西門子工控機

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西門子工控機 ，PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。
整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制系統(tǒng)。
二、安裝方式的選擇西門子6ES72141HG400XB0  西門子6ES72141HG400XB0PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯網的分布式。
集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯網的分布式適用于多臺設備分別立控制,又要相互聯系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。
三、相應的功能要求
一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足。
對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯網等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。
四、響應速度要求
1.PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內的需要。如果要跨范圍使用2.PLC,或者某些功能或信號有的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具3.有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。
4.可以如下組態(tài) DP/AS-Interface LINK 增強型：
5.帶有 STEP7 (TIAPortal) V12 或更高版本，或 STEP7（經典版）V5.4 或更高版本：對于 STEP 7 組態(tài)，可以在 STEP 7 6.版本中上傳 AS-Interface 組態(tài)。也可以在 HW Config（從站選擇對話框）中方便地組態(tài)西門子 AS-Interface 從站。
7.通過在顯示屏上更改 AS-i 的實際組態(tài)
或者，可通過 PROFIBUS GSD 文件將 DP/AS-i Link Advanced 集成到工程組態(tài)工具中（例如，用于 V5.4 以下版本的 STEP 7 或非西門子工程組態(tài)工具）。
PLC主要有整體式和模塊式兩種結構型式。
整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制系統(tǒng)。
二、安裝方式的選擇
PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯網的分布式。
集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯網的分布式適用于多臺設備分別立控制,又要相互聯系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。
三、西門子工控機相應的功能要求
一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足。
對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯網等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。
四、響應速度要求
PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號有的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。
SIMATIC IPC 627c以其在高達55℃環(huán)境溫度的測量、開環(huán)和閉環(huán)控制任務中的高緊湊性和性能而聞名。盡管它具有很高的緊湊性，但它仍然可以靈活地調整和擴展，以下兩個槽：
2 PCI（1短和1長）或
1 PCI和1 PCIe X16
SIMAT IPC627 C以其高的緊湊性和測量性能而聞名。溫度高達55°C時的開環(huán)和閉環(huán)控制任務。盡管其緊湊性很高，它仍然可以靈活地調整和擴展與以下兩個槽：
2 PCI（1短和1長）或
1 PCI和1 PCIe X16 優(yōu)點  高性能和非常短的系統(tǒng)響應時間：  新的2010英特爾核心處理器（I7和I3） 高性能車載HD顯卡集成在CPU
DDR3中存儲技術
系統(tǒng)具有高的性能和數據
板載RAID控制器
帶32gb固態(tài)驅動器（SSD）
ecc-ram，帶糾錯功能的工作存儲器
可選PROFIBUS或PROFINET接口，三個端口用于低成本連接分布式現場設備或連接SIMATICS7接口
借助于兩個分組千兆以太網連接，實現高數據傳輸速率和冗余度
通過可選的PCI Express x16圖形卡可以實現高圖形性能，可實現雙
DVIVGA模擬顯示適配器（可選）
4個高速USB 2.0端口
high energy industrial PC:
帶來低能耗
wake-up功能，用于通過網絡從位置啟動IPC示例，非生產周結束后開始。
西門子PLC擴展單元的功能特點
S7-200系列西門子PLC是模塊式結構，可以通過配接各種擴展模塊來達到擴展功能、擴大控制能力的目的。目前S7-200西門子plc主要有類擴展模塊。
（1）輸入/輸出擴展模塊 S7-200系列CPU226CN上已經集成了一定數量的數字量I/O點，但如用戶需要多于CPU單元I/O點時，必須對系統(tǒng)做必要的擴展。CPU221無I/O擴展能力，CPU 222多可連接2個擴展模塊（數字量或模擬量），而CPU224XP和CPU226CN多可連接7個擴展模塊。
S7-200 系列西門子PLC系列目前總共提供共5大類擴展模塊：數字量輸入擴展板EM221（8路擴展輸入）；數字量輸出擴展板EM222（8路擴展輸出）；數字量輸入和輸出混合擴展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模擬量輸入擴展板EM231，每個EM231可擴展3路模擬量輸入通道，A/D轉換時間為25μs，12位；模擬量輸入和輸出混合擴展模板EM235，每個西門子plc模塊EM235可同時擴展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道，其中A/D轉換時間為25μs，D/A轉換時間］100μs，位數均為12位?；締卧ㄟ^其右側的擴展接口用總線連接器（插件）與擴展單元左側的擴展接口相連接。擴展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由基本單元通過總線連接器提供，擴展單元的24VDC輸入點和輸出點電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的大電流能力。
