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SIMATIC S7-200
??西門子S7-200是超小型化的PLC,適用于各行各業(yè),各種中的自動檢測、監(jiān)測及控制。?從CPU模塊的功能來看,SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今大致經(jīng)歷了兩代:代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 21X,主機都可進(jìn)行擴展,它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元:CPU 212,CPU 214;CPU 215和CPU 216。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 22X,是在21世紀(jì)初投放市場的,速度快,具有較強的通信能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元:CPU 221,CPU 222,CPU 224和CPU 226,除了CPU 221之外,其他都可加擴展模塊。
SIMATIC S7-300
西門子 S7-300是模塊化小型PLC,能中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的。
從CPU模塊來分,S7-300 PLC大致可以分為緊湊型、型、革新性、戶外性、故障性、特種這幾類。緊湊型CPU包括312C、313C、313C-2PtP、313C-2DP、314C-2PtP、314-2DP。型CPU有313、314、315、315-2DP、316-2DP。革新性CPU有312、314、315-2DP、317-2DP、318-2DP。戶外性CPU有312 IFM、314 IFM、314(戶外性)。故障性CPU有315F、315F-2DP、317F-2DP。特種性CPU包括317T-2DP、317-2PN/DP。二人急忙伸手接住,竟是兩面青銅令牌。
SIMATIC S7-400
S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計,可靠耐用,同時可以選用多種級別(功能逐步升級)的CPU,并配有多種通用功能的模板,這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的。當(dāng)控制規(guī)模擴大或升級時,只要適當(dāng)?shù)匾恍┠0澹隳苁股壓统浞中枰?/span>
SIMATIC S7-1200
西門子S7-1200是低端的離散自動化和自動化中使用的小型控制器模塊。SIMATIC S7-1200 具有集成 PROFINET 接口、強大的集成工藝功能和靈活的可擴展性等特點,為各種工藝任務(wù)提供了簡單的通訊和SIMATIC S7-1200 小型可編程控制器充分于中小型自動化的需求。在研發(fā)中充分考慮了、控制器、人機界面和的無縫整合和協(xié)調(diào)的需求。SIMATIC S7-1200 系列的問世,標(biāo)志著西門子在原有產(chǎn)品系列基礎(chǔ)上拓展了產(chǎn)品版圖,代表了未來小型可編程控制器的發(fā)展方向,西門子也將一如既往開拓創(chuàng)新,自動化潮流。有效的解決方案,尤其多種應(yīng)用中*不同的自動化需求。
PLC應(yīng)用及使用中應(yīng)注意的問題
一、簡述
多年來,可編程控制器(以下簡稱PLC)從其產(chǎn)生到現(xiàn)在,實現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍;其功能從弱到強,實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步;其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大,實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運算、人機接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高,成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備,在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。
二、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),使用情況主要分為如下幾類:
1.開關(guān)量邏輯控制
取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺設(shè)備的控制,也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。
2.工業(yè)過程控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量),PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。
3.運動控制
PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用的運動控制模塊,如可驅(qū)動步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
4.?dāng)?shù)據(jù)處理
PLC具有數(shù)學(xué)運算(含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
5.通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,現(xiàn)在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
三、PLC的應(yīng)用特點
1.可靠性高,抗干擾能力強
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。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)故障時可及時發(fā)出警報信息。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,整個系統(tǒng)將*的可靠性。
2.配套齊全,功能完善,適用性強
PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品,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,PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣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通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
3.易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎
PLC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,為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。
4.系統(tǒng)的設(shè)計,工作量小,維護(hù)方便,容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短,同時日常維護(hù)也變得容易起來,更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。
四、PLC應(yīng)用中需要注意的問題
PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動化控制的設(shè)備,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而,盡管有如上所述的可靠性較高,抗干擾能力較強,但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣,電磁干擾特別強烈,或安裝使用不當(dāng),就可能造成程序錯誤或運算錯誤,從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出,這將會造成設(shè)備的失控和誤動作,從而不能保證PLC的正常運行,要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性,一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力;另一方面,要求設(shè)計、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下問題:
1.工作環(huán)境
(1)溫度PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC,安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。
(2)濕度為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應(yīng)小于85%(無凝露)。
(3)震動應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強烈的震動源,防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時,必須采取減震措施,如采用減震膠等。
(4)空氣避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。
(5)電源PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中,可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器,以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端,當(dāng)輸入端使用外接直流電源時,應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因為普通的整流濾波電源,由于紋波的影響,容易使PLC接收到錯誤信息。
2.控制系統(tǒng)中干擾及其來源
現(xiàn)場電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中見也是易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一,所謂治標(biāo)先治本,找出問題所在,才能提出解決問題的辦法。因此必須知道現(xiàn)場干擾的源頭。
(1)干擾源及一般分類
影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,其原因是電流改變產(chǎn)生磁場,對設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;磁場改變產(chǎn)生電流,電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差,主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓疊加所形成。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因),這種共模干擾可為直流,亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種干擾疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。
(2)PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑
a.強電干擾
PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,刀開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊。
b.柜內(nèi)干擾
控制柜內(nèi)的高壓電器,大的電感性負(fù)載,混亂的布線都容易對PLC造成一定程度的干擾。
c.來自信號線引入的干擾
與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低,嚴(yán)重時將引起元器件損傷。
d.來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴(yán)重的干擾信號,使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。
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e.來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。
f.變頻器干擾
一是變頻器啟動及運行過程中產(chǎn)生諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾,引起電網(wǎng)電壓畸變,影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量;二是變頻器的輸出會產(chǎn)生較強的電磁輻射干擾,影響周邊設(shè)備的正常工作。