西門子CPU 6ES7212-1AF40-0XB0詳細(xì)說明

①故障檢測(cè)——軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電,、欠電壓,、鋰電池電壓過低及強(qiáng)干擾信號(hào)等。以便及時(shí)進(jìn)行處理,。

②信息保護(hù)與恢復(fù)——當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí),，不破壞PLC內(nèi)部的信息。一旦故障條件消失,，就可恢復(fù)正常,，繼續(xù)原來的程序工作。所以,，PLC在檢測(cè)到故障條件時(shí),，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉,，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作,，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。

③設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT（看門狗）——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過了WDT規(guī)定的時(shí)間,，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán),，立即報(bào)警,。

④加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)——一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警,，并停止執(zhí)行,。

⑤對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備——停電后，利用后備電池供電,，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)丟失,。

PLC的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目中，有一項(xiàng)就是抗干擾試驗(yàn),。它要求能承受幅值為1000V,，上升時(shí)間1nS，脈沖寬度為1μS的干擾脈沖,。一般,，平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬～上千萬小時(shí)；制成系統(tǒng)亦可達(dá)4～5萬小時(shí)甚至更長時(shí)間,。

2 .通用性強(qiáng),，控制程序可變，使用方便

PLC品種齊全的各種硬件裝置,，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng),，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后,，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下,，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求,。因此,，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用,。

3.功能強(qiáng),，適應(yīng)面廣

現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí),、計(jì)數(shù),、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出,、功率驅(qū)動(dòng),、通信、人機(jī)對(duì)話,、自檢,、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線,，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程,。

4.編程簡單，容易掌握

目前,，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式"。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀,，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平,，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近,。通過閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn),，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖,、語句表等編程語言,。

PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）,。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比,，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說,，是微不足道的,，*可以滿足控制要求。

5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量

由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器,、時(shí)間繼電器,、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少,。同時(shí),，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量,。并且,，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等,，使維修也極為方便,。

6.體積小、重量輕,、功耗低,、維護(hù)方便

PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊,，堅(jiān)固,，體積小，重量輕，功耗低,。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾力,，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備,。以慶惜公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm,，重量2.3kg，功耗小于25VA,；而且具有很好的抗振,、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC,，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活,，輸入輸出可達(dá)24～128點(diǎn),。

1.開關(guān)量邏輯控制

利用PLC基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí),、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制,、多機(jī)群控制,、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床,、注塑機(jī),、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線,、電鍍流水線及電梯的控制等,。這是PLC基本的應(yīng)用，也是PLC廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,。

2.運(yùn)動(dòng)控制

大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊,。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床,、裝配機(jī)械,、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。

3.過程控制

大,、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能,，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制,，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制,，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆,、水處理,、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。

4.數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算,、數(shù)據(jù)傳送,、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能,，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,、分析和處理，同時(shí)可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置,，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備，進(jìn)行處理,。

5.通信聯(lián)網(wǎng)

PLC的通信包括PLC與PLC,、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信,，PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過通信處理單元,、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換,，并可構(gòu)成“集中管理,、分散控制"的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要

可編程序控制器PLC的分類
PLC產(chǎn)品種類繁多,，其規(guī)格和性能也各不相同,。對(duì)PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同,、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類,。

1．按結(jié)構(gòu)形式分類

根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類,。

（1）整體式PLC  整體式PLC是將電源,、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi),， 具有結(jié)構(gòu)緊湊,、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn),。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu),。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU,、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等,。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等,，沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接,。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元,、位置控制單元等,，使其功能得以擴(kuò)展

西門子CPU 6ES7212-1AF40-0XB0詳細(xì)說明

由于采用各種級(jí)別的CPU，S7-400可以靈活擴(kuò)展升級(jí),；I/O能力幾乎是無限的,。

　　強(qiáng)大的CPU允許集成新的功能，無需額外硬件投資,，例如處理質(zhì)量數(shù)據(jù),，用戶友好的診斷，到更高層次的MES解決方案或通過總線系統(tǒng)的高速通訊,。