（2）熱電偶/熱電阻擴展模塊 熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設計的，S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過模塊上的DIP開關來選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測量單位和開路故障的方向。
（3）通訊擴展模塊 除了西門子plc的CPU集成通訊口外，S7-200西門子plc還可以通過通訊擴展模塊連接成更大的網絡。S7-200系列目前有兩種通訊擴展模塊：PROFIBUS-DP擴展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴展模塊（CP243-2）。可以方便的才有TPC1162HI。

S7 1200 的USS庫
USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過這個功能快來完成的。必須在主 OB中調用，不能在循環(huán)中斷OB中調用。
USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設置通信的接口參數。可在主OB或中斷OB中調用。
USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數。必須在主 OB中調用，不能在循環(huán)中斷OB中調用。
USS_WPM功能塊是通過USS通信設置變頻器的參數。必須在主 OB中調用，不能在循環(huán)中斷OB中調用。
這些功能塊與變頻器之間的控制關系如下圖所示：
USS 通信功能塊與變頻器的控制關系
USS_DRV功能塊通過USS_DRV_DB數據塊實現與USS_PORT功能塊的數據接收與傳送，而USS_PORT功能塊是S7-1200 PLC CM1241 RS485模塊與變頻器之間的通信接口。USS_RPM功能塊和USS_WPM功能塊與變頻器的通信與USS_DRV功能塊的通信方式是相同的。
每個S7-1200 CPU多可帶3個通信模塊，而每個CM1241 RS485通信模塊多支持16個變頻器。因此用戶在一個S7-1200 CPU中多可建立3個USS網絡，而每個USS網絡多支持16個變頻器，總共多支持48個USS變頻器。
5. 2 S7 1200 PLC進行USS通信的編程
1．USS通信接口參數功能塊的編程
USS通信接口參數功能塊的編程如下圖所示。
USS通信接口參數功能塊的編程
USS_PORT功能塊用來處理USS網絡上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個CM1241 RS485模塊有且必須有一個USS_PORT功能塊。
1.PORT：指的是通過個通信模塊進行USS通信。
2.BAUD：指的是和變頻器進行通行的速率。 變頻器的參數P2010種進行設置。
3.USS_DB：指的是和變頻器通信時的USS數據塊。每個通信模塊多可以有16個USS數據塊，每個CPU多可以有48個USS數據塊，具體的通信情況要和現場實際情況相聯系。每個變頻器與S7-1200進行通信的數據塊是的。
4.ERROR：輸出錯誤。
5.STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。
6.S7-1200 PLC與變頻器的通信是與它本身的掃描周期不同步的，在完成一次與變頻器的通信事件之前，S7-1200通常完成了多個掃描。
USS_PORT通信的時間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時間，不同的通信波特率對應的不同的USS_PORT通信間隔時間。下圖列出了不同的波特率對應的USS_PORT小通信間隔時間。
不同的波特率對應的USS_PORT小通信間隔時間
USS_PORT在發(fā)生通信錯誤時，通常進行3次嘗試來完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時間就是USS_PORT發(fā)生通信超時的時間間隔。例如：如果通信波特率是57600，那么USS_PORT與變頻器通信的時間間隔應當大于小的調用時間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 協議庫默認的通信錯誤超時嘗試次數是2次。
基于以上的USS_PORT通信時間的處理，我們建議在循環(huán)中斷OB塊中調用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時，我們可以設置循環(huán)中斷OB塊的掃描時間，以滿足通信的要求。
5. 3 S7 1200 PLC進行USS通信的調試
S7-1200 PLC 通過CM1241 RS485模塊與變頻器進行USS通信時，需要注意如下幾點：
當同一個CM1241 RS485 模塊帶有多個（多16個）USS變頻器時，這個時候通信的USS_DB是同一個，USS_DRV功能塊調用多次，每個USS_DRV功能塊調用時，相對應的USS站地址與實際的變頻器要一致，而其它的控制參數也要一致。

國際標準：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產質量管理體系已按照 ISO 9001 進行認證。
通信
SIMATIC S7-1200 支持各種通信機制：
1.集成 PROFINET IO 控制器接口
2.帶 PROFIBUS DP 主站接口的通信模塊
3.帶 PROFIBUS DP 從站接口的通信模塊
4.GPRS 模塊，用于連接到 GSM/G 網絡
5.LTE 模塊，用于在第四代 LTE（長期演進）網絡中進行通信。
6.通信處理器，可通過以太網接口連接到 eControl Server Basic 控制中心軟件，并借助于基于 IP 的網絡進行安全通信。
7.通信處理器，可連接到服務應用的控制中心。
8.RF120C，可連接到 SIMATIC Ident 系統(tǒng)。
9.模塊 SM1278，用于連接 IO-link 傳感器和執(zhí)行器。
