西門子模塊6ES7253-1AA22-0XA0

(一)PLC的類型

PLC按構(gòu)造分爲(wèi)全體型和模塊型兩類，按使用環(huán)境分爲(wèi)現(xiàn)場裝置和控制室裝置兩類；按CPU字長分爲(wèi)1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從使用角度動(dòng)身，通?？砂纯刂乒τ没蜉敵鲚斎朦c(diǎn)數(shù)選型。

全體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因而用戶選擇的余地較小，用于小型控制零碎；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因而用戶可較合理地選擇和配置控制零碎的I/O點(diǎn)數(shù)，功用擴(kuò)展方便靈敏，普通用于大中型控制零碎。

(二)輸出輸入模塊的選擇

輸出輸入模塊的選擇應(yīng)思索與使用要求的*。例如對輸出模塊，應(yīng)思索信號電平、信號傳輸間隔、信號隔離、信號供電方式等使用要求。對輸入模塊，應(yīng)思索選用的輸入模塊類型，通常繼電器輸入模塊具有價(jià)錢低、運(yùn)用電壓范圍廣、壽命短、呼應(yīng)工夫較長等特點(diǎn)；可控硅輸入模塊適用于開關(guān)頻繁，電理性低功率因數(shù)負(fù)荷場所，但價(jià)錢較貴，過載才能較差。輸入模塊還有直流輸入、交流輸入和模仿量輸入等，與使用要求應(yīng)分歧。

可依據(jù)使用要求，合理選用智能型輸出輸入模塊，以便進(jìn)步控制程度和降低使用本錢。

思索能否需求擴(kuò)展機(jī)架或近程I/O機(jī)架等。

(三)電源的選擇

PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)依據(jù)商品闡明書要求設(shè)計(jì)和選用外，普通PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國際電網(wǎng)電壓分歧。重要的使用場所，應(yīng)采用不連續(xù)電源或穩(wěn)壓電源供電。

假如PLC自身帶有可運(yùn)用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流能否滿足使用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。爲(wèi)避免內(nèi)部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸出和輸入信號的隔離是必要的，有時(shí)也可采用復(fù)雜的二極管或熔絲管隔離。

(四)存儲(chǔ)器的選擇

由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的開展，存儲(chǔ)器的價(jià)錢已下降，因而，爲(wèi)保證使用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，普通要求PLC的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)***選8K存儲(chǔ)器選擇。需求復(fù)雜控制功用時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，層次更高的存儲(chǔ)器。

(五)冗余功用的選擇

1．控制單元的冗余

(1)重要的進(jìn)程單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng)1B1冗余。

(2)在需求時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余零碎、2重化或3重化冗余容錯(cuò)零碎等。

2．I/O接口單元的冗余

(1)控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。

(2)重要檢測點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。3）依據(jù)需求對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。

(六)經(jīng)濟(jì)性的思索

選擇PLC時(shí)，應(yīng)思索功能價(jià)錢比。思索經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)思索使用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等要素，停止比擬和統(tǒng)籌，終選出較稱心的商品。

S7-200 功能*，久經(jīng)考驗(yàn)，合適于工業(yè)范疇的各種使用：

• 構(gòu)造緊湊玲瓏－狹小空間處任何使用的理想選擇

• 在一切CPU型號中的根本和功用，

• 大容量順序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

• 出色的實(shí)時(shí)呼應(yīng)－在任何時(shí)分均可對整個(gè)進(jìn)程停止*控制，從而進(jìn)步了質(zhì)量、效率和平安性

• 易于運(yùn)用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和**的理想選擇

• 集成的 R-S 485接口或許作爲(wèi)零碎總線運(yùn)用

• 疾速和準(zhǔn)確的操作順序和進(jìn)程控制

當(dāng)PLC的用戶程序要保留在RAM中時(shí)，就會(huì)用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會(huì)下降，當(dāng)其下降到不足以保證RAM中數(shù)據(jù)時(shí)，RAM中的程序就會(huì)丟失。如果用戶沒有備份程序，就會(huì)相當(dāng)麻煩。
一般PLC內(nèi)部設(shè)有電池電壓檢測電路，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)，PLC就會(huì)，提醒更換電池。PLC的使用說明書都有提供更換電池的。一般來 說，PLC在斷電后，因?yàn)镻LC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間，所以如果取掉電池后在短 時(shí)間內(nèi)（通常5分鐘）再將新電池?fù)Q上去，數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失的。
但用戶實(shí)際使用PLC的情況不盡相同，例如電容的容量下降，RAM電源回路有 灰塵、油泥等形成放電回路等，這會(huì)加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時(shí)間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序*。因?yàn)殡娫词冀K會(huì) 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當(dāng)然更換時(shí)亦要小心應(yīng)對，注意電池的極性以及避免短路情況發(fā)生。
好是把PLC通電15分鐘（給內(nèi)部電容充電），斷電，在5分鐘內(nèi)換好新的電池，再上電試一下。
西門子PLC有帶卡的，有不帶電池的；也有帶卡的，帶電池的。程序存在MMC卡中，如果沒有存儲(chǔ)卡，需要電池保存程序的，更換電池時(shí)候務(wù)必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來，然后將新電池?fù)Q上即可。

可編程控制器特點(diǎn)

編輯

（一）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ^[2] 

PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了*的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均*時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有*的可靠性也就不奇怪了。

（二）硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)

PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線 ^[3]  。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

（三）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。

（四）容易改造

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。

PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。

（五）體積小，重量輕，能耗低

以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制器。

可編程控制器主要用途

編輯

PLC采用微電子技術(shù)來完成各種控制功能，在現(xiàn)場的輸入信號作用下，按照預(yù)先輸入的程序，控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照一定規(guī)律進(jìn)行動(dòng)作。其主要功能如下 ^[3]  。