　　可以以模塊化的方式構(gòu)建S7 - 400,，有各種用于集中配置和分布式結(jié)構(gòu)的模塊，以實(shí)現(xiàn)處理備件方面的低成本,。

　　在操作過程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在運(yùn)行中配置）,。另外在工作時(shí)還可以刪除和插入信號(hào)模塊（熱插拔）。這使得很容易擴(kuò)展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時(shí)替換模塊,。

　　項(xiàng)目的完整數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包括CPU上的符號(hào)和注釋,，簡化了服務(wù)和維護(hù)過程。

　　可以將安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化集成到一個(gè)單一的S7- 400控制器,，可以通過S7- 400的冗余結(jié)構(gòu)增加設(shè)備的可用性,。

　　S7- 400的許多器件也可用于外部環(huán)境條件SIPLUS版本,，例如：擴(kuò)展溫度范圍（-25+60°C）和在惡劣環(huán)境/冷凝條件下使用,。

　　S7- 400的高速背板總線確保集中式I/ O模塊的高速通訊。

　　設(shè)計(jì)和功能

　　模塊化

　　S7 - 400的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的模塊化,。S7- 400的高速通訊背板總線和允許直接插入CPU集成的DP接口,，允許多條通訊線路的高性能運(yùn)行,。例如，把一根總線用于HMI通訊和編程任務(wù),，一根總線用于高性能運(yùn)動(dòng)控制,，一根總線用于普通I / O現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。

　　此外,，也可以實(shí)現(xiàn)另外連接到MES-/ERP系統(tǒng)或通過SIMATIC IT連接到互聯(lián)網(wǎng)的需要,。根據(jù)任務(wù)情況,，可對(duì)S7 – 400進(jìn)行集中擴(kuò)展或分布式配置。附加設(shè)備和接口模塊也可集中用于此目的,。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實(shí)現(xiàn)分布式擴(kuò)展,。如果需要，也可以使用通訊處理器（CP）,。

　　設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)一個(gè)S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機(jī)架,，電源，和中央處理單元,。它可以以一個(gè)模塊化的方式安裝和擴(kuò)展,。所有的模塊都可以自由地放置在左側(cè)插入的電源旁邊。S7- 400具有無風(fēng)扇的堅(jiān)固設(shè)計(jì),。信號(hào)模塊可以熱插拔,。一個(gè)多層面的模塊范圍可用于中央擴(kuò)展以及具有ET200的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡單配置。

　　在集中式擴(kuò)展中,，額外安裝機(jī)架直接連接到中央控制器,。

　　除了標(biāo)準(zhǔn)的安裝機(jī)架，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機(jī)架,。這些鋁機(jī)架可以很高地耐受不利環(huán)境條件，緊固耐用,，重量輕25％左右,。

　　多值計(jì)算，也是在一個(gè)S7- 400中央控制器中的幾個(gè)CPU的同時(shí)操作,，為用戶提供不同的益處：

　　可通過多值計(jì)算共享的S7 - 400的整體性能,。例如，在技術(shù)復(fù)雜的任務(wù)中,，如開環(huán)控制,，可以將計(jì)算機(jī)或通訊分割和分配給不同的CPU每個(gè)CPU分配給自己的，用于此目的本地輸入/輸出,。

　　有些任務(wù)也可以從每個(gè)多值計(jì)算方式中斷開,，一個(gè)CPU處理關(guān)鍵時(shí)間的處理任務(wù)，另一個(gè)處理非關(guān)鍵時(shí)間的任務(wù),。

　　在多值計(jì)算操作中,，所有的CPU的運(yùn)行行為像一個(gè)CPU，也是說,，當(dāng)一個(gè)CPU進(jìn)入STOP狀態(tài),，其他的也停止。幾個(gè)CPU的動(dòng)作可以通過同步指令選擇性地協(xié)調(diào)調(diào)用,。此外,，CPU之間的數(shù)據(jù)交換通過高速的全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊機(jī)制,。

