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SIMATIC Technology
优点:所有的工艺功能(包括:运动控制工艺,故障安全保护,PLC工艺功能),
标准 (PROFIsafe) 的集中式和分布式故障安全I/O,以及故障安全驱动器,可连接到SIMATIC CPU 317TF-2DP。作为标准故障安
与传统布线工艺相比较,采用PROFIsafe技术,可显著节省布线成本、降低布线故障风险,并大大增强调试的灵活性。
西门子S7-200系列PLC控制器 概述
S7-200系列PLC适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
产品简介
西门子S7-300系列PLC控制器,SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
产品详细信息
西门子S7-300系列PLC控制器,西门子S7-300PLC控制器,西门子PLC控制器,西门子S7-300控制器,西门子S7-300系列PLC可编程控制器
西门子S7-200,300PLC 中央处理器,可编程控制器 PLC编码器模组 PLC信号模块 通讯模块 现货销售
20个不同的CPU:
7种标准型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
6 个紧凑型 CPU(带有集成技术功能和 I/O)(CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP)
5 个故障安全型 CPU(CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP)
2种技术型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
18种CPU可在-25°C 至 +60°C的扩展的环境温度范围中使用
具有不同的性能等级,满足不同的应用领域。
西门子S7-300系列PLC控制器 详细介绍
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
- 具有高电磁兼容性和抗震性,可**限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求:
- 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
- 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
- 类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
西门子802C数控系统操作面板
西门子S7-300系列PLC控制器 设计 S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据要求,也可使用下列模块:
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM),用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码,更换极为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
中央控制器和3个扩展机架**多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 扩展:
1 个扩展装置**远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的**远距离为 10m。
单独安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。
灵活的安装选项:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以**限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
西门子S7-200系列PLC控制器 功能与设计
CPU单元设计
集成的24V负载电源:可直接连接到传感器和变送器(执行器),CPU 221,222具有180mA输出, CPU 224,CPU 224XP,CPU 226分别输出280,400mA。可用作负载电源。
不同的设备类型
CPU 221~226各有2种类型CPU,具有不同的电源电压和控制电压。
本机数字量输入/输出点
CPU 221具有6个输入点和4个输出点,CPU 222具有8个输入点和6个输出点,CPU 224具有14个输入点和10个输出点,CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点,CPU 226具有24个输入点和16个输出点。
本机模拟量输入/输出点
CPU 224XP具有2个输入点,1个输出点。
中断输入
允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
高速计数器
-CPU 221/222
4个高速计数器(30KHz),可编程并具有复位输入,2个独立的输入端可同时作加、减计数,可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器
-CPU 224/224XP/226
6个高速计数器(30KHz),具有CPU 221/222相同的功能。
模拟电位器
CPU 221/222 1个
CPU 224/224XP/226 2个
2路高频率脉冲输出(***20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
实时时钟
例如为信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块(选件)
可作为修改与拷贝程序的**工具(无需编程器),并可进行辅助软件归档工作。
电池模块
用于长时间数据后备。用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
编程
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包,但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。
STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程,则需要使用PC/PPI电缆。
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件,则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下,通讯速率可高达187.5kbit/s。 可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。
有两种不同型号的 PC/PPI 电缆:
带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆,用5个DIP开关设置波特率和其它配置项
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接近开关的作用、外形图和电气符号
接近开关是非接触式的监测装置,当运动着的物体接近它到一定距离范围内,就能发出信号。
PLC由哪几个主要部分组成?各部分的作用是什么?
