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西门子6ES7151-7AA21-0AB0

更新时间:2019-06-24

简要描述:

工业自动化设备,电气设备研发,软件开发系统集成系统,计算机零配件,电子产品,电子仪器,电子元件及组件,电子电器,电子产品及配件,机械配件,电池,机电产品,办公设备,通用机械设备销售,电线,电缆西门子西门子6ES7151-7AA21-0AB0

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西门子PLC采用字符接收完成中断接收数据,通过起始字节判断接收数据帧的开始,由数据长度决定接收数据帧的结束,采用异或校验提高接收数据的可靠性,S7-200PLC在接收完一帧数据后计算出接收到数据的异或校验码,并与单片机传送过来的校验码比较,如果不同就舍弃,不要求重发。本应用中传送数据为温度值,舍弃后接收下一个数据即可。PLC接收数据通信程序流程图如图


    设计者应熟读编程手册、熟练程序的编辑技巧,使得自己的设计方案得以展现。设计好的程序能否满足控制任务,就必须进行调试,传统的调试方式离不开编程控制器CPU,必要时还需要另外准备输入输出模块、特殊功能模块和外部机器等。仿真软件GXSimulator可提供一个虚拟的实验平台。GXSimulator是在Windows上运行的软元件包,在安装有GXDeveloper的计算机内追加安装GXSimulator,就能够实现不在线时的调试。不在线调试功能内包括软元件的监视测试、外部机器的I/O的模拟操作等。对于个人学习来说,没有实验条件,仿真软件能够在个人计算机上进行顺控程序的开发和调试。使用者通过程序不断的仿真调。
    甚至包括各种仪表、硬件的配置。这得益于我原本所学的。当然,不能要求所有搞PLC程序的工程师都有我这样的经历。但是有两门知识却是不可或缺的:一是过程仪表的硬件知识,包括传感器、变送器(二次仪表)和PLC本身,这是构建控制系统的基础;二是过程控制理论,包括各种控制模型的原理和应用,其中重要的是二位调节和PID调节模型。PID调节是目前用得广泛的过程控制手段,且变化多端。学习PID的方法就是读书。几乎所有讲解过程控制的书籍都有关于PID的内容,多读基本相关的书籍对理解PID是很有益处的。我发现不少网友在进入PLC领域时,缺乏这些相关知识PLC单纯接收数据,所以采用单工串行通信。PLC采用自由端口模式协。
    如模拟量功能,通信功能等。因此,选型时尽可能选用内置功能多的PLC,既降低了成本,又节省控制柜空间,更可以简化设置和编程工作量。PLC选型冗余量的把握由于前期预估、现场施工改动和后期维护升级的需要,PLC选型需考虑一定的冗余量。主要考虑I/O点的数量,较小的工程控制在20%的冗余范围;较大的工程控制在5%~10%。其它如模拟量,通信和总线功能的冗余问题,需工程人员根据现场硬件配置灵活把握,如果控制功能均为PLC内置的,则需更换高一级单机PLC;若控制功能是通过扩展模块实现的,则考虑冗余时仅需更新相应模块即可。PLC编程要点(1)根据控制流程图分配程序段根据前期控制流程图将控制程序分解成不同的程序。
    可以根据实际控制规摸大小,进行组合,既可以实现单柜自动控制,也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线网络组成集散(DSC)控制系统。PLC控制柜能适应各种大小规模的工业自动化控制场合。广泛应用在电力、冶金、化工、造纸、环保污水处理等行业中。PLC控制柜使用条件供电电源:DC直流24V,两相交流220v,(-10%,+15%),50HZ防护等级:IP41或IP20环境条件:环境温度在0℃-55℃,防止太阳光直接照射;空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。远离强烈的震动源,防止震动频率为10-55HZ的频繁或连续震动。避免有腐蚀和易燃的气体。PLC控制柜基本结构可编程逻辑控制器实质是一种于工业控制的计算。
    可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,进而实现工厂自动化。2.3.按I/O点数分类根据PLC的I/O点数多少,可将PLC分为小型、中型和大型三类。(1)小型PLC小型PLC的I/O点数小于256,具有单CPU及8位或16位处理器,用户存储器容量为4KB以下。例如:三菱FX0S系列。(2)中型PLC中型PLC的I/O点数在256~2048,具有双CPU,用户存储器容量为2~8KB。(3)大型PLC大型PLC的I/O点数大于2048,具有多CPU及16位或32位处理器,用户存储器容量为8~16KB。PLC产品可按地域分成三大流派,一个流派是美国产品,一个流派是欧洲产品,一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC是在相互隔离情况下独立研究开发。

