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 PLC系統(tǒng)設(shè)備選型 
PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可能是單個機器,，機群或一個生產(chǎn)過程,。不同型號的PLC有不同的適用范圍。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,，分析被控對象的復(fù)雜程度,，進(jìn)行I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量,、模擬量等）統(tǒng)計，列出清單,。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計,，確定適當(dāng)?shù)牧粲杏嗔慷焕速M資源的機型（小、中,、大形機器）,。并且結(jié)合市場情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù),、技術(shù)支持,、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型,。 
目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多,，國外有德國的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI,、FUJI,、Panasonic;美國的GE;韓國的LG等。國產(chǎn)品牌有研華,、研祥,、合力時等。近幾年,，PLC產(chǎn)品的價格有較大的下降,，其性價比越來越高。PLC 的選型應(yīng)從以下幾個方面入手,。 
2.1 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模 
依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程和復(fù)雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小,。可分為大,、中,、小三種規(guī)模。 
小規(guī)模PLC控制系統(tǒng):單機或者小規(guī)模生產(chǎn)過程,，控制過程主要是條件,、順序控制，以開關(guān)量為主,，并且I/O點數(shù)小于128 點,。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。 
中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)控制,，I/O點數(shù)在128——512 點之間,。應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等,。 
大規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是大規(guī)模過程控制,、DCS系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點數(shù)在512點以上,。應(yīng)該選用具有通信聯(lián)網(wǎng),、智能控制、數(shù)據(jù)庫,、中斷控制,、函數(shù)運算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)合實現(xiàn)工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊和控制。 
2.2 確定PLC I/O 點的類型 
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,，分析被控對象的復(fù)雜程度,，進(jìn)行I/O點數(shù)和I/O點的類型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計,，列出清單,。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計，確定適當(dāng)?shù)牧粲熊浻布Y源余量而不浪費資源的機型（小,、中,、大型機器）。 
根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型,，是大電流還是小電流,，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出,，還是晶體管輸出,，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式,，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的,。 
電磁閥的開閉,、大電感負(fù)載,、動作頻率低的設(shè)備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態(tài)繼電器輸出;各種指示燈,、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動/停止應(yīng)采用晶體管輸出,。 
2.3 確定PLC編程工具 
（1） 一般的手持編程器編程。 手持編程器只能用商家規(guī)定語句表中的語句表（STL）編程,。這種方式效率低,，但對于系統(tǒng)容量小、用量小的產(chǎn)品比較適宜,，具有體積小,、價格低、易于現(xiàn)場調(diào)試等優(yōu)點。 這主要用于微型PLC的編程,。 
（2） 圖形編程器編程,。圖形編程器采用梯形圖（LAD）編程，方便直觀,，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如,，但該編程器價格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。 
（3） 計算機加PLC軟件包編程 ,。這種方式是效率zui高的一種方式,，但大部分公司的PLC 開發(fā)軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場調(diào)試,，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程,。 
3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 
PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。 
3.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 
硬件設(shè)計是PLC控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié),，這關(guān)系著PLC控制系統(tǒng)運行的可靠性,、安全性、穩(wěn)定性,。主要包括輸入和輸出電路兩部分,。 
（1） PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計。PLC供電電源一般為AC85—240V,，適應(yīng)電源范圍較寬,，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器,、1:1隔離變壓器等）;隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù),，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地,，次級線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地,，以減小高低頻脈沖干擾。 
