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西門子PLC模塊6ES7214-2BD23-0XB8診斷功能
西門子PLC模塊6ES7214-2BD23-0XB8
西門子PLC的診斷功能的強弱,，直接影響對操作和人員技術能力的要求,，并影響平均時間,。
(六)處理速度
PLC采用掃描工作。從實時性要求來看,，處理速度應越快越好,，如果時間小于掃描時間，則PLC將掃描不到該,，造成數(shù)據(jù)的丟失,。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度,、等有關,。目前，PLC接點的響應快、速度高,，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls,，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要,。掃描周期（處理器掃描周期）應：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K,；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。
四,、機型的選擇
(一)PLC的類型
PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類,，按應用分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位,、4位,、8位、16位,、32位,、64位等。從應用角度出發(fā),，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。
整體型PLC的I/O點數(shù)固定,，因此用戶選擇的余地較小,，用于小型控制；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡,，因此用戶可較合理地選擇和配置控制的I/O點數(shù),，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制,。
(二)輸入輸出模塊的選擇
輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一,。例如對輸入模塊，應考慮電平,、傳輸距離,、隔離、供電等應用要求,。對輸出模塊,，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低,、使用電壓范圍廣,、壽命短、響應時間較長等特點,；可控硅輸出模塊適用于開關,，電感性低功率因數(shù)負荷,，但價格較貴，過載能力較差,。輸出模塊還有直流輸出,、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致,。
可根據(jù)應用要求,，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便控制水平和應用成本,。
考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。
(三)電源的選擇
PLC的供電電源,，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設計和選用外,，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致,。重要的應用,，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。
如果PLC本身帶有可使用電源時,，應核對提供的電流是否應用要求,，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC,，對輸入和輸出的隔離是必要的,，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。
(四)存儲器的選擇
由于計算機集成芯片技術的發(fā)展,，存儲器的價格已下降,，因此，為保證應用項目的正常投運,，一般要求PLC的存儲器容量,，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時,，應選擇容量更大,，檔次更高的存儲器。
(五)冗余功能的選擇
1．控制單元的冗余
(1)重要的單元：CPU（包括存儲器）及電源均應1B1冗余,。
(2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備構(gòu)成的熱備冗余,、2重化或3重化冗余容錯等。
2．I/O接口單元的冗余
(1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置,。
(2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置,。3）根據(jù)需要對重要的I/O，可選用2重化或3重化的I/O接口單
(六)經(jīng)濟性的考慮
選擇PLC時,，應考慮性能價格比,?？紤]經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴展性,、可操作性,、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧,，終選出較滿意的產(chǎn)品,。
西門子PLC基本指令特點
PLC的編程語言與一般計算機語言相比，具有明顯的特點,，它既不同于語言,，也不同與一般的匯編語言，它既要易于編寫,，又要易于調(diào)試的要求,。目前，還沒有一種對各廠家產(chǎn)品都能兼容的編程語言,。如三菱公司的產(chǎn)品有它自己的編程語言,，OMRON公司的產(chǎn)品也有它自己的語言。但不管什么型號的PLC,，其編程語言都具有以下特點：
1. 圖形式指令結(jié)構(gòu)：程序由圖形表達,，指令由不同的圖形符號組成，易于理解和記憶,。的者已把工業(yè)控制中所需的運算功能編制成象征性圖形,，用戶根據(jù)自己的需要把這些圖形進行組合，并填入適當?shù)膮?shù),。在邏輯運算部分,，幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖，很容易接受,。如西門子公司還采用控制流程圖來表示,，它沿用二進制邏輯元件圖形符號來表達控制關系，很直觀易懂,。較復雜的算術運算,、定時計數(shù)等，一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示,，雖然象征性不如邏輯運算部分,，也受用戶歡迎
2. 明確的變量常數(shù)：圖形符相當于操作碼，規(guī)定了運算功能,，操作數(shù)由用戶填人,，如：K400，T120等,。PLC中的變量和常數(shù)以及其取值范圍有明確規(guī)定,，由產(chǎn)品型號決定,，可查閱產(chǎn)品目錄手冊。
3. 簡化的程序結(jié)構(gòu)：PLC的程序結(jié)構(gòu)通常很簡單,，典型的為塊式結(jié)構(gòu),，不同塊完成不同的功能，使程序的調(diào)試者對整個程序的控制功能和控制順序有清晰的概念,。
4. 簡化應用生成：使用匯編語言和語言編寫程序,，要完成編輯、編譯和連接三個,，而使用編程語言,，只需要編輯一個，其余由自動完成,，整個編輯都在人機對話下進行的,，不要求用戶有高深的設計能力。
5. 強化調(diào)試手段：無論是匯編程序,，還是語言程序調(diào)試，都是令編輯人員頭疼的事,，而PLC的程序調(diào)試提供了完備的條件,，使用編程器，利用PLC和編程器上的按鍵,、顯示和內(nèi)部編輯,、調(diào)試、監(jiān)控等,，并在支持下,，診斷和調(diào)試操作都很簡單。
總之,，PLC的編程語言是面向用戶的,，對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時間的專門訓練,。
西門子PLC的選型：
在PLC設計時,，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型,。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù),。PLC及有關設備應是集成的、的,，按照易于與工業(yè)控制形成一個整體,，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的,，PLC的硬件,、配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應,。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,，因此,，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝的特點,、控制要求,，明確控制任務和范圍確定所需的操作和，然后根據(jù)控制要求,，估算輸入輸出點數(shù),、所需存儲器容量、確定PLC的功能,、外部設備特性等,，后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制。
一,、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算
I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再10%～20%的可擴展
余量后,，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù),。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點,，對輸入輸出點數(shù)進行圓整,。
二、存儲器容量的估算
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,，由于用戶應用程序還未編制,，因此，程序容量在設計階段是未知的,，需在程序調(diào)試之后才知道,。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代,。
存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式,，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍,，加上模擬I/O點數(shù)的100倍,，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量,。
三,、控制功能的選擇
