西門子CPU 6ES7212-1AF40-0XB0詳細說明

①故障檢測——軟件定期地檢測外界環(huán)境，如掉電,、欠電壓,、鋰電池電壓過低及強干擾信號等。以便及時進行處理,。

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

③設置警戒時鐘WDT（看門狗）——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了WDT規(guī)定的時間,，預示了程序進入死循環(huán),，立即報警。

④加強對程序的檢查和校驗——一旦程序有錯,，立即報警,，并停止執(zhí)行。

⑤對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備——停電后,，利用后備電池供電,，有關狀態(tài)及信息就不會丟失。

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

2 .通用性強，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)，用戶不必自己再設計和制作硬件裝置,。用戶在硬件確定以后,，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設備更新的情況下，不必改變PLC的硬設備,，只需改編程序就可以滿足要求,。因此，PLC除應用于單機控制外,，在工廠自動化中也被大量采用,。

3.功能強，適應面廣

現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運算,、計時,、計數(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、通信,、人機對話,、自檢、記錄顯示等功能,。既可控制一臺生產(chǎn)機械,、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(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)電氣技術人員的讀圖習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握,。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近,。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓，電氣技術人員和技術工很快就能學會用梯形圖編制控制程序,。同時還提供了功能圖,、語句表等編程語言。

PLC在執(zhí)行梯形圖程序時,，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)行梯形圖程序的時間要長一些，但對于大多數(shù)機電控制設備來說,，是微不足道的,，*可以滿足控制要求。

5.減少了控制系統(tǒng)的設計及施工的工作量

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,、時間繼電器,、計數(shù)器等器件，控制柜的設計安裝接線工作量大為減少,。同時,，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量,。并且,，由于PLC的低故障率及很強的監(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,、維護方便

PLC是將微電子技術應用于工業(yè)設備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊,，堅固,，體積小，重量輕,，功耗低,。并且由于PLC的強抗干擾力，易于裝入設備內(nèi)部,，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備,。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24～128點。

1.開關量邏輯控制

利用PLC基本的邏輯運算,、定時,、計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制,，用于單機控制,、多機群控制、生產(chǎn)自動線控制等,，例如：機床,、注塑機、印刷機械,、裝配生產(chǎn)線,、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC基本的應用,，也是PLC廣泛的應用領域,。

2.運動控制

大多數(shù)PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設備,，如對各種機床,、裝配機械、機器人等進行運動控制,。

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)學運算、數(shù)據(jù)傳送,、轉(zhuǎn)換,、排序和查表等功能，可進行數(shù)據(jù)的采集,、分析和處理,，同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計算機數(shù)值控制（CNC）設備,，進行處理,。

5.通信聯(lián)網(wǎng)

PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機,、PLC與其它智能設備之間的通信,，PLC系統(tǒng)與通用計算機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，以實現(xiàn)信息的交換,，并可構(gòu)成“集中管理,、分散控制"的多級分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化（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點數(shù)的多少等進行大致分類,。

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機箱內(nèi),， 具有結(jié)構(gòu)緊湊,、體積小、價格低的特點,。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點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU,、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口,，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等,。擴展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒有CPU,?；締卧蛿U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，使其功能得以擴展

西門子CPU 6ES7212-1AF40-0XB0詳細說明

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

　　強大的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（在運行中配置）,。另外在工作時還可以刪除和插入信號模塊（熱插拔）,。這使得很容易擴展系統(tǒng)或出現(xiàn)故障時替換模塊,。

　　項目的完整數(shù)據(jù)存儲包括CPU上的符號和注釋，簡化了服務和維護過程,。

　　可以將安全技術和標準自動化集成到一個單一的S7- 400控制器,，可以通過S7- 400的冗余結(jié)構(gòu)增加設備的可用性。

　　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。

　　設計和功能

　　模塊化

　　S7 - 400的一個重要特點是它的模塊化,。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行。例如,，把一根總線用于HMI通訊和編程任務,，一根總線用于高性能運動控制，一根總線用于普通I / O現(xiàn)場總線通訊,。

　　此外,，也可以實現(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)任務情況,，可對S7 – 400進行集中擴展或分布式配置,。附加設備和接口模塊也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可實現(xiàn)分布式擴展,。如果需要,，也可以使用通訊處理器（CP）。

　　設計

　　設計一個S7 - 400系統(tǒng)基本上包括機架,，電源,，和中央處理單元。它可以以一個模塊化的方式安裝和擴展,。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具有無風扇的堅固設計。信號模塊可以熱插拔,。一個多層面的模塊范圍可用于中央擴展以及具有ET200的分布式拓撲結(jié)構(gòu)的簡單配置,。

　　在集中式擴展中，額外安裝機架直接連接到中央控制器。

　　除了標準的安裝機架,，也提供9槽和18槽鋁合金安裝機架,。這些鋁機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,。

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

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

　　有些任務也可以從每個多值計算方式中斷開,，一個CPU處理關鍵時間的處理任務，另一個處理非關鍵時間的任務,。

　　在多值計算操作中,，所有的CPU的運行行為像一個CPU，也是說,，當一個CPU進入STOP狀態(tài),，其他的也停止。幾個CPU的動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數(shù)據(jù)通訊機制。

　　數(shù)據(jù)/程序存儲器

　　從精細分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區(qū)的大小,。集成裝載存儲器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案,。對于大型程序，通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內(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)絡更新固件實現(xiàn)更簡單和快速的升級

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

　　通過讀取存儲卡的序列號獲得保護,，因此，保證了程序只與特定的存儲卡一起運行

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

　　簡單、高效的工程組態(tài)

　　與在標準系統(tǒng)中一樣,，SIMATIC S7-400H 可以使用所有 STEP 7 編程語言進行編程,。可以很容易的把程序從標準系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)中,，反之亦然,。當加載程序時,，它會自動傳送到兩個冗余控制器中。使用 STEP 7,，可以對特定冗余功能和配置進行參數(shù)設置,。

　　出色的診斷和模塊更換優(yōu)勢

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

　　■ 可以在系統(tǒng)運行過程中對所有組件進行熱插拔,。更換一個 CPU 后，當前的所有程序和數(shù)據(jù)可以自動重新裝載,。

　　■ 即使在系統(tǒng)運行過程中,，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,。

　　設計和功能

　　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,。前連接器帶自動編碼功能可避免發(fā)生錯誤。S7-400 也可以檢測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先裝配的帶有單個電纜芯的前連接器,，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)眾多的通道實現(xiàn)了節(jié)省空間的設計,。例如，可使用帶有 16 至 32 個數(shù)字通道和 8 至 16 個模擬通道的模塊,。

　　簡單參數(shù)設置

　　使用 STEP 7 對這些模塊進行組態(tài)和參數(shù)設置,，S7-400H 冗余系統(tǒng)同步模板 西門子模塊，并且不需要進行不便的轉(zhuǎn)換設置,。數(shù)據(jù)進行集中存儲,，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會自動傳輸?shù)饺履K,，避免發(fā)生任何設置錯誤,。使用新模塊時，無需進行軟件升級?？筛鶕?jù)需要復制組態(tài)信息,，例如用于標準機器。

　　診斷,、中斷

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