PLC輸入電路電源一般應(yīng)采用DC 24V, 同時其帶負(fù)載時要注意容量,，并作好防短路措施,，這對系統(tǒng)供電安全和PLC安全至關(guān)重要，因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行,，一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍,，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路,。 
（2） PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計,。依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，各種指示燈,、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動停止應(yīng)采用晶體管輸出,，它適應(yīng)于高頻動作,，并且響應(yīng)時間短;如果PLC 系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6 次以下，應(yīng)繼電器輸出,，采用這種方法,，輸出電路的設(shè)計簡單，抗干擾和帶負(fù)載能力強,。 
如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負(fù)載,，負(fù)載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此,，對直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管,，對交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)PLC,。 
當(dāng)PLC掃描頻率為10次／min 以下時,，既可以采用繼電器輸出方式，也可以采用PLC輸出驅(qū)動中間繼電器或者固態(tài)繼電器（SSR）,，再驅(qū)動負(fù)載,。 
對于兩個重要輸出量，不僅在PLC內(nèi)部互鎖,，建議在PLC外部也進(jìn)行硬件上的互鎖,，以加強PLC系統(tǒng)運行的安全性、可靠性,。 
對于常見的AC220V交流開關(guān)類負(fù)載,，例如交流接觸器、電磁閥等,，應(yīng)該通過DC24V微小型中間繼電器驅(qū)動,，避免PLC的DO接點直接驅(qū)動，盡管PLC手冊標(biāo)稱具有AC220V交流開關(guān)類負(fù)載驅(qū)動能力,。 
（3） PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計,。隨著工業(yè)自動化技術(shù)的日新月異的發(fā)展，晶閘管可控整流和變頻調(diào)速裝置使用日益廣泛,，這帶來了交流電網(wǎng)的污染,，也給控制系統(tǒng)帶來了許多干擾問題，防干擾是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮的問題,。一般采用以下幾種方式: 
隔離:由于電網(wǎng)中的高頻干擾主要是原副邊繞組之間的分布電容耦合而成,，所以建議采用1:1超隔離變壓器,，并將中性點經(jīng)電容接地,。 
屏蔽:一般采用金屬外殼屏蔽，將PLC系統(tǒng)內(nèi)置于金屬柜之內(nèi),。金屬柜外殼可靠接地,，能起到良好的靜電,、磁場屏蔽作用，防止空間輻射干擾,。 
布線:強電動力線路,、弱電信號線分開走線，并且要有一定的間隔;模擬信號傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜,。 
西門子模塊6ES71386AA000BA0 S7-200的接口模塊主要有數(shù)字量I/O模塊,、模擬量I/O模塊和通信模塊。下面分別介紹這些模塊,。 （一）數(shù)字量I/O模塊 數(shù)字量I/O模塊是為了解決本機集成的數(shù)字量輸入/輸出點不能滿足需要而使用的擴展模塊,。S7-200PLC目前總共可以提供3大類，共9種數(shù)字量I/O模塊,。 1．EM221數(shù)字量輸入擴展模塊 8DI,，DC24V（直流輸入） 2．EM222數(shù)字量輸出擴展模塊 8DO，DC24V（直流輸出） 8DO,，Relay（DC24V/ AC24~230V）（繼電器輸出） 3．EM223數(shù)字量混合模塊 4DI（DC24V）,，4DO（DC24V/2A） 4DI（DC24V），4DO（Relay 2A） 8DI（DC24V）,，8DO（DC24V/2A） 8DI（DC24V）,，8DO（Relay 2A） 16DI（DC24V），16DO（Relay 2A） 16DI（DC24V）,，16DO（DC24V/2A） （二）模擬量I/O模塊 模擬量I/O模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴展功能,。S7-200的模擬量擴展模塊具有較大的適應(yīng)性、可以直接與傳感器相連,，并有很大的靈活性,，且安裝方便。 1．EM231模擬量輸入模塊 4AI（電壓或電流）輸入信號的范圍由SW1,、SW2和SW3設(shè)定,。 2．EM232模擬量輸出模塊 2AO（電壓或電流） 3．EM235模擬量混合模塊 4AI（電壓或電流），量程由SW1~SW6設(shè)定 1AO（電壓或電流） （三）通信模塊 S7-200系列PLC除了CPU226本機集成了兩個通信口以外,，其他均在其內(nèi)部集成了一個通信口,，通信口采用了RS-485總線。此外,，各PLC還可以接入通信模塊,，以擴大其接口的數(shù)量和聯(lián)網(wǎng)能力。 1．EM277模塊 EM277模塊是PROFIBUS-DP從站模塊,，同時也支持MPI從站通訊,； 2．EM241：調(diào)制解調(diào)器（Modem）通訊模塊 3．CP243-1：工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊； 4．CP243-1 IT：工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊,，同時提供Web/等IT應(yīng)用,； 5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模塊,，可連接**多62個AS-Ⅰ從站。 S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和這些擴展模塊構(gòu)成的,。 一般的邏輯控制系統(tǒng)用軟繼電器,、定時器和計數(shù)器及基本指令就可以實現(xiàn)。利用功能指令可以開發(fā)出更復(fù)雜的控制系統(tǒng),，以致構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),。這些功能指令實際上是廠商為滿足各種客戶的特殊需要而開發(fā)的通用子程序。功能指令的豐富程度及其合用的方便程度是衡量PLC性能的一個重要指標(biāo)