PLC由中央处理器CPU、存储器、输入输出接口和编程器组成。
中央处理器CPU是核心,它的作用是接收输入的程序并存储程序。扫描现场的输入状态,执行用户程序,并自诊断,
存储器用来存放程序和数据;
输入接口采集现场各种开关接点的信号状态,并将其转化成标准的逻辑电平。
输出接口用于输出电信号来控制对象;
编程器用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视,还可以显示PLC的各种状态。
小车控制系统——使用STL指令的编程方式梯形图举例
许多PLC厂家都设计了专门用于编制顺序控制程序的指令和编程元件,如美国GE公司和GOULD公司的鼓形控制器、日本东芝公司的步进顺序指令、三菱公司的步进梯形指令等。
步进梯形指令(Step Ladder Instruction)简称为STL指令。FX系列就有STL指令及RET复位指令。利用这两条指令,可以很方便地编制顺序控制梯形图程序。
FX2N系列PLC的状态器S0~S9用于初始步,S10~S19用于返回原点,S20~S499为通用状态,S500~S899有断电保持功能,S900~S999用于报警。用它们编制顺序控制程序时,应与步进梯形指令一起使用。FX系列还有许多用于步进顺控编程的特殊辅助继电器以及使状态初始化的功能指令IST,使STL指令用于设计顺序控制程序更加方便。
使用STL指令的状态器的常开触点称为STL触点,它们在梯形图中的元件符号如图5-31所示。图中可以看出功能表图与梯形图之间的对应关系,STL触点驱动的电路块具有三个功能:对负载的驱动处理、指定转换条件和指定转换目标。
图5-31 STL指令与功能表图
除了后面要介绍的并行序列的合并对应的梯形图外,STL触点是与左侧母线相连的常开触点,当某一步为活动步时,对应的STL触点接通,该步的负载被驱动。当该步后面的转换条件满足时,转换实现,即后续步对应的状态器被SET指令置位,后续步变为活动步,同时与前级步对应的状态器被系统程序自动复位,前级步对应的STL触点断开。
使用STL指令时应该注意以下一些问题:
1)与STL触点相连的触点应使用LD或LDI指令,即LD点移到STL触点的右侧,直到出现下一条STL指令或出现RET指令,RET指令使LD点返回左侧母线。各个STL触点驱动的电路一般放在一起,**后一个电路结束时—定要使用RET指令。
2)STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈,STL触点也可以使Y、M、S等元件置位或复位。
3)STL触点断开时,CPU不执行它驱动的电路块,即CPU只执行活动步对应的程序。在没有并行序列时,任何时候只有一个活动步,因此大大缩短了扫描周期。
4)由于CPU只执行活动步对应的电路块,使用STL指令时允许双线圈输出,即同一元件的几个线圈可以分别被不同的STL触点驱动。实际上在一个扫描周期内,同一元件的几条OUT指令中只有一条被执行。
5)STL指令只能用于状态寄存器,在没有并行序列时,一个状态寄存器的STL触点在梯形图中只能出现一次。
6)STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令,但是可以使用CJP和EJP指令。当执行CJP指令跳人某一STL触点驱动的电路块时,不管该STL触点是否为“1”状态,均执行对应的EJP指令之后的电路。
7)与普通的辅助继电器一样,可以对状态寄存器使用LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、SET、RST、OUT等指令,这时状态器触点的画法与普通触点的画法相同。
8)使状态器置位的指令如果不在STL触点驱动的电路块内,执行置位指令时系统程序不会自动将前级步对应的状态器复位。
如图5-32所示小车一个周期内的运动路线由4段组成,它们分别对应于S31~S34所代表的4步,S0代表初始步。
图5-32 小车控制系统功能表图与梯形图
假设小车位于原点(**左端),系统处于初始步,S0为“1”状态。按下起动按钮X4,系统由初始步S0转换到步S31。S31的STL触点接通,Y0的线圈“通电”,小车右行,行至**右端时,限位开关X3接通,使S32置位,S31被系统程序自动置为“0”状态,小车变为左行,小车将这样一步一步地顺序工作下去,**后返回起始点,并停留在初始步。图5-32中的梯形图对应的指令表程序如表5-3所示.。
表5-3 小车控制系统指令表
LD SET STL LD SET STL |
M8002 S0 S0 X4 S31 S31 |
OUT LD SET STL OUT LD |
Y0 X3 S32 S32 Y1 X1 |
SET STL OUT LD SET STL |
S33 S33 Y0 X2 S34 S34 |
OUT LD SET RET |
Y1 X0 S0 |
S7-200系列PLC的定时器指令
1) 类型、编号及分辨率
TON——接通延时
TONR——有记忆接通延时
TOF——断开延时
3种分辨率(时基):1ms、10ms、100ms——分别对应不同的定时器号
定时器6个要素:
指令格式(时基、编号等) 预置值——PT
使能——IN 复位——3种定时器不同
当前值——Txxx 定时器状态(位)——可由触点显示