順序邏輯控制

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　　這是PLC最基本較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，用來取代繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。它即可用于單機(jī)控制或多機(jī)控制又可用于自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制。PLC根據(jù)操作按鈕、限位開關(guān)及其他現(xiàn)場給出的指令信號，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行相應(yīng)的操作 ^[5]  。

運(yùn)動(dòng)控制

在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控制器與計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）集成在一起，完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。很多PLC制造廠家已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸的位置控制模板。在多數(shù)情況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模板，模板移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。當(dāng)每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模板保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣龋_保運(yùn)動(dòng)平滑。目前已用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削、磨消應(yīng)用當(dāng)中。

定時(shí)控制

PLC為用戶提供了一定數(shù)量的定時(shí)器，設(shè)置了定時(shí)器指令，如OMRON公司的CPM1A,，每個(gè)定時(shí)器可實(shí)現(xiàn)0·1~999·9s或0·01~99·9s的定時(shí)控制，SIEMENS公司S7—200系列可提供時(shí)基單位為0·1s/0`01s及0·00s的定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)從0·001s到3276·7s的定時(shí)制。可按一定方式進(jìn)行定時(shí)時(shí)間的擴(kuò)展。定時(shí)精度高，定時(shí)設(shè)定方便、靈活。PLC還提供了高精度的時(shí)鐘脈沖，用于準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)控制。

記數(shù)控制

PLC為用戶提供的記數(shù)器分為普通記數(shù)器，可逆記數(shù)器(增減計(jì)數(shù)器)、高速計(jì)數(shù)器等，用來完成不同用途的記數(shù)控制命令。計(jì)數(shù)器值等于計(jì)數(shù)器設(shè)定值，或在某一數(shù)值范圍時(shí)，發(fā)出控制命令。計(jì)數(shù)器的記數(shù)值可在運(yùn)行中被讀出，也可在運(yùn)行中進(jìn)行修改^[3]  。

步進(jìn)控制

　　PLC為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進(jìn)控制功能。在一道工序完成之后，自動(dòng)進(jìn)行下一道工序。一個(gè)工作周期結(jié)束后，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工作周期。有些PLC還專門設(shè)有步進(jìn)控制指令，使得步進(jìn)控制更為方便。

數(shù)據(jù)處理

大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能 ^[3]  ，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成數(shù)據(jù)運(yùn)算如；加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運(yùn)算如；字與、字或、字異或、求反等，移位、數(shù)據(jù)比較和傳送數(shù)值的轉(zhuǎn)換等操作。

模、數(shù)和數(shù)、模轉(zhuǎn)換

在過程控制或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，存在溫度、壓力、流量、速度位移、電流、電壓等連續(xù)變化的物理量。過去，PLC用于邏輯控制，對于這些物理量的控制主要靠儀表控制或分布式系統(tǒng)DCS。目前，大、中型PLC都具有物理處理功能，很多小型PLC也具有物理量處理功能，編程和使用都很方便 ^[2]  。

通信及聯(lián)網(wǎng)

大都分PLC都具備通信能力，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)，PLC與PLC之間的通信。通過這些通信技術(shù)，使PLC更容易構(gòu)成工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)。也可與打印機(jī)、監(jiān)視器等外部設(shè)備相連，記錄和監(jiān)視有關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)用戶的使用方式和特點(diǎn)，可編程控制器可以分為兩種*不同的市場：項(xiàng)目型市場和OEM型市場。可編程控制器的主要應(yīng)用 ^[5]  ：

項(xiàng)目型市場中，可編程控制器主要應(yīng)用在冶金、汽車、市政、電力等行業(yè)；OEM市場中，可編程控制器主要應(yīng)用在紡織機(jī)械、包裝、機(jī)床等傳統(tǒng)行業(yè)。小型PLC主要用于OEM市場，主要以三菱，西門子，歐姆龍、愛德克等品牌為主，愛德克的可編程控制器有：FC4A,FC5A,FT1A,其中FT1A將 PLC 功能與小型顯示器結(jié)合在一起，無需主機(jī)設(shè)備，省接線，省空間，性價(jià)比高。而FT1A使用非常方便，例如其觸點(diǎn)輸出為10A，可以直接帶動(dòng)大容量負(fù)載，如電磁閥等。

2.現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。

五、功能模塊

如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。

六、通信模塊

工作原理折疊編輯本段

當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

        可編程邏輯控制器的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等，后選擇有較高性能價(jià)格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%~20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商可編程邏輯控制器的產(chǎn)品特。
        （2）數(shù)據(jù)對象數(shù)據(jù)對象包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器、累加器、模擬量輸入/輸出。定時(shí)器類似于繼電器電路中的時(shí)間繼電器，但它的精度更高，定時(shí)精度分為lms，10ms和100ms三種，根據(jù)精度需要由編程者選用。定時(shí)器的數(shù)量根據(jù)CPU型號不同。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖由外部輸入，計(jì)數(shù)脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿，計(jì)數(shù)的方式有累加1和累減1兩種方式。計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)同各CPU的定時(shí)器個(gè)數(shù)。高速計(jì)數(shù)器與一般計(jì)數(shù)器不同之處在于，計(jì)數(shù)脈沖頻率更高可達(dá)2kHz/7kHz，計(jì)數(shù)容量大，一般計(jì)數(shù)器為16位，而高速計(jì)數(shù)器為32位，一般計(jì)數(shù)器可讀可寫，而高速計(jì)數(shù)器一般只能作讀操作。在S7-200CPU中有4個(gè)32位累加。
        PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。4.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均*時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶*為可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器