北京西門(mén)子S7-1200PLC系列主機(jī)模塊參數(shù)

PLC中無(wú)非就是三大量：開(kāi)關(guān)量、模擬量、脈沖量。只在搞清楚三者之間的聯(lián)系，你就能熟練的掌握PLC了。

開(kāi)關(guān)量操控的意圖是，依據(jù)開(kāi)關(guān)量的當(dāng)前輸入組合與前史的輸入次序，使PLC發(fā)生相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量輸出，以使體系能按必定的次序作業(yè)。所以，有時(shí)也稱(chēng)其為次序操控。而次序操控又分為手動(dòng)、半主動(dòng)或主動(dòng)。而選用的操控準(zhǔn)則有分散、會(huì)集與混合操控三種。

PLC是由繼電操控引入微處理技術(shù)后開(kāi)展而來(lái)的，可便利及牢靠地用于開(kāi)關(guān)量操控。因?yàn)槟M量可改換成數(shù)字量，數(shù)字量?jī)H僅多位的開(kāi)關(guān)量，故經(jīng)改換后的模擬量，PLC也*可以牢靠的進(jìn)行處理操控。因?yàn)榻舆B的生產(chǎn)進(jìn)程常有模擬量，所以模擬量操控有時(shí)也稱(chēng)進(jìn)程操控。

模擬量多是非電量，而PLC只能處理數(shù)字量、電量。一切要完成它們之間的改換要有傳感器，把模擬量改換成數(shù)電量。如果這一電量不是規(guī)范的，還要通過(guò)變送器，把非規(guī)范的電量變成規(guī)范的電信號(hào)，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。

一起還要有模擬量輸入單元(A/D)，把這些規(guī)范的電信號(hào)改換成數(shù)字信號(hào)；模擬量輸出單元(D/A)，以把PLC處理后的數(shù)字量改換成模擬量——規(guī)范的電信號(hào)。

所以規(guī)范電信號(hào)、數(shù)字量之間的改換就要用到各種運(yùn)算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及規(guī)范的電信號(hào)。例如：

PLC模擬單元的分辨率是1/32767，對(duì)應(yīng)的規(guī)范電量是0—10V，所要檢測(cè)的是溫度值0—100℃。那么0—32767對(duì)應(yīng)0—100℃的溫度值。然后計(jì)算出1℃所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是327.67。如果想把溫度值準(zhǔn)確到0.1℃，把327.67/10即可。

模擬量操控包括：反應(yīng)操控、前饋操控、份額操控、模糊操控等。這些都是PLC內(nèi)部數(shù)字量的計(jì)算進(jìn)程。

PLC脈沖量的操控意圖主要是方位操控、運(yùn)動(dòng)操控、軌道操控等。例如：脈沖數(shù)在視點(diǎn)操控中的運(yùn)用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分是每圈10000，要求步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)90度。那么所要?jiǎng)幼鞯拿}沖數(shù)值=10000/(360/90)=2500。

二、模擬量的計(jì)算

以上僅做簡(jiǎn)略的介紹，不同的PLC有不同的分辨率，而且您所丈量物理量完成的量程不一樣。計(jì)算結(jié)果可能有一定的差異。

注：模擬輸入的配線的要求

1、運(yùn)用屏蔽雙絞線，但不銜接屏蔽層。

2、當(dāng)一個(gè)輸入不運(yùn)用的時(shí)分，將V IN 和COM端子短接。

3、模擬信號(hào)線與電源線阻隔 (AC 電源線，高壓線等)。

4、當(dāng)電源線上有干擾時(shí)，在輸入部分和電源單元之間裝置一個(gè)慮波器。

5、承認(rèn)正確的接線后，首先給CPU單元上電，然后再給負(fù)載上電。

6、斷電時(shí)先切斷負(fù)載的電源，然后再切斷CPU的電源。

三、脈沖量的計(jì)算

脈沖量的操控多用于步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)的視點(diǎn)操控、間隔操控、方位操控等。以下是以步進(jìn)電機(jī)為例來(lái)闡明各操控方法。

公式為：視點(diǎn)動(dòng)作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)*(設(shè)定視點(diǎn)/360°)。

公式為：設(shè)定間隔脈沖數(shù)=設(shè)定間隔/[(滾輪直徑*3.14)/一圈總脈沖數(shù)]

以上只是簡(jiǎn)單的分析步進(jìn)電機(jī)的控制方式，可能與實(shí)際有出入，伺服電機(jī)的動(dòng)作與步進(jìn)電機(jī)的一樣，但要考慮伺服電機(jī)的內(nèi)部電子齒輪比與伺服電機(jī)的減速比。

西門(mén)子PLC的分類(lèi)

德國(guó)西門(mén)子可編程序操控器在我國(guó)得到廣泛使用，如在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等范疇都有使用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包含LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通訊能力，功用更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

