6ES7151-1CA00-3BL0
控制功能的選擇
該選擇包括運(yùn)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(yùn)算功能
簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算,、計時和計數(shù)功能;普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位,、比較等運(yùn)算功能,;較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等,;大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能,。隨著開放系統(tǒng)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(jī)的通信,,有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能,。設(shè)計選型時應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā),,合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合,,只需要邏輯運(yùn)算和計時計數(shù)功能,,有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當(dāng)用于模擬量檢測和控制時,,才使用代數(shù)運(yùn)算,,數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運(yùn)算,。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運(yùn)算,、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算,、比值控制運(yùn)算等,應(yīng)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)場合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,,提高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(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等,。
(三)通信功能
大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(如TCP/IP),,需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn),,應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò),。
PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)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(shè)備和電纜)應(yīng)1:1冗余配置,,通信總線應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn),,通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。
PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中,,上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps,,通信負(fù)荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)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(luò);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(luò);3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng),;4)PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)),。
為減輕CPU通信任務(wù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要,,應(yīng)選擇具有不同通信功能的(如點(diǎn)對點(diǎn)、現(xiàn)場總線,、工業(yè)以太網(wǎng))通信處理器,。
(四)編程功能
離線編程方式:PLC和編程器公用一個CPU,,編程器在編程模式時,CPU只為編程器提供服務(wù),,不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制,。完成編程后,編程器切換到運(yùn)行模式,,CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制,,不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,,但使用和調(diào)試不方便,。在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制,,并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),下一掃描周期,,主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行,。這種方式成本較高,但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,,在大中型PLC中常采用,。
五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD),、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL),、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)(IEC6113123),,同時,,還應(yīng)支持多種語言編程形式,如C,,Basic等,,以滿足特殊控制場合的控制要求。
(五)診斷功能
PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷,。
