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SIMATIC 面板概述
一系列精細分級的 HMI 設備可用于執(zhí)行本地操作員控制與監(jiān)視: 從按鍵式面板和基本型面板到舒適型面板和移動式面板,。 分布式組態(tài)的 HMI 設備(防護等級為 IP65/NEMA 4)可用于對耐用性要求*的應用。
按鍵式面板
按鍵型面板 (KP) 是常規(guī)硬接線操作員鍵盤的革新替代面板,。 基于總線的輸入面板經(jīng)過預配置可隨時安裝,,與常規(guī)接線相比大大節(jié)約了時間。
基本操作面板
第二代基本面板為小型機器和應用程序提供基本的 HMI 功能,。該設備系列提供了帶有高分辨率 4",、7"、9" 和 12" 寬屏顯示屏的面板,,以及可進行按鍵及觸控組合式操作的面板,。 可以選擇各種型號來連接到 PROFINET/Ethernet 或 PROFIBUS DP/MPI。
**代面板繼續(xù)與第二代精簡面板一起并行銷售。
精智面板 (Comfort Panel)
舒適型面板提供了功能,,適用于要求苛刻的應用,。 它們提供高分辨率的寬屏顯示器,尺寸從 4 寸到 22 寸,,可以選擇觸摸屏操作 (TP) 或按鍵操作 (KP),。 在尺寸為 4 寸的屏幕上,還帶有觸摸屏和附加鍵 (KTP),。
舒適型面板配備 PROFINET/以太網(wǎng)以及 PROFIBUS DP/MPI 接口,。
移動面板
便攜式操作員面板便于操作控制和監(jiān)控實際的事件圖像,,可直接訪問和可視接觸過程,。 運行時可簡單安全重新連接(移動式面板 177 和移動式面板 277)或無線自由(移動式面板 277 (F) IWLAN)因此可靈活適用于機器或系統(tǒng)。
PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電,。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,,將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,,入開關操作浪涌,、大型電力設備起停、交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波,、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,,都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源,,但其機構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想,。實際上,由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在,,隔離是不可能的,。
(4)來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信號之外,,總會有外部干擾信號侵入,。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽略,;二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾,,即信號線上的外部感應干擾,這是很嚴重的,。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,,嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng),,還將導致信號間互相干擾,,引起共地系統(tǒng)總線回流,造成邏輯數(shù)據(jù)變化,、誤動和死機,。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當嚴重,,由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。
?。?)來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾
接地是提高電子設備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一,。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,,又能抑制設備向外發(fā)出干擾,;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的干擾信號,,使PLC系統(tǒng)將無法正常工作,。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地,、交流地和保護地等,。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,,引起地環(huán)路電流,,影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地,,如果電纜屏蔽層兩端A,、B都接地,就存在地電位差,,有電流流過屏蔽層,,當發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時,地線電流將更大,。