西门子PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制,实现*的网络功能,性能稳定、可扩展、抗干扰强等特点,是现代工业的核心和灵魂。可以根据用户需求量身设计PLC控制柜、变频柜等,满足用户要求,并可搭配人机界面触摸屏,达到轻松操作的目的。设备更可与dcs总线上位机modbus、profibus等通讯协议的数据传输;工控机、以太网等实现的控制和监控。
    在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是可编程逻辑控制器的真正输出。功能特点:可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。系统构成灵活,扩展容易,以开关量控制为其特长;也能进行连续过程的PID回路控制;并能与上位机构成复杂的控制并且在经验设计法中资料收集显得尤为重要。首先收集典型程序样例,程序有较完整的组成部分:控制任务、I/O分配、硬件接线图、完整的程序及注释。其次要读懂程序,从而分解出程序中用于完成不同任务的组成部分,对于各组成部分中独立完成某一特定功能的子程序或者中断程序应及时收藏到程序库。以便在以后的编程过程中碰到实现类似控制任务。
    或者用它们模拟实际的反馈信号,如行程开关触点的接通和断开等。通过开关量输出单元上各输出点对应的发光二极管,观察输出信号是否满足设计的要求。调试顺序控制程序的主要任务是检查程序的运行是否符合顺控图的规定,即在某一转换实现时,是否发生活动步状态的正确变化,该转换所有的前级步是否变为不活动步,所有的后续步是否变为活动步,以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时应充分考虑各种可能的情况,对系统各种不同的工作方式、顺控图中的每一条支路、各种可能的进展路线,都应逐一检查,不能遗漏。发现问题后及时修改程序,直到在各种可能的情况下输入信号与输出信号之间的关系符合要求。如果程序中某些定时器或计数器的设定值过。
    并对整个项目可能出现问题做出预判。(1)分析控制流程。分析控制流程时,建议绘制相关的控制流程图,清晰的标注每一步工作的内容和到下一步的条件。(2)分析控制类型和预估PLC选型所需参数。一般PLC适用于四种控制类型,即顺序控制,过程控制,运动(或位置)控制和网络通信等。工程人员在分析控制要求后,根据绘制的控制流程图,将每个控制流程的控制类型进行分类,再根据项目的复杂程度将组合出控制类型,因此前期准确地分析每一步的控制类型,将有助于选型的准确和问题的预估。在分析项目控制类型的同时,工程人员还要预估PLC选型所需要的重要参数值。如顺序控制中的I/O点数;若使用编码器,要根据编码器的参数计算其输出脉冲的频率。
    在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话,输入过程影像寄存器的值不会被更新,程序直接从I/O模块取值,输出过程影像寄存器会被立即更新,这跟立即输入有些区别。输出刷新阶段当扫描用户程序结束后,可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶。