西門(mén)子PLC編程的作業(yè)原理

當(dāng)PLC投入運(yùn)轉(zhuǎn)后，其作業(yè)進(jìn)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序履行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)履行上述三個(gè)階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方法順次地讀入一切輸入狀況和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣完畢后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序履行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即便輸入狀況和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀況和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因而，假如輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度有必要大于一個(gè)掃描周期，才干保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶(hù)程序履行

在用戶(hù)程序履行階段，PLC總是按由上而下的次序順次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左面的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的操控線路，并按先左后右、先上后下的次序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的操控線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后依據(jù)邏輯運(yùn)算的成果，刷新該邏輯線圈在體系RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀況；或許刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀況；或許斷定是否要履行該梯形圖所規(guī)則的特別功用指令。

即，在用戶(hù)程序履行進(jìn)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀況和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或體系RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀況和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序履行成果會(huì)對(duì)排在下面的但凡用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀況或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才干對(duì)排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當(dāng)掃描用戶(hù)程序完畢后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU依照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀況和數(shù)據(jù)刷新一切的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其擺放次序不同，履行的成果也不同。另外，采用掃描用戶(hù)程序的運(yùn)轉(zhuǎn)成果與繼電器操控設(shè)備的硬邏輯并行運(yùn)轉(zhuǎn)的成果有所區(qū)別。當(dāng)然，假如掃描周期所占用的時(shí)刻對(duì)整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)能夠疏忽，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。

西門(mén)子PLC編程中應(yīng)該留意的問(wèn)題：

1.中斷程序中能夠調(diào)用子程序

累加器和邏輯倉(cāng)庫(kù)式的存蓄器在中斷程序和被調(diào)用的子程序中都是共用的

2.通訊接口的中斷

PLC的串行通訊口是能夠有梯形圖或許句子表程序操控的。通訊口的這種操作形式稱(chēng)為自有端口的形式。在自在的情況下，就能夠用程序界說(shuō)波特率，每個(gè)字節(jié)的位數(shù)等等，在履行主程序的進(jìn)程中，請(qǐng)求中斷，才干界說(shuō)自在端口形式，使用接收和發(fā)送中斷能夠簡(jiǎn)化程序?qū)νㄓ嵉牟倏亍?/p>

3.中斷程序和主程序下數(shù)據(jù)是能夠同享的

中斷程序雖說(shuō)是能夠同享的，可是咱們要留意的是中斷事情中工作異步特性的因數(shù)影響，來(lái)處理同享數(shù)據(jù)的共同性問(wèn)題，在中斷事情中主程序履行的任何一個(gè)當(dāng)?shù)囟际怯锌赡艹尸F(xiàn)的。

4.I/O中斷

I/O中斷包含上升或下降沿中斷，通知計(jì)數(shù)器中斷和脈沖串輸出中斷。

S7-200CPU用輸入I0.0~I0.3的上升或下降產(chǎn)生了中斷，則發(fā)生的事情被輸入端子捕獲，這樣的上升沿或許下降可被用來(lái)指示當(dāng)某個(gè)事情發(fā)生時(shí)有必要引起留意的條件。

SITOP 系列 24 V 電源單元，優(yōu)化用于工業(yè)應(yīng)用，基于切換模式運(yùn)行。借助于精確的穩(wěn)壓輸出電壓，該裝置可連接靈敏性傳感器。根據(jù)輸出電流和應(yīng)用領(lǐng)域，提供有不同型號(hào)。

某些情況下，功能可通過(guò)附加模塊來(lái)擴(kuò)展。例如，對(duì)于供電系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間斷電的情況下的備份，可以通過(guò)充電電池和采用電容器技術(shù)的免維護(hù) SITOP UPS500 為直流 UPS 模塊 6 A、15 A 和 40 A 供電。48 V 電源已加到 SITOP 產(chǎn)品系列中。

帶有 600 VDC 輸入的 SITOP PSU400M 電源適合作為 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在變頻器上使用。它可將直流回路電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的 24 VDC 電壓，例如，可用于在發(fā)生電源故障時(shí)執(zhí)行特定的緊急回撤運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)?，只要直流回路中?chǔ)存有充足的電能，控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電路就會(huì)繼續(xù)獲得電源。

寬直流輸入范圍（200 V 至 900 VDC）以及高達(dá) 96 % 的效率可確保直流回路電能的高效使用。此緊湊型導(dǎo)軌安裝設(shè)備具有較高過(guò)載能力（50 % 額外功率，每分鐘 5 s）、廣泛的功能以及堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，用途十分多樣。可選的接通延時(shí)可確保轉(zhuǎn)換器的直流回路在起動(dòng)期間不會(huì)立即加上負(fù)載，這是適合在 SINAMICS 變頻器上使用的多個(gè)特性之一。

