当需要完成某些特殊功能的控制任务时,CPU主机可以连接扩展模块,利用这些扩展模块进一步完善CPU的功能。常用的扩展模块有两类,即模拟量输入/输出扩展模块、特殊功能模块。模拟量扩展模块类型如

表1 模拟量扩展模块型号及用途

分类

型号

I/O规格

功能及用途

模拟量输入扩展模块

EM231

AI4 x 12位

4路模拟输入,12位A/D转换

AI4 x热电偶

4路热电偶模拟输入

AI4 x RTD

4路热电阻模拟输入

模拟量输出扩展模块

EM232

AQ2 x 12位

2路模拟输出

模拟量输入/ 输出扩展模块

EM235

AI4/AQl x 12

4路模拟输入,1路模拟输出,12位转换



S7-200 主机的特殊功能模块有多种类型,例如:功能模块有EM253位置控制模块、EM277 Profibus-DP模块、EM241调制解调器模块、CP243-1以太网模块、CP243-2 AS-I接口模块等。


在S7-200的许多指令中,都可以使用常数值。常数可以是字节、字或者双字。S7-200以二进制数的形式存储常数,可以分别表示十进制数、十六进制数、ASCII码或者实数(浮点数)。S7-200指令中的常数表示法如表1所示。




表1 S7-200指令中的常数表示法



, S7-200 PLC定时器的认识编程实验

定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作,然后产生控制作用。其控制作用同一般延时继电器。

实验参考程序,表1







图1梯形图参考图

SIMATIC S7—200系列PLC是西门子公司继S7—300 、S7—400之后,最近几年才投放市场的小型可编程序控制器,可以单机运行,也可通过RS485或PROFIBUS-DP组网运行。它结构小巧,可靠性高,运行速度快,继承和发挥了它在大、中型PLC领域的技术优势,有极丰富的指令集,具有强大的多种集成功能和实时特性,配有功能丰富的扩展模块,性能价格比非常高,并配有功能强大、使用极其方便的编程开发软件环境。它在各行各业中的应用得到迅速推广,在规模不太大的控制领域是较为理想的控制设备,可以满足各种各样的自动化控制的需要。由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令系统,使得S7—200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外,丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时,具有很强的适应性和可选择性。
, 设计PLC控制系统时的故障防范

在现代化的工业生产中,大量采用了可编程序控制系统,可编程序控制器能在恶劣的工作环 境下正常工作,但其构成的控制系统由于设计、安装、干扰等因素有时会出现故障。有些问 题是在系统设计时考虑不周造成的。根据实践中的经验和教训,本文阐述可编程序控制系统 设计时应注意的问题。
1、一个系统中使用的成熟技术至少应占到75%以上
“成熟技术”一是经过一定的生产实践考验的可编程控制器产品或类似设计,或者确定能在未来的生产实践中,经得起考验;二是设计工作人员对于需要使用的技术要有经验或有掌握它的能力。设计与配置一个可编程序控制系统选用的技术与设计方案切实可行。因为一个生产过程控制系统,一旦做出来,要长久使用下去,难以找到机会反复修改。设计的硬件系 统和编程软件,其中某些缺欠,可能一直隐藏在已完成的系统中。若遇到发生破坏作用的条件,后果难以预料。
2、系统的硬件结构和网络要简明而清晰
硬件结构不要追求繁琐,网络组态不要追求交叉因素太多,要力求使用可编程序控制器自 身配置的组网能力。在组成I/O机箱配套的模板时,建议型号简单,力求一致,模板密度不宜过大。使用的结线点不宜过多,从目前机箱的制造和配线工艺来看,输入与输出配线密度不能太高。
3、控制系统的功能和管理系统的功能应严格划分界限
由于可编程序控制器组成的过程控制系统中的实时性要求很高,而网络通信是允许暂时失 去通信联系,过后自己能重新恢复,但是在重新恢复之前这一间隔时间可编程序控制器会处于失控。另外,在用多个可编程序控制器系统组成一个大系统时,对于主控制的关键命令,除了使用可编程序控制器自身的网络通信传送它的信息外,最好有使用它的I/O点做成的硬件联 锁,特别是两者之间“急停”的处理;虽然两个系统都在自身的通信扫描中互相变换着“停 止”或“急停”命令,但因一方在急停故障时已经停止运行,另一方并未收到已停止的信息 而照常运行,其后果难测。可编程序控制器控制系统关键的“急停”应先切除执行机构的电源,然后将其信号送入可编程序控制器,这样可取得设备安全保护的时间。
4、可编程序控制器的程序要简明且可读
用户软件的编写是“平铺直叙”,用户软件可看成是一个有序的“黑盒子”系列,每个“ 黑盒子”按照结构化语言划分,可分为几种典型的语句。每个语句方式、手法可能十分单调 ,但一定要明确。在设计与编写这些语句时,若使用不易推理的逻辑关系太多,或者语 句因素太多,特殊条件太多,就会使人阅读这些语句时十分难懂。因此,一个可编程控制器 的用户软件的可读性,即编写的软件能为大多数人读懂,能理解可编程控制器在执行这个语 句时,“发生了什么”是十分重要的。每一段程序力求功能单一而流畅,这是软件在使用和维护时的重要条件。
5、可编程序控制系统在硬件和软件上的预置,有运行检测的关键监视条件
可编程序控制系统配置了彩色图形工作站/屏幕监视,但从价格及反映现场状态的时间来看,屏幕监视尚不方便。关键的故障,或者在关键的机械设备附近,可配置一些指示灯,它们可以用数字量输出做成,用来监视程序的正常运行,或用来调试程序,在指示灯旁配以功能标牌,可帮助操作人员确认可编程序控制系统的正常运行和及时反映故障。
6、设计大中型可编程序控制系统时不要耗尽它的硬件和软件资源
对于设计的新系统,硬件上至少要保留15%左右的冗余,在软件编制时,同样要估计用户软件对计算机资源的需要与用量。尤其对中间继电器,计数器/定时器的使用,要留有余地 。因为在调试和运行后,软件总会被修改、补充,甚至重新编制。已编制的软件让人无法修改和完善,在工程上是不实际的。