(1)有關(guān)參數(shù)確定。一是輸入/輸出點(diǎn)數(shù)(I/O點(diǎn)數(shù))確定,。這是確定PLC規(guī)模的一個重要依據(jù),,一定要根據(jù)實(shí)際情況留出適當(dāng)余量和擴(kuò)展余地。二是PLC存儲容量確定,。注意當(dāng)系統(tǒng)有模擬量信號存在或要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理時,,其存儲容量應(yīng)選大一些。

(2)系統(tǒng)軟硬件選擇,。一是擴(kuò)展方式選擇,,S7-300 PLC有多種擴(kuò)展方式,,實(shí)際選用時,可通過控制系統(tǒng)接口模塊擴(kuò)展機(jī)架,、Profibus-DP現(xiàn)場總線、通信模塊,、運(yùn)程I/O及PLC子站等多種方式來擴(kuò)展PLC或預(yù)留擴(kuò)展口,;二是PLC的聯(lián)網(wǎng),包括PLC與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和PLC之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式,。因S7-300 PLC的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)淡化了PLC與DCS的界限,聯(lián)網(wǎng)的解決方案很多,,用戶可根據(jù)企業(yè)的要求選用,;三是CPU的選擇,CPU的選型是合理配置系統(tǒng)資源的關(guān)鍵,,選擇時必須根據(jù)控制系統(tǒng)對CPU的要求(包括系統(tǒng)集成功能,、程序塊數(shù)量限制、各種位資源,、MPI接口能力,、是否有 PROFIBUS-DP主從接口、RAM容量,、溫度范圍等),,并好在西門子公司的技術(shù)支持下進(jìn)行,以獲得合理的選型,;四是編程軟件的選擇,,這主要考慮對CPU的支持狀況,我們的體會是:STEP7 V4.0對有些型號的CPU不支持,,硬件組態(tài)時會發(fā)生故障出錯,,而STEP7V5.0則不存在這種問題。
二設(shè)計及使用
1. 設(shè)計注意事項(xiàng)
設(shè)計時主要應(yīng)注意以下幾方面:
(1)PLC輸出電路中沒有保護(hù),,因此在外部電路中應(yīng)設(shè)置串聯(lián)熔斷器等保護(hù)裝置,,以防止負(fù)載短路造成PLC損壞。熔斷器容量一般為0.5A,。
(2)PLC存在I/O響應(yīng)延遲問題,因此在快速響應(yīng)設(shè)備中應(yīng)加以注意,。MPI通信協(xié)議雖簡單易行,但響應(yīng)速度較慢。
(3)編制控制程序時,,好用模塊式結(jié)構(gòu)程序。這樣既可增強(qiáng)程序的可讀性,,方便調(diào)試和維護(hù)工作;又能使數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,,方便WinCC組態(tài)時變量標(biāo)簽的統(tǒng)一編制和設(shè)備狀態(tài)的統(tǒng)一顯示,。
(4)硬件資源。要合理配置硬件資源,,以提高系統(tǒng)可靠性,。如PLC電源配電系統(tǒng)要配備冗余的UPS不間斷電源,以排除停電對全線運(yùn)行的不利影響,。又如對電機(jī)的控制回路要進(jìn)行繼電器隔離,,以消除外部負(fù)載對I/O模塊的可能損壞。另外,,系統(tǒng)設(shè)備要采用獨(dú)立的接地系統(tǒng),,以減少雜波干擾。
2. 使用要點(diǎn)
(1)抗干擾措施,。來自電源線的雜波,,能造成系統(tǒng)電壓畸變,,導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的過電壓,、過負(fù)荷、過熱甚至燒毀元器件,,造成PLC等控制設(shè)備誤動作,。所以,在電源入口處好應(yīng)設(shè)置屏蔽變壓器或電源濾波等防干擾設(shè)施,。其中,,電源濾波器的地要以路接到*保護(hù)地。對于直流電源,,則可加裝微分電容加以干擾抑制,。
(2)保護(hù)接地??刹扇∮貌恍∮?0mm2的保護(hù)導(dǎo)線接好配電板的保護(hù)地,;相鄰的控制柜也應(yīng)良好接觸并與地可靠連接。同時要做好防雷保護(hù)接地,,通??刹扇】偩€電纜使用屏蔽電纜且屏蔽層兩端接地,或模擬信號電纜采取兩層屏蔽,外層屏蔽兩端接地等措施,。另外,,為防止感應(yīng)雷進(jìn)入系統(tǒng),可采用浪涌吸收器,。
(3)做好信號屏蔽,。信號的屏蔽非常關(guān)鍵,一般可采取屏蔽電纜傳送模擬信號,。注意對多個模擬信號共用一根多芯屏蔽電纜或用兩種屏蔽電纜傳送時,,信號間一定要做好屏蔽。而且電纜的屏蔽層一端(一般在控制柜端)要可靠接地,。
(4)當(dāng)現(xiàn)場沒有或無法設(shè)置硬點(diǎn)時,,可在操作界面上采取軟按鍵的方法解決走向選擇或控制方式選擇等問題。此外,,與變頻器,、智能儀表等的連接,好還是采用信號線直接相連的方式,。
(5)應(yīng)合理配置PLC的使用環(huán)境,,提高系統(tǒng)抗干擾能力。具體采取的措施有:遠(yuǎn)離高壓柜,、高頻設(shè)備,、動力屏以及高壓線或大電流動力裝置;通信電纜和模擬信號電纜盡量不與其他屏 (盤)或設(shè)備共用電纜溝,;PLC柜內(nèi)不用熒光燈等,。另外,PLC雖適合工業(yè)現(xiàn)場,,但使用中也應(yīng)盡量避免直接震動和沖擊,、陽光直射、油霧,、雨淋等,;不要在有腐蝕性氣體、灰塵過多,、發(fā)熱體附近應(yīng)用,;避免導(dǎo)電性雜物進(jìn)入控制器。
(FX-101□:zui多防干擾3臺 FX-102□:zui多防干擾4臺)
設(shè)定每臺的投光頻率,,防止相互干擾,。設(shè)定時,投光會閃光,,因此設(shè)定的光纖一目了然,。另外,由于不是通過光通信防干擾,因此不必像以前那樣貼近安裝放大器,,即使放大器之間有距離也能發(fā)揮其功SIEMENS西門子變頻器6SE7016-2EA61
西門子變頻器MicroMaster440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器,。
它采用高性能的矢量控制技術(shù),提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性,,同時具備*的過載能力,,以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo(內(nèi)部功能互聯(lián))功能有*的靈活性,。
主要特征:
200V-240V ±10%,,單相/三相,交流,,0.12kW-45kW; 380V-480V±10%,,三相,,交流,0.37kW-250kW,;
