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選擇PLC型號(hào)時(shí)應(yīng)引起注意的問題 

一般來說，對(duì)于初次使用plc的用戶或者是用于控獨(dú)立設(shè)備(單機(jī)控制)的場(chǎng)合，配套日本產(chǎn)的PLC產(chǎn)品，相對(duì)來說性能價(jià)格比有一定的優(yōu)勢(shì)，入門也較容易。對(duì)于系統(tǒng)規(guī)模較大、網(wǎng)絡(luò)通信功能要求高、開放性好的分布式PLC控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)，歐美生產(chǎn)的PLC可以為網(wǎng)絡(luò)通信功能的發(fā)揮提供一定的便利。當(dāng)然，產(chǎn)品的技術(shù)支持與服務(wù)、價(jià)格等因素也是選擇PLC時(shí)所必須考慮的問題。

在PLC生產(chǎn)廠家確定后，PLC的型號(hào)主要決定于控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，在滿足設(shè)備控制要求的前提下，必須考慮生產(chǎn)成本。

從技術(shù)的角度考慮，以下指標(biāo)是選擇PLC型號(hào)時(shí)應(yīng)引起注意的問題。

1.CPU性能

PLC的CPU性能主要涉及處理器的“位數(shù)”、運(yùn)算速度、用戶存儲(chǔ)器的容量、編程能力(指令的功能、內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的數(shù)量等)、軟件開發(fā)能力、通信能力等方面。在使用特殊功能模塊、特殊外部設(shè)備或是需要網(wǎng)絡(luò)連接的場(chǎng)合，應(yīng)考慮到CPU的功能與以上要求相適應(yīng)。

此外，在滿足控制要求的前提下，CPU的價(jià)格也是需要設(shè)計(jì)人員考慮的問題之一，選擇的PLC既要滿足系統(tǒng)的功能要求，同時(shí)也應(yīng)該充分利用其功能，避免不必要的浪費(fèi)。

2.1/0點(diǎn)數(shù)

PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點(diǎn)數(shù)的確定，應(yīng)以上述的I/O點(diǎn)匯總表為依據(jù)。在正常情況下，PLC的I/O點(diǎn)可以適當(dāng)留有余量，但同時(shí)也必須考慮生產(chǎn)制造成本。對(duì)于以下情況，應(yīng)適當(dāng)考慮增加一定的I/O余量。

①控制對(duì)象的部分要求不明確，存在要求改變可能;

②I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)不完整，設(shè)計(jì)階段或者現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)可能增加I/O點(diǎn)：

③PLC擴(kuò)展較困難，但控制系統(tǒng)存在變動(dòng)可能性;

④使用環(huán)境條件相對(duì)較差，PLC工作負(fù)荷較重：

⑤維修服務(wù)不方便，配件供應(yīng)周期較長(zhǎng)。

I/O點(diǎn)(包括程序存儲(chǔ)器容量)的余量選擇無規(guī)定的要求，更沒有固定的計(jì)算公式，一切都必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行，避免教條主義，這樣才能做到科學(xué)與合理。

3.功能模塊的配套

選擇PLC時(shí)應(yīng)考慮到功能模塊配套的可能性。選用功能模塊涉及硬件與軟件兩個(gè)方面。在硬件上，首先應(yīng)保證功能模塊可以方便地與PLC進(jìn)行連接，PLC應(yīng)有連接、安裝位置與相關(guān)接口、連接電纜等附件。在軟件上，PLC應(yīng)具有對(duì)應(yīng)的控制功能，可以方便地對(duì)功能模塊進(jìn)行編程。

4.通信能力

對(duì)于分布式PLC控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)，PLC的通信功能是必須考慮的問題。而對(duì)于集中控制系統(tǒng)或單機(jī)控制系統(tǒng)，既要考慮到用戶現(xiàn)有外部調(diào)試設(shè)備等的正常使用，還應(yīng)考慮到用戶管理水平的提高與技術(shù)發(fā)展的可能性。增強(qiáng)通信功能，既是信息技術(shù)發(fā)展的基本要求，也是當(dāng)前PLC的技術(shù)發(fā)展方向之一。因此，在選擇PLC通信能力方面，應(yīng)有一定的超前蒽識(shí)，保留系統(tǒng)的發(fā)展空間。

西門子plc根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有S7-200，S7-300和S7-400三種，下面就簡(jiǎn)單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。

1、S7-200

針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它最多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴(kuò)展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展s7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。