S7-1500 選型介紹
1.用戶(hù)程序運(yùn)行在CPU模塊中，CPU模塊內(nèi)沒(méi)有程序裝載存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)在的存儲(chǔ)卡中里，概念同S7-300。存儲(chǔ)卡需要單獨(dú)訂貨。CPU目前有三種型號(hào)：
CPU 1511-1 PN
CPU 1513-2 PN
CPU 1516-3 PN/DP
三個(gè)CPU型號(hào)從上至下性能由低到高排列，區(qū)別于指令執(zhí)行速度，各種地址空間尺寸，內(nèi)存大小，集成通訊口種類(lèi)個(gè)數(shù)等等方面，具體請(qǐng)參考對(duì)應(yīng)的CPU手冊(cè)。

西門(mén)子模塊中國(guó)*總代理商2.對(duì)于PLC系統(tǒng)，用戶(hù)程序處理的是輸入/輸出(I/O)信號(hào)直接的邏輯關(guān)系。那么往往系統(tǒng)需配置I/O模塊，S7-1500的CPU模塊自身沒(méi)有集成I/O，I/O信號(hào)輸入通過(guò)拓展I/O模塊進(jìn)行輸入輸出。常見(jiàn)I/O信號(hào)有，

數(shù)字量輸入(DI)：也就是開(kāi)關(guān)量(還有稱(chēng)作離散量)信號(hào)輸入

數(shù)字量輸出(DQ)：開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出

模擬量輸入(AI)：連續(xù)量輸入，如電壓-10V ～ +10V, 4 ～ 20mA等

模擬量輸出(AQ)：連續(xù)量輸出

還有脈沖輸入(PI)， 脈沖輸出(PQ)等

S7-1500的數(shù)字量輸入模塊

DI 32x24VDC HF

DI 16x24VDC HF

DI 16x230VAC BA

DI 16x24VDC SRC BA

型號(hào)簡(jiǎn)介：

DI： Digital input，數(shù)字量輸入
32x24VDC：共32個(gè)輸入通道 (點(diǎn)) ，電壓規(guī)格為直流24V
16x230VDC：共16個(gè)輸入通道 (點(diǎn)) ，電壓規(guī)格為交流230V
BA：Basic，基本型
HF：High feature, 高性能型
SRC： Source Input， 源型輸入 ，未標(biāo)識(shí)為漏型。

4.S7-1500的數(shù)字量輸出模塊

DQ 16x24VDC/0.5A ST
DQ 32x24VDC/0.5A ST
DQ 8x24VDC/2A HF
DQ 8x230VAC/2A ST
DQ 8x230VAD/5A ST

型號(hào)簡(jiǎn)介，以*個(gè)型號(hào)為例：

DQ： Digital Ouput, 數(shù)量輸出
16x24VDC：共16個(gè)輸出通道，輸出電壓為DC24V, 容量每個(gè)通道最大0.5A。
HF：High Feature, 高性能型，通常意味著模塊帶診斷功能。相對(duì)應(yīng)的是ST(Standard，標(biāo)準(zhǔn))型，無(wú)診斷功能。
5.S7-1500的模擬量輸入模塊
AI 8xU/I HS
AI 8xU/I/RTD/TC ST
…

以*個(gè)型號(hào)為例，型號(hào)簡(jiǎn)介：

AI： Analogue input，模擬量輸入模塊
8xU/I：8個(gè)通道，支持電壓或電流型號(hào)輸入
6.S7-1500的模擬量輸出模塊
AQ 4xU/I ST
AQ 8xU/I HS
…
同樣以*個(gè)型號(hào)為例，型號(hào)簡(jiǎn)介：

AQ：Analogue Output，模擬量輸出模塊
4xU/I：共4個(gè)通道，支持電壓，電流輸出
ST：標(biāo)準(zhǔn)型
西門(mén)子模塊中國(guó)*總代理商7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統(tǒng)的供電，選擇電源模塊，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：
PM模塊： 不提供機(jī)架的背板工作電源，由CPU提供
PM 70 W 120/230 VAC
PM 190 W 120/230 VAC
PS模塊：連接到機(jī)架背板，提供背板工作電壓，有診斷功能

PS 25W 24VDC
PS 60W 120/230V AC/DC
S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計(jì)算：

根據(jù)軟件提供的模塊功率可以選電源模塊， 需要提一下是上圖的選項(xiàng)：

“Supply voltage L+ connected”選中，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電。

8.S7-1500安裝需要導(dǎo)軌，導(dǎo)軌按長(zhǎng)度分，有這么幾種規(guī)格：

160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。

9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網(wǎng)網(wǎng)線直接連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡與CPU1500就可以序。

軟件：SIMATIC STEP 7 Professional V12

10.最后簡(jiǎn)單介紹一個(gè)S7-1500的選型配置。

假設(shè)需要選一個(gè)S7-1500本地站，包含24VDC DI 40點(diǎn)，24VDC DQ 28點(diǎn)，0～10V電壓模擬量輸入3個(gè)點(diǎn)，4～20mA電流輸入3個(gè)點(diǎn)，4～20mA電流輸出5個(gè)點(diǎn)。

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