此外,,屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路,,在變化磁場的作用下,,屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應電流,通過屏蔽層與芯線之間的耦合,,干擾信號回路,。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂,所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布,,影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作,。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低,邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存儲,,造成數(shù)據(jù)混亂,、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降,引起對信號測控的嚴重失真和誤動作,。
?。?)來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路
互輻射及其對模擬電路的影響,,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等,。這都屬于PLC制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設計的內(nèi)容,比較復雜,,作為應用部門是無法改變,,可不多考慮,但要選擇具有較多應用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng),。
西門子S7-300PLC組織塊OB及其應用 OB10
OB10可按下列間隔運行:
Once(一次):只在特定日期和時間執(zhí)行一次,。 字串7
Every minute:從特定日期和時間開始,每分鐘執(zhí)行一次,。 字串9
Hourly:從某一特定日期和時間開始,,每小時執(zhí)行一次,。
Daily:從某一特定日期和時間開始,,每天執(zhí)行一次。
Weekly:從某一特定日期和時間開始,,每周執(zhí)行一次,。 字串9
Monthly:從某一特定日期和時間開始,每月執(zhí)行一次,。 字串7
Annually:從某一特定日期和時間開始,,每年執(zhí)行一次。 字串6
OB10的起始時刻和間隔時間設置:
1. 過定義OB10執(zhí)行的起始時刻(日期和/或時間)和間隔時間對OB10進行配置,。 字串2
2. 通過S7組態(tài)工具配置CPU的日時鐘的中斷參數(shù)或者在程序中調(diào)用SFC28(SET-TINT)設置時間,。
3. 通過S7組態(tài)工具在CPU的日時鐘中斷參數(shù)塊中選擇激活項, 字串5
4. 在程序中調(diào)用SFC30(ACT-TINT)來激活OB10,。
PLC順序控制系統(tǒng)的幾種簡易設計方法
引言
在生產(chǎn)機械的自動控制領域,,PLC順序控制系統(tǒng)的應用量大面廣。然而,,工藝不同的生產(chǎn)機械要求設計不同的控制系統(tǒng)梯形圖,。目前,不少電氣設計人員仍然采用經(jīng)驗設計法來設計PLC順序控制系統(tǒng),,不僅設計效率低,,容易出差錯,而且設計階段難以發(fā)現(xiàn)錯誤,,需要多次調(diào)試,、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法,能快速地一次設計成功PLC順序控制系統(tǒng),。
順序控制系統(tǒng)的特點及設計思路
1.特點順序控制系統(tǒng)是指按照預定的受控執(zhí)行機構(gòu)動作順序及相應的轉(zhuǎn)步條件,,一步一步進行的自動控制系統(tǒng)。其受控設備通常是動作順序不變或相對固定的生產(chǎn)機械,。這種控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)步主令信號大多數(shù)是行程開關(包括有觸點或無觸點行程開關,、光電開關、干簧管開關,、霍爾元件開關等位置檢測開關),,有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉(zhuǎn)換元件作為某些步的轉(zhuǎn)步主令信號,。
為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠,,通常采用步進式順序控制電路結(jié)構(gòu)。所謂步進式順序控制,,是指控制系統(tǒng)的任一程序步(以下簡稱步)的得電必須以前一步的得電并且本步的轉(zhuǎn)步主令信號已發(fā)出為條件,。對生產(chǎn)機械而言,受控設備任一步的機械動作是否執(zhí)行,,取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成,。若前一步的動作未完成,則后一步的動作無法執(zhí)行,。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴密,,即便轉(zhuǎn)步主令信號元件失靈或出現(xiàn)誤操作,亦不會導致動作順序錯亂,。
2.設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯,,在步進階梯實現(xiàn)由轉(zhuǎn)步主令信號控制輔助繼電器得失電;然后根據(jù)步進階梯設計輸出階梯,,在輸出階梯實現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電,。這4種設計法所設計的梯形圖電路結(jié)構(gòu)及相應的指令應適用于大多數(shù)PLC機型,具有通用性,。