定时值=时基×预置值PT。由于定时器的计时间隔与程序的扫描周期并不同步,定时器可能在其时基(1ms、10ms、100ms)内任何时间启动,所以,未避免计时时间丢失,一般要求设置PT预置值必须大于**小需要的时间间隔。例如:使用10ms时基定时器实现140ms延时(时间间隔),则PT应设置为15(10ms×15=150ms)。
2) 功能
(1) 接通延时定时器TON——一般用于单一时间间隔的定时
指令格式:见图,编号与分辨率及定时器类型有关。(见教材P221:Fig8-3-3a)
使能:——IN: I2.0 =“1”
当前值——T33,当在线(Online)时,此处显示当前值
预置值——PT=3,即定时时间=10ms×3=30ms
复位——IN:I2.0 = “0”
定时器状态(位)——“1”或“0”
与MODICON PLC的定时器指令对照:
区别:对MODICON PLC,当10001=“0” ,10002=“1”时,定时器当前值保持;当计时时间到,即(40040)= 30时,只要10002=“1”,定时器也是保持
对S7-200 PLC, 只要I0.0=“1”,即计时,当T33当前值=3时,定时器继续计时,直至I0.0=“0”,定时器复位(相当于10002=“0” )
(1) 断开延时定时器TOF——一般用于故障时间后的时间延时
指令格式:见图,编号与分辨率及定时器类型有关。
注意:定时器状态(位)=“1”(置位)及当前值复0与使能.I0.0=“1”同步;计时开始与使能I0.0从“1”→“0”(断开)同步,且当计时时间到而使能仍=“0”时,当前值保持。
(2) 有记忆接通延时定时器TONR——一般用于累计许多时间间隔(指令功能及时序图见教材P222:Fig8-3-3c)
指令格式:见图,编号与分辨率及定时器类型有关。
注意:定时器状态(位)=“1”(置位)及当前值复0与使能.I0.0=“1”同步;计时开始与使能I0.0从“1”→“0”(断开)同步,且当计时时间到而使能仍=“0”时,当前值保持。
(3) 有记忆接通延时定时器TONR——一般用于累计许多时间间隔
STEP7—Micro/WIN4.0编程软件新建一个工程示例
STEP7—Micro/WIN4.0编程软件具有编程和程序调试等多种功能,下面通过一个简单程序示例,介绍编程软件的基本使用。
STEP7—Micro/WIN4.0编程软件的基本使用示例如图1所示。
图1 编程软件使用示例的梯形图
编程的准备
1)、创建一个项目或打开一个已有的项目
在进行控制程序编程之前,首先应创建一个项目。执行菜单【文件】→【新建】选项或单击工具栏的新建按钮,可以生成一个新的项目。执行菜单【文件】→【打开】选项或单击工具栏的打开按钮,可以打开已有的项目。项目以扩展名为 . mwp 的文件格式保存。
2)、设置与读取PLC的型号
在对PLC编程之前,应正确地设置其型号,以防止创建程序时发生编辑错误。如果指定了型号,指令树用红色标记“X”表示对当前选择的PLC无效的指令。设置与读取PLC的型号可以有两种方法:①执行菜单【PLC】→【类型】选项,在出现的对话框中,可以选择PLC型号和CPU版本如图2所示。②双击指令树的【项目1】,然后双击PLC型号和CPU版本选项,在弹出的对话框中进行设置即可。如果已经成功地建立通信连接,单击对话框中的【读取PLC】按钮,可以通过通信读出PLC的信号与硬件版本号。
图2 设置PLC的型号
3)、 选择编程语言和指令集
S7-200系列PLC支持的指令集有SIMATIC和IEC1131-3两种。SIMATIC编程模式选择,可以执行菜单【工具】→【选项】→【常规】→【SIMATIC】选项来确定。
编程软件可实现3种编程语言(编程器)之间的任意切换,执行菜单【查看】→【梯形图】或【STL】或【FBD】选项便可进入相应的编程环境。
4)、确定程序的结构
简单的数字量控制程序一般只有主程序,系统较大、功能复杂的程序除了主程序外,可能还有子程序、中断程序。编程时可以点击编辑窗口下方的选项来实现切换以完成不同程序结构的程序编辑。用户程序结构选择编辑窗口如图3所示。
图3 用户程序结构选择编辑窗口
主程序在每个扫描周期内均被顺序执行一次。子程序的指令放在独立的程序块中,仅在被程序调用时才执行。中断程序的指令也放在独立的程序块中,用来处理预先规定的中断事件,在中断事件发生时操作系统调用中断程序。
PLC的基本特点
从PLC的工作原理知,PLC的输入与输出在物理上是彼此隔开的,其间的联系是靠运行存储于它的内存中的程序实现。它的入出相关,不是靠物理过程,不是用线路;而是靠信息过程,用软逻辑联系。它的工作基础是用好信息。
信息不同于物质与能量,有自身的规律。信息便于处理,便于传递,便于存储;信息还可重用,等等。正是由于信息的这些特点,决定了PLC的基本特点。
下面介绍PLC的四个特点:
2.1功能丰富
PLC的功能非常丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。
它的指令多达几十条、几百条,可进行各式各样的逻辑问题的处理,还可进行各种类型数据的运算。凡普通计算机能做到的,它也都可作到。
它的内部器件,即内存中的数据存储区,种类繁多,容量宏大。I/O继电器,可以用以存储入、出点信息的,少的几十、几百,多的可达几千、几万,以至10几万。这意味着它可进行这么多I/O点的入出信息变换,进行这么大规模的控制。
它的内部种种继电器,相当于中间继电器,数量更多。内存中一个位就可作为一个中间继电器,怎么不多!