矢量控制方式,,可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制,閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制,;
高過載能力,,內(nèi)置制動單元;
三組參數(shù)切換功能,??刂乒δ埽?線性v/f控制,平方v/f控制,,可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制,,磁通電流控制免測速矢量控制,閉環(huán)矢量控制,,閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制,,節(jié)能控制模式;
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu),,標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件,;能。
※如果轉(zhuǎn)換投光頻率,,反應(yīng)時間也將變化,。
6ES7151-1CA00-3BL0
從存儲器逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后,,按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,,去啟閉有關(guān)的控制電路;分時、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取,、傳送,、組合、比較和變換等動作,,完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù),;根據(jù)運(yùn)算結(jié)果,更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容,,再由輸出狀態(tài)寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)輸出控制,、制表打印、數(shù)據(jù)通信等功能,。以上這些都是在CPU的控制下完成的,。PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器,。
?。?)存儲器
存儲器(簡稱內(nèi)存),用來存儲數(shù)據(jù)或程序,。它包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM),。
PLC配有系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器,分別用以存儲系統(tǒng)程序和用戶程序,。系統(tǒng)程序存儲器用來存儲監(jiān)控程序,、模塊化應(yīng)用功能子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等,一般使用EPROM,;用戶程序存儲器用作存放用戶編制的梯形圖等程序,,一般使用RAM,若程序不經(jīng)常修改,,也可寫入到EPROM中,;存儲器的容量以字節(jié)為單位。系統(tǒng)程序存儲器的內(nèi)容不能由用戶直接存取,。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲器型號和容量,,均是指用戶程序存儲器。
?。?)輸入/輸出(I/O)模塊
I/O模塊是CPU與現(xiàn)場I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件,。PLC提供了各種操作電平和輸出驅(qū)動能力的I/O模塊供用戶選用。I/O模塊要求具有抗干擾性能,,并與外界絕緣因此,,多數(shù)都采用光電隔離回路、消抖動回路,、多級濾波等措施,。I/O模塊可以制成各種標(biāo)準(zhǔn)模塊,,根據(jù)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)來增減和組合,。I/O模塊還配有各種發(fā)光二極管來指示各種運(yùn)行狀態(tài),。
(4)電源
PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊,,用來對PLC的內(nèi)部電路供電,。
(5)編程器
編程器用作用戶程序的編制,、編輯,、調(diào)試和監(jiān)視,還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù),。它經(jīng)過接口與CPU聯(lián)系,,完成人機(jī)對話。
編程器分簡易型和智能型兩種,。簡易型編程器只能在線編程,,它通過一個專用接口與PLC連接。智能型編程器即可在線編程又可離線編程,,還以遠(yuǎn)離PLC插到現(xiàn)場控制站的相應(yīng)接口進(jìn)行編程。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用程序軟件包,,功能齊全,,適應(yīng)的編程語言和方法也較多。
可以根據(jù)用途選擇,。
只需選擇事先設(shè)定的數(shù)值便可設(shè)定傳感器,。
快速、代碼輸入功能
快速設(shè)定號碼(摘錄)
號碼 輸出工作 投光量選擇 定時
-00- 遮光時ON OFF 無
-01- 遮光時ON ON 無
-02- 遮光時ON OFF OFF延遲10ms
-03- 遮光時ON ON OFF延遲10ms
-10- 入光時ON ON ON延遲40ms
-11- 入光時ON OFF ON延遲40ms
-12- 入光時ON ON ON延遲10ms
-13- 入光時ON OFF ON延遲10ms
通過電話順利進(jìn)行技術(shù)支持
用電話時也能通過“數(shù)值”順利確認(rèn),。也易于對海外客戶進(jìn)行技術(shù)支持,。
通過電話順利進(jìn)行技術(shù)支持
SET MODE
面向現(xiàn)場操作者
用ON/OFF按鈕進(jìn)行教導(dǎo)
只需在有檢測物體的狀態(tài)下按下ON按鈕,在無檢測物體的狀態(tài)下按下OFF按鈕,。不必轉(zhuǎn)換或判斷入光時ON ( L_ON),、遮光時ON(d_ON)。
<設(shè)定實(shí)例>
透過型·回歸反射型
透過型·回歸反射型
透過型·回歸反射型
反射型
反射型
面向設(shè)計負(fù)責(zé)人
投光量選擇功能
投光頻率設(shè)定功能
(FX-101□:zui多防干擾3臺 FX-102□:zui多防干擾4臺)
設(shè)定每臺的投光頻率,,防止相互干擾,。設(shè)定時,投光會閃光,,因此設(shè)定的光纖一目了然,。另外,由于不是通過光通信防干擾,,因此不必像以前那樣貼近安裝放大器,,即使放大器之間有距離也能發(fā)揮其功能,。
※如果轉(zhuǎn)換投光頻率,反應(yīng)時間也將變化,。
SET MODE
簡單設(shè)定到高級設(shè)定,,明確分為3層結(jié)構(gòu)