, PLC触点串联运算(相乘运算)实验


AND串开点,ANI串闭点



[案例3-2] PLC触点串联运算(相乘运算)实验



3)PLC实验接线图、及动作顺序分析



梯形图有时又称继电器形逻辑图编程。这种方法是当今使用最为广泛的,对些我们将在介绍基本指令应用中作详细介绍。它使用最广泛的主要原因是它和以往的继电器控制线路十分接近。



如图1是典型的梯形图,两边垂直的线称为母线,在母线之间通过串并(与、非)关系构成一定的逻辑关系。PLC中还有一个关键的概念“能流”(Power plow)。这仅仅是概念上的能流。如图,把梯形图中左边的母线假想为电源的“火线”,右边的母线假想为“零线”。如果有“能流”,则从左至右流向线圈,线圈被激励。原则线圈未被激励。母线中是否有“能流”流过,即线圈能否被激励,其关键主要取决于母线的逻辑线路是否接通。

应该强调指出的是,“能流”仅仅是假想的,便于理解梯形图各输出点动作的概念,并非实际存在的。

, S7-200 PLC的置位优先SR触发器与复位优先RS触发器简介

RS触发器指令 RS触发器指令的基本功能与置位指令S和复位指令R的功能相同。

置位优先(SR)触发器的置位信号SI和复位信号R同时为1时,输出OUT信号为1。



复位优先(RS)触发器的置位信号S和复位信号RI同时为1时,输出OUT信号为0。



, 一种PLC主机的三大组成部分组成

PLC在某机械手控制系统中的组成如下:

1、输入单元
输入单元由8个按扭、8个开关和16个接插件组成,它们分别与PLC的16个输入点相接。改变这些开关或按扭的通断状态,即可对主机输入所需要的开关量。16个接插件可外接其它直流或开关量输入信号。
2、输出单元
输出单元由24个二极管和24个接插件组成,它们分别与PLC的24个输出点相连。发光二极管是否发光,即可表示输出点的状态,使用者可得到主机的输出信息。24个输出接插件可外接其它需要控制的设备。输出单元的4个地端,分别引出到面板,其中只有C4与3V电源共地。
3、电源单元
PLC主机左边有外接220V/AV的电源插座,作为PLC的工作电源。内装变压器,输出3V电源,供二极管使用。另外PLC的24VDC和24GND已引出到面板,供外接输入器件(如传感器)的工作电源用.

定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。

(1)外壳

三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。

机座:铸铁或铸钢浇铸成型,它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子,它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常,机座的外表要求散热性能好,所以一般都铸有散热片。

端盖:用铸铁或铸钢浇铸成型,它的作用是把转子固定在定子内腔中心,使转子能够在定子中均匀地旋转。

轴承盖:也是铸铁或铸钢浇铸成型的,它的作用是固定转子,使转子不能轴向移动,另外起存放润滑油和保护轴承的作用。

接线盒:一般是用铸铁浇铸,其作用是保护和固定绕组的引出线端子。

吊环:一般是用铸钢制造,安装在机座的上端,用来起吊、搬抬三相电动机。

(2)定子铁心

异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分,由0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成,如图2所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的,所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口,用来嵌放定子绕圈。

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(a)定子铁心 (b)定子冲片

图2 定子铁心及冲片示意图

(3)定子绕组

定子绕组是三相电动机的电路部分,三相电动机有三相绕组,通入三相对称电流时,就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成,且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相,每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线,大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后,再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上,首端分别标为U1, V1, W1 ,末端分别标为U2, V2, W2 。这六个出线端在接线盒里的排列如图3所示,可以接成星形或三角形。

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