由于各種PLC機型的編程元件代號及其編號不盡相同,,為便于闡述,本文約定:所有梯形圖中的輸入繼電器,、輸出繼電器,、輔助繼電器(又稱內(nèi)部繼電器)的代號分別為:X、Y,、M,。設計中所用到的某些功能指令,如置位指令約定為S×,,復位指令為R×,;移位指指令為SR×,。其中的“×”表示編程元件的編號,用十進制數(shù)表示,。用這些方法設計實際的控制系統(tǒng)時,,應將編程元件代號和編號變換成所選用的PLC機型對應的代號和編號。
下面分別介紹各種設計方法,。其中,,前3種方法的設計依據(jù)都是圖1所示的順序控制流程。圖中,,步1的轉(zhuǎn)步主令信號X0為連接啟動按鈕的輸入繼電器(為簡明起見,,后述的轉(zhuǎn)步主令信號均省去“輸入繼電器”幾個字,只提輸入信號),,X1為原位開關信號,,X2、X3,、X4分別為步2,、3、4的轉(zhuǎn)步主令開關信號,。M1~M5分別為各步的受控輔助繼電器,。Y1~Y4分別為各步受控的輸出繼電器。
一,、逐步得電同步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法
如圖2所示,,這種設計方法是根據(jù)“與”、“或”,、“非”的基本邏輯關系,設計成串聯(lián),、并聯(lián)或串,、并聯(lián)復合的電路結(jié)構(gòu)。
1.步進階梯的設計步進階梯的結(jié)構(gòu)
如圖2a所示,。步1的M1得電條件是受控機械原位開關X1處于壓合狀態(tài)(若受控機械有多個執(zhí)行機構(gòu),,則要求每個執(zhí)行機構(gòu)的原位開關均處于壓合狀態(tài)),滿足原位條件后按起動按鈕X0才能得電,。M1得電后自鎖,,并為步2提供步進條件信號(M1的常開觸點)。步1的執(zhí)行動作完成時觸發(fā)的行程開關信號X2作為步2的轉(zhuǎn)步條件信號,。步2的M2的輸入滿足其步進條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖,,并為步3提供步進條件信號。按此規(guī)律即可實現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖,。停止步M5的步進條件信號和轉(zhuǎn)步條件信號分別為:后一個工作步M4發(fā)出的步進條件信號(M4的常開觸點)和該步動作完成時所觸發(fā)的轉(zhuǎn)步信號X1,。由于M5的得電信號令控制系統(tǒng)失電,,所以M5的回路不自鎖,而且要將其常閉觸點串聯(lián)在步1回路的左端,。從步2起后續(xù)各個步的回路構(gòu)成分支回路,。一旦M5得電便使整個系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結(jié)構(gòu),,也可采用圖3所示的回路,。即把M5常閉觸點分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應該注意的是:無論工作步還是停止步,,如果某步的轉(zhuǎn)步主令信號有多個,,則應將多個轉(zhuǎn)步主令信號互相串聯(lián)。
2.輸出階梯的設計輸出階梯
如圖2b所示,。其設計方法是:(1)在控制流程圖中,,找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電,以此確定其得電信號(步進階梯中使M開始得電的輔助繼電器常開觸點)和失電信號(步進階梯中使M開始失電的輔助繼電器常閉觸點),;(2)將得電信號,、失電信號和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)。如果某個輸出繼電器在一個工作循環(huán)中多次得電失電,,則將每次得失電的串聯(lián)信號互相并聯(lián)即可,。例如,圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電,,在其余步失電,。在圖2b畫其控制回路時,將圖1所示的*次得電信號M1和*次失電信號M2串聯(lián),,第二次得電信號M4和第二次失電信號串聯(lián),,然后將二者并聯(lián)起來,再與Y1的線圈串聯(lián)便構(gòu)成Y1的控制回路,。其余依此類推,。
二、逐步得電逐步失電型步進順序控制系統(tǒng)設計法
1.步進階梯設計
按圖1所示的控制流程,,采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設計法設計的步進階梯如圖4a所示,,其電路結(jié)構(gòu)與圖3的不同點之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點控制;之二是步1回路必須串聯(lián)步2至后工作步4的輔助繼電器常閉觸點,。以防電路工作時,,因誤操作再次起動而導致控制順序錯亂。其余的電路結(jié)與圖3相同,。
2.輸出階梯設計輸出階梯如圖4b所示,,輸出繼電器的控制回路根據(jù)控制流程直觀確定。例如,,輸出繼電器Y1要求在步1,、3得電,,則將步1、3的輔助繼電器M1,、M3的常開觸點并聯(lián),,再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構(gòu)成方法與此相同,。
PLC技術展的終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一,。大多數(shù)人認為,PLC將會繼續(xù)失去*,;更有甚者認為,,在工業(yè)PC面前,PLC將會一步一步走向死亡,;但也有一部分人相信,,一些特殊工業(yè)應用領域仍將為PLC提供一定的*。本文從11方面介紹了PLC在其上的應用趨勢,。