　　數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器

　　從精細(xì)分級(jí)的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲(chǔ)區(qū)的大小。集成裝載存儲(chǔ)器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案,。對(duì)于大型程序,，通過插入RAM或FEPROM存儲(chǔ)卡增大裝載內(nèi)存（64 KB到64 MB）。

　　特殊功能

　　S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

　　從工程工作站通過網(wǎng)絡(luò)更新固件實(shí)現(xiàn)更簡單和快速的升級(jí)

　　通過一個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)額外的寫保護(hù)（例如沒有從PC器件下載到CPU）

　　通過讀取存儲(chǔ)卡的序列號(hào)獲得保護(hù),，因此,，保證了程序只與特定的存儲(chǔ)卡一起運(yùn)行

　　集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)問數(shù)據(jù)記錄，例如控制級(jí)PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊,。

　　簡單,、高效的工程組態(tài)

　　與在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中一樣，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 編程語言進(jìn)行編程,?？梢院苋菀椎陌殉绦驈臉?biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)中，反之亦然,。當(dāng)加載程序時(shí),，它會(huì)自動(dòng)傳送到兩個(gè)冗余控制器中。使用 STEP 7,，可以對(duì)特定冗余功能和配置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,。

　　出色的診斷和模塊更換優(yōu)勢(shì)

　　■ 利用集成的自我診斷功能，系統(tǒng)可以提前檢測(cè)故障和發(fā)送信號(hào),，避免故障對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響,。這樣可以有針對(duì)性地替換故障組件，加快維修進(jìn)程,。

　　■ 可以在系統(tǒng)運(yùn)行過程中對(duì)所有組件進(jìn)行熱插拔,。更換一個(gè) CPU 后，當(dāng)前的所有程序和數(shù)據(jù)可以自動(dòng)重新裝載,。

　　■ 即使在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,，也可以修改程序（例如，程序塊的修改和重新裝載）,，更改配置（例如,，增加或刪減 DP從站或模塊）以及改變 CPU 的內(nèi)存分配。

　　設(shè)計(jì)和功能

　　安裝簡便

　　通過前連接器連接傳感器/執(zhí)行器,。更換模塊后,，只需將前連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線,。前連接器帶自動(dòng)編碼功能可避免發(fā)生錯(cuò)誤,。S7-400 也可以檢測(cè)前連接器是否已插入。

　　快速連接

　　SIMATIC TOP 連接使連接變得更加簡單,、快速,?？墒褂妙A(yù)先裝配的帶有單個(gè)電纜芯的前連接器，和帶有前連接器模塊,、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng),。

　　高組裝密度

　　模塊中為數(shù)眾多的通道實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。例如,，可使用帶有 16 至 32 個(gè)數(shù)字通道和 8 至 16 個(gè)模擬通道的模塊,。

　　簡單參數(shù)設(shè)置

　　使用 STEP 7 對(duì)這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，S7-400H 冗余系統(tǒng)同步模板 西門子模塊,，并且不需要進(jìn)行不便的轉(zhuǎn)換設(shè)置,。數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，如果更換了模塊,，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)傳輸?shù)饺履K,，避免發(fā)生任何設(shè)置錯(cuò)誤。使用新模塊時(shí),，無需進(jìn)行軟件升級(jí),。可根據(jù)需要復(fù)制組態(tài)信息,，例如用于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器,。

　　診斷、中斷

　　許多模塊還會(huì)監(jiān)控信號(hào)采集（診斷）和從過程（過程中斷,，例如邊沿檢測(cè)）中傳回的信號(hào),。這樣便可對(duì)過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（例如斷線或短路）以及任何過程事件（例如數(shù)字量輸入時(shí)的上升沿或下降沿）立刻做出反應(yīng)。使用 STEP 7,，即可輕松對(duì)控制器的響應(yīng)進(jìn)行編程。在數(shù)字量輸入模塊上,，每個(gè)模塊可以觸發(fā)多次中斷