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 節(jié) PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC
2、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實(shí)質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖所示：
a. *處理單元(CPU)
*處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可*性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
b、存儲(chǔ)器
存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。
存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。
C、電源
PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù)
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)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，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)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)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執(zhí)行階段

EM 253是一個(gè)用于簡(jiǎn)單定位任務(wù)的功能模塊（1軸）?？梢詫⑺B接到步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，通過(guò)高頻脈沖輸入從Micro Stepper連接到高性能伺服驅(qū)動(dòng)器。

EM 253定位模塊以與擴(kuò)展模塊相同的方式進(jìn)行安裝，通過(guò)一體化連接電纜連接到S7 - 200擴(kuò)展總線。

連接之后，從CPU自動(dòng)讀出配置數(shù)據(jù)

該模塊具有以下特點(diǎn)：

• 用于來(lái)自過(guò)程信號(hào)的5位輸入

• 驅(qū)動(dòng)器直接激活用24脈沖輸出（向前/向后或者速度/方向）

• 2控制輸出（DIS；CLR）。

• 12個(gè)狀態(tài)LED

稱重模塊SIWAREX MS

SIWAREX MS是一種多用途稱重模塊，用于各種簡(jiǎn)單稱重和力測(cè)量任務(wù)。在SIMATIC S7-200自動(dòng)化系統(tǒng)中可以很容易安裝地緊湊型模塊?？梢栽赟IMATIC CPU中直接訪問(wèn)實(shí)際重量的數(shù)據(jù)，無(wú)需任何額外接口。

• 使用65000件高分辨率和0.05％的準(zhǔn)確度測(cè)量重量或者力

• 通過(guò)RS232接口，使用SIWATOOL MS PC程序簡(jiǎn)便地調(diào)整規(guī)模

• 支持更換模塊，無(wú)需更新規(guī)模調(diào)整

• 針對(duì)在Ex 2區(qū)使用，通過(guò)Ex接口為1區(qū)供電的本質(zhì)安全測(cè)壓元件

熱電偶模塊EM231（模擬模塊）

熱電偶模塊EM231是一個(gè)采用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和高精度溫度傳感器。在±80 mV范圍內(nèi)也可能檢測(cè)到低電平模擬信號(hào)。熱電偶模塊EM231可以與CPU 222，224和226配套使用。

• 4個(gè)或者8個(gè)模擬輸入

• 不同的測(cè)量范圍：J，K，T，E，R，S和N型熱電偶；±80 mV的模擬信號(hào)采集

• 檢查開(kāi)放線路

• 冷連接點(diǎn)的補(bǔ)償

• 溫度刻度：可以將測(cè)得的溫度規(guī)定為°C或者°F。

熱電阻模塊EM231 RTD（模擬模塊）

熱電阻模塊EM231是一個(gè)采用標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度檢測(cè)器的高精度溫度傳感器。它們可以與CPU222，224和226配套使用。
熱電阻模塊應(yīng)安裝在低溫度波動(dòng)的位置處，從而確保zui高的準(zhǔn)確度和可重復(fù)性。

• 兩個(gè)或四個(gè)溫度檢測(cè)器用模擬輸入

• 全部電阻溫度檢測(cè)器必須為相同類型

• 在墻或者DIN導(dǎo)軌上直接安裝

SIMATIC ET 200pro模塊化多功能化

SIMATIC ET 200pro 是一個(gè)高性能、小型化的堅(jiān)固的 I/O 系統(tǒng)，防護(hù)等級(jí)IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安裝在機(jī)器上。通過(guò)其模塊化和以節(jié)省時(shí)間

SIMATIC ET 200pro 是一個(gè)高性能、小型化的堅(jiān)固的 I/O 系統(tǒng)，防護(hù)等級(jí)IP65/67。它不需要使用控制柜，可直接安裝在機(jī)器上。通過(guò)其模塊化和以節(jié)省時(shí)間為導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)靈活、定制的分布式解決方案。
  ET 200pro 可與 PROFIBUS 或 PROFI-NET（一種用于公司范圍內(nèi)自動(dòng)化的開(kāi)放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)）等相連。
  ET 200pro 所提供的廣泛診斷功能可以降低工廠的停產(chǎn)時(shí)間。
  標(biāo)準(zhǔn)模板具有模板診斷功能，可檢查編碼器電源或輸出的短路情況。
  高性能模板通過(guò)用于檢查短路和斷線情況的通道診斷，提供了更為精確的診斷功能。附加的過(guò)程中斷可用于6個(gè)數(shù)字量輸入通道。
  診斷報(bào)警通過(guò) PROFIBUS 或 PROFI-NET 以普通文本的形式通過(guò)被發(fā)送到上位 PLC。
  ET 200pro 設(shè)計(jì)緊湊，可根據(jù)需要在不超過(guò) 1 米的長(zhǎng)度上組合16個(gè)模板。可以在工作臺(tái)上用窄模板安裝導(dǎo)軌對(duì) ET 200pro 站進(jìn)行預(yù)組裝，然后將其作為一個(gè)裝置安裝到機(jī)器上。此外，也可以首先將緊湊型模板安裝導(dǎo)軌固定到位，然后再組裝操作站。