該選擇包括運算功能,、控制功能、通信功能,、編程功能,、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運算功
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算,、計時和計數(shù)功能,；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能,；較復雜運算功能有代數(shù)運算,、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能,。隨著開放的出現(xiàn),，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,，有些產(chǎn)品具有與同位機或機的通信,，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā),，合理選用所需的運算功能,。大多數(shù)應用，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時,，才使用代數(shù)運算,，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算,。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運算,、前饋補償控制運算、比值控制運算等,，應根據(jù)控制要求確定,。PLC主要用于順序邏輯控制，因此,，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量,。例如采用PID控制單元,、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元,、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等,。
(三)通信功能
大中型PLC應支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP）,，需要時應能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信,，應是開放的通信網(wǎng)絡,。
PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口,、工業(yè)以太網(wǎng),、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置,，通信總線應符合,，通信距離應裝置實際要求
PLC的通信網(wǎng)絡中，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps,，通信負荷不大于60%,。PLC的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站,，組成簡易PLC網(wǎng)絡,；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站,，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡,；3）PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡）,。
為減輕CPU通信任務,，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點,、現(xiàn)場總線,、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。
西門子PLC的選型：
在PLC設計時,，首先應確定控制方案,，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù),。PLC及有關設備應是集成的,、的，按照易于與工業(yè)控制形成一個整體,，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績,、成熟可靠的，PLC的硬件,、配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應,。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此,，工程設計選型和估算時,，應詳細分析工藝的特點、控制要求,，明確控制任務和范圍確定所需的操作和,，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù),、所需存儲器容量,、確定PLC的功能、外部設備特性等,，后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制,。
一、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算
I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),，再10%～20%的可擴展
余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù),。實際訂貨時,，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整,。
二,、存儲器容量的估算
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,，因此程序容量小于存儲器容量,。設計階段，由于用戶應用程序還未編制,，因此,，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道,。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代,。
存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式,，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍,，加上模擬I/O點數(shù)的100倍,，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量,。
三,、控制功能的選擇
該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能,、編程功能,、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運算功
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算,、計時和計數(shù)功能,；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能,；較復雜運算功能有代數(shù)運算,、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能,。隨著開放的出現(xiàn),，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,，有些產(chǎn)品具有與同位機或機的通信,，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā),，合理選用所需的運算功能,。大多數(shù)應用，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算,，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運算等,。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運算,、前饋補償控制運算,、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定,。PLC主要用于順序邏輯控制,，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,，PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元,、高速計數(shù)器,、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等,。
(三)通信功能
大中型PLC應支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP）,，需要時應能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接,。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信，應是開放的通信網(wǎng)絡,。
PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）,、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng),、常用DCS接口等,；大中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合,，通信距離應裝置實際要求
PLC的通信網(wǎng)絡中,，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%,。PLC的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站,，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡,；2）1臺PLC為主站,，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡,；3）PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng),；4）PLC網(wǎng)絡（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡）。
為減輕CPU通信任務,，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要,，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線,、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器,。