它的计数器、定时器也很多,是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块,其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字,再加一些标志位,即可成为定时器、计数器,所以才那么多。
而且,这些内部器件还可设置成丢电保持的,或丢电不保持的,即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。
它的数据存储区还可用以存储大量数据,几百、几千、几万字的信息都可以存,而且,掉电后还不丢失。
PLC还有丰富的外部设备,可建立友好的人机界面,以进行信息交换。可送入程序,送入数据,可读出程序,读出数据。而且读、写时可在图文并茂的画面上进行。数据读出后,可转储,可打印。数据送入可键入,可以读卡入,等等。
PLC还具有通讯接口,可与计算机链接或联网,与计算机交换信息。自身也可联网,以形成单机所不能有的更大的、地域更广的控制系统。
PLC还有强大的自检功能,可进行自诊断。其结果可自动记录。这为它的维修增加了透明度,提供了方便。
丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能;同时,也为工业系统的自动化、远动化及其控制的智能化创造了条件。
像PLC这样集丰富功能于一身,是别的电控制器所没有的;更是传统的继电控制电路所无法比拟的。
2.2使用方便
用PLC实现对系统的控制是非常方便的。这是因为:首先PLC控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。编程序比接线,更改程序比更改接线,当然要方便得多!
其次PLC的硬件是高度集成化的,已集成为种种小型化的模块。而且,这些模块是配套的,已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块,PLC厂家多有现货供应,市场上即可购得。所以,硬件系统配置与建造也非常方便。
正因如此,用可编程序控制器才有这个"可"字。对软件讲,它的程序可编,也不难编。对硬件讲,它的配置可变,而且也易于变。
具体地讲,PLC有五个方面的方便:
(1)配置方便:可接控制系统的需要确定要使用哪家的PLC,那种类型的,用什么模块,要多少模块,确定后,到市场上定货购买即可。
(2)安装方便:PLC硬件安装简单,组装容易。外部接线有接线器,接线简单,而且一次接好后,更换模块时,把接线器安装到新模块上即可,都不必再接线。内部什么线都不要接,只要作些必要的DIP开关设定或软件设定,以及编制好用户程序就可工作。
(3)编程方便:PLC内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器,但它通过程序(软件)与系统内存,这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC,内部继电器数都可以千计,时间继电器、计数也以百计。而且,这些继电器的接点可无限次地使用。PLC内部逻辑器件之多,用户用起来已不感到有什么限制。**考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多,也无关紧要。大型PLC的控制点数可达万点以上,哪有那么大的现实系统?若实在不够,还可联网进行控制,不受什么限制。PLC的指令系统也非常丰富,可毫不困难地实现种种开关量,以及模拟量的控制。PLC还有存储数据的内存区,可存储控制过程的所有要保存的信息。……总之,由于PLC功能之强,发挥其在控制系统的作用,所受的限制已不是PLC本身,而是人们的想象力,或与其配套的其它硬件设施了。
PLC的外设很丰富,编程器种类很多,用起来都较方便,还有数据监控器,可监控PLC的工作。使用PLC的软件也很多,不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言,有的还可用BASIC语言、C语言,以至于自然语言。这些也为PLC编程提供了方便。
PLC的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的PLC的程序完善之后,凡这种产品都可使用。生产一台,拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试,要省事及简单得多。
(4)维修方便:这是因为:
①PLC工作可靠,出现故障的情况不多,这大大减轻了维修的工作量。这在讲述PLC的第三个特点时,还将进一步介绍。
②即使PLC出现故障,维修也很方便。这是因为PLC都设有很多故障提示信号,如PLC支持内存保持数据的电池电压不足,相应的就有电压低信号指示。而且,PLC本身还可作故障情况记录。所以,PLC出了故障,很易诊断。同时,诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故,而模块的备件市场可以买到,进行简单的更换就可以。至于软件,调试好后不会出故障,再多只要依据使用经验进行调整,使之完善就是了。
(5)改用方便:PLC用于某设备,若这个设备不再使用了,其所用的PLC还可给别的设备使用,只要改编一下程序,就可办到。如果原设备与新设备差别较大,它的一些模块还可重用。
2.3工作可靠