    因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名,而日本则以小型PLC著称。PLC控制柜有过载、短路、缺相保护等功能。其结构紧凑、工作稳定、功能齐全,可以根据实际控制规摸大小进行组合,既可以实现单柜自动控制,也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线网络组成集散(DSC)控制系统,能适应各种大小规模的工业自动化控制场合,被广泛应用在电力、冶金、化工、造纸、环保污水处理等行业中。PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制,实现*的网络功能,性能稳定、可扩展、抗干扰强等特。
    动作频率高,不易损坏,缺点为负载能力较差。3)开关量输出端子选型的注意事项①类似于输入端,晶体管输出端子也分为NPN型和PNP型两种。一旦型号确定则只能按照同种接线方式连接负载。②在实际应用中,建议工程人员多选用晶体管输出型PLC,并在输出端使用继电器连接外部负载,形成对于下游负载设备的电气隔离,这样的组合综合了晶体管寿命长和继电器负载能力强的优点。如果现场出现电气故障,PLC输出端子将会因受到隔离继电器保护而免受损坏,只需要更换损坏的继电器即可。而一旦继电器输出型PLC端子损坏,将无法修复损坏端子。先内置后扩展原则随着PLC的不断更新换代,是小型机功能的不断增强,PLC单机已内置了许多扩展模块的功。
    当发现不满足要求时,考虑较高一款产品。以此类推,直至选取全部满足要求的PLC型号。如若由上至下选型,则会使PLC功能浪费,造成大马拉小车。PLC开关量输入/输出单元的选择PLC的开关量输入点是用来接受现场传感器所输入的电平信号,开关时输出点的作用根据内部的控制信号来驱动外部负载。(1)开关量输入端子的选择。现在市面上PLC输入点均为晶体管输入,使用者只需要根据前期预估的输入点数量选择即可。但是这里需要注意,因PLC端接线类型不同,分别有NPN和PNP两种输入方式,其意义是输入端是以低电平有效还是以高电平有效,一旦确定输入端的接线类型,则需选用相同类型输入的传感器,即NPN和PNP型的传感器不能共用一个PLC的输入端。
    它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性,近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系。


    在整个运行期间,可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。1.输入采样阶段在输入采样阶段,可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。用户程序执行阶段在用户程序执行阶段,可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线。
    即使用I/O指令的话,输入过程影像寄存器的值不会被更新,程序直接从I/O模块取值,输出过程影像寄存器会被立即更新,这跟立即输入有些区别。3.输出刷新阶段当扫描用户程序结束后,可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常采用存储器容量的估算来替代。

    存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。

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    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。 当然可以用上述方法编程,在编程时,除了要注意程序要正确,可靠之外,还要考虑程序要简捷,省时,便于阅读,便于修改,编好一个程序块要进行模拟实验,这样便于查找问题,便于及时修改不要整个程序完成后一起算总帐。

    三、控制功能的选择

    该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

    (一)运算功能

    简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能;普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能;较复杂运算功能有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现,目前在PLC中都已具有通信功能,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发,合理选用所需的运算功能。大多数应用场合,只需要逻辑运算和计时计数功能,有些应用需要数据传送和比较,当用于模拟量检测和控制时,才使用代数运算,数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。

湿度PID:用FB58,如果程序块与系统块重复,请避让,2,数据块DB1:AI数据,类型:REAL,与上位机接口,DB2:AO数据,类型:REAL,与上位机接口,DB3:DI数据,类型:BOOL,与上位机接口,DB4:DO数据。 条件一般以设计任务书的形式来确定,它是整个设计的依据,(2)选择电气传动形式和电动机,电磁阀等执行机构,(3)选定PLC的型号,(4)编制PLC的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图,(5)根据系统设计的要求编写软件规格说明书。

    (二)控制功能

    控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等,应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用的智能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。

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    一旦M5得电便使整个系统失电。如不用分支回路的结构,也可采用图3所示的回路。即把M5常闭触点分别串联在每步辅助继电器的回路上。应该注意的是:无论工作步还是停止步,如果某步的转步主令信号有多个,则应将多个转步主令信号互相串联。图3逐步得电同步失电梯形图2.输出阶梯的设计输出阶梯如图2b所示。其设计方法是:(1)在控制流程图中,找出某输出继电器M在哪一步开始得电和在哪一步开始失电,以此确定其得电信号(步进阶梯中使M开始得电的辅助继电器常开触点)和失电信号(步进阶梯中使M开始失电的辅助继电器常闭触点);(2)将得电信号、失电信号和受控输出继电器线圈串联。如果某个输出继电器在一个工作循环中多次得电失电。
    但因大型机的特殊控制单元多,可进行热备配置,因而采用了大型机。4.2按结构划分PLC可分为箱体式及模块式两大类。微型机、小型机多为箱体式的。但从发展趋势看,小型机也逐渐发展成模块式的了。如OMRON公司,原来小型机都是箱体式,现在的CQM1则为模块式的。箱体的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内。一个主机箱体就是一台完整的PLC,就可用以实现控制。控制点数不符需要,可再接扩展箱体,由主箱体及若干扩展箱体组成较大的系统,以实现对较多点数的控制。模块式的PLC是按功能分成若干模块,如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。大型机的模块功能更单一一些,因而模块的种类也相对多。

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