2、S7-300

相比較s7-200，s7-300針對(duì)的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡(jiǎn)單，選擇性也比較多，并可借助工具進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號(hào)模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進(jìn)行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號(hào)模塊保留一個(gè)插槽或?yàn)橐院蟀惭b的接口模塊保留一個(gè)插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計(jì)數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當(dāng)于對(duì)cpu功能的一個(gè)擴(kuò)展或補(bǔ)充;通訊處理器(cp)——提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。

針對(duì)cpu設(shè)計(jì)模式選擇器有：mres=模塊復(fù)位功能;stop=停止模式，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制;run=當(dāng)cpu啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位請(qǐng)求時(shí)慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

3、37-400

同300的區(qū)別主要在于熱啟動(dòng)(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個(gè)外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池時(shí)可以向ram提供后備電源。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成。而實(shí)現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個(gè)pc適配器，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

4、西門子plc在工程中的應(yīng)用

每個(gè)自動(dòng)化過程都是由許多較小的部分和子過程組成，所以工程建立的*個(gè)任務(wù)是分解子任務(wù)。而每個(gè)子任務(wù)定義了自動(dòng)化系統(tǒng)要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數(shù)目和類型，對(duì)應(yīng)模塊序號(hào)和類型，所用機(jī)架號(hào)，cpu型號(hào)和容量，hmi系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。軟件方面主要是程序結(jié)構(gòu)，自動(dòng)化過程中的數(shù)據(jù)管理，組態(tài)數(shù)據(jù)、通訊數(shù)據(jù)及程序和項(xiàng)目文檔。在siemens的s7中，上述工作都在項(xiàng)目管理(simatic管理器)，包括必須的硬件(+組態(tài))，網(wǎng)絡(luò)(+組態(tài))，所有程序和自動(dòng)化解決方案的數(shù)據(jù)管理。f1在線幫助。

simatic管理器管理step7項(xiàng)目，編寫step7用戶程序的工具，有梯形圖lad，語句表stl，和功能塊圖fbd，編程語言。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到eprom卡上。simatic管理器是一個(gè)在線/離線編輯s7對(duì)象的圖形化用戶界面，這些對(duì)象包括項(xiàng)目、用戶程序、快、硬件站和工具。此管理器的用戶界面中工具條和windows差不多，就是多了幾個(gè)plc菜單——顯示訪問節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)器卡、下載、仿真模塊。

step7項(xiàng)目結(jié)構(gòu)：項(xiàng)目中，數(shù)據(jù)以對(duì)象形式存儲(chǔ)，按樹型結(jié)構(gòu)組織。*級(jí)：包含項(xiàng)目圖表，每個(gè)項(xiàng)目代表和項(xiàng)目存儲(chǔ)有關(guān)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二級(jí)：站(如s7-300)用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點(diǎn)。s7程序文件夾是編寫程序的起點(diǎn)，所有s7系列的軟件均放在s7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾。simatic的網(wǎng)絡(luò)圖表(mpi、profibus、工業(yè)以太網(wǎng))第三級(jí)和其他級(jí)：和上級(jí)對(duì)象類型有關(guān)。編程器可離線/在線查看項(xiàng)目——offline：編程器硬盤上的內(nèi)容;online：通過網(wǎng)線從plc讀到的內(nèi)容。

菜單選項(xiàng)：在options-customize設(shè)置語言、助記符、常用特性(存儲(chǔ)位置、系統(tǒng)信息顯示)。創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目：filenewnewproject插入s7程序塊：insertprograms7program插入s7塊：inserts7block然后可選：1：組織塊(ob)被操作系統(tǒng)調(diào)用，他們是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。2：功能fc和功能塊fb是實(shí)際的用戶程序利用他們可以把復(fù)雜的程序分解成小的，易于調(diào)試的單元。3：數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)。選擇所需塊類型后，會(huì)打開一個(gè)屬性對(duì)話框，其中可輸入塊序號(hào)和要使用的編程語言，及其他設(shè)置。

5、硬件組態(tài)和存儲(chǔ)器概念

裝載存儲(chǔ)器是一個(gè)可編程模塊，它包括建立在編程設(shè)備上的裝載對(duì)象(邏輯塊、數(shù)據(jù)塊和其他信息)，它可以是存儲(chǔ)器卡或內(nèi)部集成的ram。存儲(chǔ)器卡一般有兩種，其中，當(dāng)采用ram存儲(chǔ)器卡時(shí)，系統(tǒng)必須配備電池，當(dāng)采用flasheprom存儲(chǔ)器卡時(shí)，則斷電不會(huì)丟失，但內(nèi)部ram中的數(shù)據(jù)仍需電池保持。