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熱電偶模塊和 RTD 擴展模塊 (EM)  S7-200 SMART 694 系統(tǒng)手冊, 09/2015, A5E03822234-AC 技術(shù)數(shù)據(jù) EM 2 點 16 位 RTD (EM AR02) EM RTD 4 x 16 位 (EM AR04) 現(xiàn)場側(cè)與 24 V DC 500 V AC 500 V AC 24 V DC 與邏輯側(cè) 500 V AC 500 V AC 通道間隔離 0 0 精度 請參見 RTD 傳感器選型表 請參見 RTD 傳感器選型表,。 可重復(fù)性 ±0.05% FS ±0.05% FS 大傳感器功耗 0.5 m W 0.5 m W 測量原理 Sigma-delta Sigma-delta 模塊更新時間 請參見降噪選項表 請參見降噪選項表 電纜長度（大值）,，以米為單位 至傳感器長 100 m 至傳感器長 100 m 導(dǎo)線電阻（大） 10 Ω RTD 除外 20 Ω 20 Ω 10 Ω RTD 2.7 Ω 2.7 Ω 

診斷 技術(shù)數(shù)據(jù) EM 2 點 16 位 RTD (EM AR02) EM RTD 4 x 16 位 (EM AR04) 上溢/下溢 1,2 有 有 斷線3 有 有 24 V DC 低壓1 有 有  1 上溢、下溢和低壓診斷報警信息將以模擬數(shù)據(jù)值的形式報告,，即使在模塊組態(tài)中禁用這些報警也會如此,。 2 對于電阻范圍，始終會禁用下溢檢測,。 3 如果斷線報警已禁用,，但傳感器接線存在開路情況，則模塊可能會報告隨機值,。  EM RTD 模擬量擴展模塊可測量連接至模塊輸入的電阻的值,。測量類型可選為“電阻"型或“熱電阻"型。 ● “電阻"：額定范圍的滿量程值將是十進(jìn)制數(shù) 27648,。 ● “熱電阻"：將度數(shù)乘 10 得到該值（例如,，25.3 度將報告為十進(jìn)制數(shù) 253）。 EM RTD 模塊支持采用 2 線制,、3 線制和 4 線制方式連接到傳感器電阻進(jìn)行測量,。 

公司2010年的銷售額達(dá)到202.28億歐元，創(chuàng)下歷史高水平,；全年凈利潤達(dá)到17.20億歐元,，同比增加109%。

6,、日本橫河

       日本橫河電機株式會社(YOKOGAWA)作為一個全球的測量,、工業(yè)自動化控制、和信息系統(tǒng)的,，自1915年創(chuàng)建以來,，一直致力于為用戶提供的技術(shù)，支援顧客進(jìn)行提高經(jīng)營效率的改革,，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn),。

       橫河電機是同行業(yè)中早進(jìn)入中國的外資企業(yè)，在1979年開設(shè)了北京駐在員事務(wù)所,，1985年與中國建立了個合資公司,，橫河西儀有限公司。2002年10月在位于蘇州的蘇州新加坡工業(yè)園區(qū)內(nèi)設(shè)立了獨資的“橫河電機(蘇州)有限公司",，工廠總面積13.5萬平方米,，目前投入生產(chǎn)使用的工廠面積為2.5萬平方米，生產(chǎn)流量計,，記錄儀等,，其所設(shè)立的流量標(biāo)定系統(tǒng)大可標(biāo)定2.6米口徑的流量計，是世界大規(guī)模的標(biāo)定系統(tǒng),。2006年1月1日,，“橫河電機中國商貿(mào)有限公司"成立，該公司作為具有銷售,、市場開發(fā),、工程技術(shù)服務(wù)的橫河集團的中堅企業(yè)，與已經(jīng)活躍在中國上的集團中另外8家公司協(xié)力,，大力開拓中國市場,。

       2008年2月1日，為了擴大在中國工業(yè)自動化領(lǐng)域的業(yè)務(wù),，取得更大,，橫河電機集團對旗下中國三家相關(guān)公司的業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，成立新的法人企業(yè)“橫河電機(中國)有限公司",，作為在中國的統(tǒng)括公司,，通過強化銷售,、技術(shù)支持、工程,、售后服務(wù)等方面職能,，來適應(yīng)中國工業(yè)自動化市場的多元化需求。

       橫河電機為了向用戶展示其重視系統(tǒng)產(chǎn)品的可靠性,、安全性,、前瞻性這一姿態(tài)，提出了VigilantPlant的企業(yè)理念,，在測量領(lǐng)域,，針對分析、品質(zhì)管理,、傳感器,、操作端提出解決方案；在控制領(lǐng)域包括生產(chǎn)控制,、安全管理,、以及數(shù)據(jù)收集和邏輯控制；優(yōu)化領(lǐng)域則包括生產(chǎn)管理,、*控制,、資產(chǎn)管理、操作支援這幾部分,。遵從這一企業(yè)理念,，橫河電機運用技術(shù)，不斷開拓新產(chǎn)品,，力爭為工業(yè)化社會做出更大貢獻(xiàn),。

功能

性窗口和模板概念，用于生成屏幕模板

輸入/輸出域
用于顯示和更改過程參數(shù)

按鈕
?用于直接初始化功能和動作,。在按鈕上多可以同時配置 16 種功能,。

圖像
可以用作 ICON 以代替用作功能鍵或按鈕的文本標(biāo)簽。它們還可以用作全屏背景圖像,。
組態(tài)工具包含帶有大量圖形和多種對象的庫,。所有的帶有 OLE 接口的編輯器都可以用作圖形編輯器（比如 Paint Shop，Designer 或者 CorelDraw）,。

矢量圖形
基本幾何形狀（直線,，圓和矩形）可以在組態(tài)工具中直接創(chuàng)建

固定文本
可以以任何字符尺寸用作功能鍵，過程圖和過程值的標(biāo)簽

曲線功能和直方圖
可用于以圖形形式顯示動態(tài)值

語言切換：

5 種在線語言,，32 種組態(tài)語言,，包括亞洲和西里爾字母字符集。

相關(guān)語言文本和圖形

可按照各個部門的要求進(jìn)行用戶管理（安全性）

通過用戶名和密碼進(jìn)行身份驗證

特定用戶組的優(yōu)先級

發(fā)信系統(tǒng)

離散警報

模擬報文

具有可自由定義的消息級別（如狀態(tài)/故障消息），用于定義確認(rèn)響應(yīng)和顯示消息事件

歷史消息