 只需將模板卡到模板擋板上，并將它們相互推合在一起。擴(kuò)展模板分為總線模板、電子模板和連接模板三個(gè)部分：
  總線模板包含信號(hào)背板總線和可隨意設(shè)計(jì)的電源。
  電子模板決定功能，可在設(shè)備帶電的正常運(yùn)行過(guò)程中更換（熱插拔）模板。因此，在發(fā)生故障時(shí)，站點(diǎn)也會(huì)保持正常工作。部件編碼可防止不經(jīng)意插入錯(cuò)誤的模板。
  帶獨(dú)立接線的連接模板在插入后可用兩個(gè)螺絲緊固?？梢钥焖?、輕松對(duì)預(yù)組裝電纜進(jìn)行連接。
  安全型模板和高性能接口模板可用于安全要求*的自動(dòng)化任務(wù)。這種擴(kuò)展模板可在站中單獨(dú)使用，或與標(biāo)準(zhǔn)模板結(jié)合使用。
  通過(guò)使用安全型 SIMATIC S7-300F 和 S7-400F 控制器，可以不使用控制柜而高效完成安全要求高達(dá) SIL 3 (EN 61508) 或 4 類 (EN 954-1) 的自動(dòng)化任務(wù)。
  ET 200pro 和相關(guān)安全型 CPU 之間的安全通訊使用 PROFIsafe 行規(guī)并通過(guò) PROFIBUS 或 PROFINET 來(lái)完成。
 8 通道電子模板可以通過(guò) 8 個(gè) M12 或 4 個(gè) M12 連接插孔組合。這樣您就可以選擇一對(duì)一或一對(duì)二 M12 插孔。因此，可以將大量不同類型的傳感器和執(zhí)行器連接到電子模板，而無(wú)需使用 Y 型連接器或 Y 型導(dǎo)線等額外附件。這不僅可減少接線，而且還可降低附件和部件庫(kù)存成本。

SIMATIC ET 200S

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實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)、閉環(huán)控制、數(shù)據(jù)采集、通訊等功能

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自動(dòng))、JOG(手動(dòng))、示教（TEACHIN） 手動(dòng)輸入運(yùn)行（MDA） ，自動(dòng)方式：程序的自動(dòng)運(yùn)行，加工程序中斷后，從斷點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行；可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運(yùn)轉(zhuǎn)。

輪廓和補(bǔ)償

840D可根據(jù)用戶程序進(jìn)行輪廓的沖突檢測(cè)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)入和退出策略及交點(diǎn)計(jì)算、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償棚測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償、過(guò)象限誤差補(bǔ)償?shù)取?/p>

安全保護(hù)功能

數(shù)控系統(tǒng)可通過(guò)預(yù)先設(shè)黃軟極限開(kāi)關(guān)的方法．進(jìn)行工作區(qū)域的限制及程序執(zhí)行中的進(jìn)給減速，同時(shí)還可以對(duì)主鈾的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。

NC編程

840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)(德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，具有高級(jí)語(yǔ)言編程特色的程序編輯器，可進(jìn)行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時(shí)進(jìn)行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、刀具偏置、補(bǔ)償?shù)拇鎯?chǔ)。

PLC編程

840D的集成式PLC*以標(biāo)準(zhǔn)sIMAncs7模塊為基礎(chǔ)，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴(kuò)展到288KB，u／o模塊可擴(kuò)展副2048個(gè)輸入／輸出點(diǎn)、PLC程序能以*的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機(jī)床發(fā)送運(yùn)動(dòng)停止／起動(dòng)等指令。

操作部分硬件

840D系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在WINOOWs98／2000下開(kāi)發(fā)自定義的界面。此外，2個(gè)通用接過(guò)RS232可使主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行通信，用戶還可通過(guò)磁盤驅(qū)動(dòng)器接口和打印機(jī)并聯(lián)接口完成程序存儲(chǔ)、讀入及打印工作。

---- 系統(tǒng)組成：
*處理單元 (CPU)
各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。
信號(hào)模塊 (SM)
用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出
通訊處理器 (CP)
用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接
功能模塊 (FM)
用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。

根據(jù)客戶要求，還可以提供以下設(shè)備：
負(fù)載電源模塊 (PS)
用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。
接口模塊 (IM)
用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過(guò)分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊

1. 負(fù)載電源 (選項(xiàng))
2. 后備電池 (CPU 313 以上)
3. 24V DC 連接
4. 模式開(kāi)關(guān)
5. 狀態(tài)和故障指示燈 
6. 存儲(chǔ)器卡 (CPU 313 以上)
7. MPI 多點(diǎn)接口
8. 前連接器
9. 前門
模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用
大范圍的各種功能模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)
由于簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活
方便用戶和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)
當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展
由于大范圍的集成功能使得它功能非常強(qiáng)勁