工作存儲(chǔ)器僅包含和運(yùn)行時(shí)間使用的程序和數(shù)據(jù)，ram工作存儲(chǔ)器集成在cpu中，通過后備電池保持。系統(tǒng)存儲(chǔ)器包括過程映象輸入和輸出表(pii，piq)，位存儲(chǔ)器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器和局部堆踐。保持存儲(chǔ)器是非揮發(fā)的ram，即使沒有安裝后備電池也可用來保持某些數(shù)據(jù)，設(shè)置cpu參數(shù)時(shí)要保持的區(qū)域。

從上述概念可知，假如我們?cè)诰€修改程序，被修改的塊存放在工作存儲(chǔ)器中，當(dāng)把程序上載到編程器時(shí)，就從工作存儲(chǔ)器傳到編程器。由于斷電會(huì)導(dǎo)致ram數(shù)據(jù)的丟失，所以假如要安全保存被修改的程序，就必須保存在feprom或硬盤上。

硬件組態(tài)和參數(shù)分配

組態(tài)就是指在硬件組態(tài)的站窗口中分配機(jī)架、塊可分布式i/o，可從硬件目錄中選擇部件;參數(shù)分配就是建立可分配參數(shù)模塊的特性，例如啟動(dòng)特性、保持區(qū)等;設(shè)定組態(tài)就是設(shè)定好的硬件組態(tài)和參數(shù)分配;實(shí)際組態(tài)指已存在的實(shí)際組態(tài)和參數(shù)分配，一般是在已裝配的系統(tǒng)中，從plc的cpu中讀出來的。

組態(tài)過程：

啟動(dòng)硬件組態(tài)：新建一個(gè)項(xiàng)目(project)，選擇該項(xiàng)目，并插入(insert)一個(gè)站(station)，在simatic管理器中選擇硬件站(hardware)雙擊open即可，我們同時(shí)可以打開硬件目錄——view-catalog，如果選擇標(biāo)準(zhǔn)硬件目錄庫，它會(huì)提供所有的機(jī)架、模塊和接口模塊。

產(chǎn)品詳情

電源電壓

允許范圍，下限(DC)：11V

允許范圍，上限(DC)：30V

輸入電流

來自背板總線DC5V，最大值：190mA

來自電源電壓L+，最大值：300mA;在DC12V時(shí)，130mA在DC24V時(shí)

硬件擴(kuò)展

每個(gè)CPU的組件數(shù)量：最多5個(gè)附帶CPU226/226XM，最多3個(gè)附帶CPU224，最多1個(gè)附帶CPU222

數(shù)字輸入

數(shù)量/二進(jìn)制輸入端：5

類型：IEC類型1，p讀取

功能：停止(STP)，基準(zhǔn)點(diǎn)開關(guān)(RPS)，上終端開關(guān)(LMT+)，下終端開關(guān)(LMT-)，零值(ZP)

輸入電壓

額定值，DC：24V

對(duì)于信號(hào)“0”：STP，RPS，LMT+，LMT-DC5V;ZPDC1V

對(duì)于信號(hào)“1”：STP，RPS，LMT+，LMT-DC15V;ZPDC3V

輸入延遲(輸入電壓為額定值時(shí))

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)輸入端

可參數(shù)化：是;STP,RPS,LMT+,LMT-0.2至12.8ms;ZP最小值2µs

導(dǎo)線長(zhǎng)度

屏蔽導(dǎo)線長(zhǎng)度，最大值：100m;STP,RPS,LMT+,LMT-100m,ZP10m

未屏蔽導(dǎo)線長(zhǎng)度，最大值：30m;STP，RPS，LMT+，LMT-30m，不建議ZP

傳感器

可連接傳感器

雙線傳感器：是

允許的閉路電流(雙線傳感器)最大值：1mA

驅(qū)動(dòng)裝置接口

信號(hào)輸出I

數(shù)量：4;可選擇RS422/RS485或DC5V

類型：RS422/RS485(P0+,P0-,P1+,P1-)

差動(dòng)輸出電壓，最小值：2.8V;RL=200歐姆

脈沖頻率：200kHz;(P0+、P0-、P1+、P1-)

導(dǎo)線長(zhǎng)度，最大值：10m;屏蔽;1m非屏蔽

信號(hào)輸出III

類型：DC5V(P0、P1、DIS、CLR)

輸出電壓：DC30V

輸出電流：50mA;輸出延遲(DIS,CLR)最大30µs

電位隔離

數(shù)字輸入電位隔離

在通道之間：是

在通道之間，分組點(diǎn)數(shù)：1(STP,RPS,ZP)，2(LMT-,LMT+)

允許的電位差

在不同電路之間：AC500V

尺寸

寬度：71.2mm

高度：80mm

深度：62mm

重量

重量，約：190g

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