用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多措施,确保它能可靠工作。事实上,如果PLC工作不可靠,就无法在工业环境下运用,也就不成其为PLC了。
(1) 在硬件方面:
PLC的输入输出电路与内部CPU是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且,CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰,能正常地工作。
PLC使用的元器件多为无触点的,而且为高度集成的,数量并不太多,也为其可靠工作提供了物质基础。
在机械结构设计与制造工艺上,为使PLC能安全可靠地工作,也采取了很多措施,可确保PLC耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏50多度,有的PLC可高达80--90度。
有的PLC的模块可热备,一个主机工作,另一个主机也运转,但不参与控制,仅作备份。一旦工作主机出现故障,热备的可自动接替其工作。
还有更进一步冗余的,采用三取一的设计,CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作,**终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零,做到万无一失。当然,这样的系统成本是很高的,只用于特别重要的场合,如铁路车站的道叉控制系统。
(2)软件方面:
PLC的工作方式为扫描加中断,这既可保证它能有序地工作,避免继电控制系统常出现的"冒险竞争",其控制结果总是确定的;而且又能应急处理急于处理的控制,保证了PLC对应急情况的及时响应,使PLC能可靠地工作。
为监控PLC运行程序是否正常,PLC系统都设置了"看门狗"(Watchingdog)监控程序。运行用户程序开始时,先清"看门狗"定时器,并开始计时。当用户程序一个循环运行完了,则查看定时器的计时值。若超时(一般不超过100ms),则报警。严重超时,还可使PLC停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时,则重复起始的过程,PLC将正常工作。显然,有了这个"看门狗"监控程序,可保证PLC用户程序的正常运行,可避免出现"死循环"而影响其工作的可靠性。
PLC还有很多防止及检测故障的指令,以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序,对PLC的工作状况,以及PLC所控制的系统进行监控,以确保其可靠工作。
PLC每次上电后,还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的,用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。
正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施,才确保了PLC具有可靠工作的特点。它的平均无故障时间可达几万小时以上;出了故障平均修复时间也很短,几小时以至于几分钟即可。
曾有人做过为什么要使用PLC的问卷调查。在回答中,多数用户把PLC工作可靠作为选用它的主要原因,即把PLC能可靠工作,作为它的**指标。
2.4经济合算
高新技术的使用必将带来巨大的社会效益与经济效益,这是科技是**生产力的体现,也是高新技术生命力之所在。PLC也是如此。
尽管使用PLC首次投资要大些,但从全面及长远看,使用PLC还是经济的。这是因为:
使用PLC的投资虽大,但它的体积小、所占空间小,辅助设施的投入少;使用时省电,运行费少;工作可靠,停工损失少;维修简单,维修费少;还可再次使用以及能带来附加价值等等,从中可得更大的回报。所以,在多数情况下,它的效益是可观的。
S7-200PLC移位寄存器梯形图编程应用举例
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S7-200 PLC输出继电器(Q)的作用和使用
输出继电器是用来将PLC的输出信号传递给负载,是专设的输出过程映像寄存器。它只能用程序指令驱动。在每次扫描周期的结尾,CPU将输出映像寄存器中的数值复制到物理输出点上,并将采样值写入,以驱动负载。输出继电器一般采用八进制编号,一个端子占用一个点。它有4种寻址方式即可以按位、字节、字或双字来存取输出过程映像寄存器中的数据。
位: Q〔字节地址].[位地址〕如:Q0.2
字节、字或双字: Q[长度][起始用户可以用变量存储区存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果,也可以用它来保存与工序或任务相关的其他数据。它有4种寻址方式即可以按位、字节、字或双字来存取变量存储区中的数据。
位: V[字节地址].[位地址]如:V10.2
字节、字或双字: V[数据长度] [起始字节地址]如:VB 100、VW200, VD300字节地址]如:QB2 QW6 QD4
在S7-200 PLC中,定时器作用相当于时间继电器,可用于时间增量的累计。其分辨率分为三种:1ms、10ms、100ms。
定时器有以下两种寻址形式。
●当前值寻址:16位有符号整数,存储定时器所累计的时间。
●定时器位寻址:根据当前值和预置值的比较结果置位或者复位。
两种寻址使用同样的格式:T+定时器编号。例如:T37