10.通過通信模塊實現點到點連接。
11.PROFINET 接口
12.通過集成 PROFINET 接口，可與以下設備通信：
13.編程設備
14.HMI 設備
15.其它 SIMATIC 控制器
16.PROFINET IO 自動化組件
支持以下協議：
1.TCP/IP
2.ISO-on-TCP
3.S7 通信
可連接以下設備：
1.通過標準 5 類電纜連接現場編程器和 PC。
2.在編程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接
3.SIMATIC HMI 精簡面板
4.在精簡面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接
5.其它 SIMATIC S7-1200 控制器
6.通過 CSM 1277 以太網交換機連接多臺設備
7.點到點接口，可自由編程的接口模式
通信模塊可通過點到點連接進行通信。采用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下進行數據傳輸。采用面向位的用戶特定通信協議（例如，ASCII 協議、USS 或 Modbus）。
可以連接任何具有串行接口的終端設備，如驅動、打印機、條碼讀碼器、調制解調器等。
在可編程接口模式下，通過 CM 1241 實現點到點連接
Functions
S7-1200 具有以下特點：
1.易于上手：
的入門套件（其中包括仿真器和文檔），便于熟悉設備的使用。
2.操作簡單：
功能強大的標準指令，易于使用，用戶友好的編程軟件，可大限度降低編程成本。
3.實時性能：
中斷功能、高速計數器和脈沖輸出，適用于對時間要求嚴格的應用。

二、安裝的選擇
PLC的安裝分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯網的分布式。
集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型,的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯網的分布式適用于多臺設備分別控制,又要相互的,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。
三、相應的功能要求
一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能,對于只需要開關量控制的設備都可。
對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的,可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、數據傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯網等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)?？刂坪图⒖刂频取?br />四、響應速度要求
PLC是為工業(yè)自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能其應用范圍內的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或有的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。
五、可靠性的要求
對于一般PLC的可靠性均能。對可靠性要求很高的,應考慮是否采用冗余或熱備用。
六、機型盡量統(tǒng)一
一個企業(yè),應盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：
1)機型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購和。
2)機型統(tǒng)一,其功能和使用類似,有利于技術力量的培訓和技術水平的。
3)機型統(tǒng)一,其外部設備通用,資源可共享,易于聯信,配計算機后易于形成一個多級分布式控制
超過60Hz運轉時應留意以下事項
（1）機械和裝置在該速下運轉要充分可能（機械強度、噪聲、振動等）。
（2） 電機進進恒功率輸出范圍，其輸出轉矩要能夠維持工作（風機、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉速少許升高時也要留意）。
（3） 產生軸承的壽命題目，要充分加以考慮。
（4） 對于中容量以上的電機特別是2電機，在60Hz以上運轉時要與廠家仔細商討。
25、變頻器可以傳動齒輪電機嗎？
根據減速機的結構和潤滑方式不同，需要留意若干題目。在齒輪的結構上通?？煽紤]70～80Hz為大限，采用油潤滑時，在低速下連續(xù)運轉關系到齒輪的損壞等。
26、變頻器能用來驅動單相電機嗎？可以使用單相電源嗎？
基本上不能用。對于調速器開關起動式的單相電機，在工作點以下的調速范圍時將燒毀繞組；對于電容起動或電容運轉方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對于小容量的，也有用單相電源運轉的機種。
27、變頻器本身消耗的功率有多少？
它與變頻器的機種、運行狀態(tài)、使用頻率等有關，但要回答很困難。不過在60Hz以下的變頻器效率大約為94%～96%，據此可推算損耗，但內躲再生制動式（FR-K）變頻器，假如把制動時的損耗也考慮進往，功率消耗將變大，對于操縱盤設計等必須留意。
軟件結構
二個強有力的微處理器(C163 和 C167)為電樞和勵磁電路實施所有閉環(huán)和驅動控制功能。 閉環(huán)控制功能由軟件實現，作為通過參數相聯系的程序模塊
連接器
經由連接器可以獲取閉環(huán)控制系統(tǒng)中的所有重要的量。 它們對應于測量點，且能夠作為數字值訪問。 14 位 (16,384 步)對應于標準歸一化中的100 % 。 這些值在變頻器中可以做其他用途，例如：控制設定值或改變一個限定值。 它們也可經由操作員面板，模擬輸出和串行接口輸出。
經由連接器可以獲得下列量：
模擬量輸入和輸出
實際值傳感電路的輸入
斜坡函數發(fā)生器的輸入和輸出，限，選通單元，控制器，免費提供的軟件模塊
數字的固定設定值
一般的量，如操作狀態(tài)，電機溫度，可控硅溫度，報警存儲，故障存儲，操作計時表，處理器容量的利用率
開關量連接器
開關量連接器是假設 一個“0”或“1” 值的數字控制信號。 例如它們可以用來輸入一個設定值或執(zhí)行一個控制功能。 開關量連接器也可經由操作員面板，二進制輸出，或串行接口輸出。
下列狀態(tài)可經由開關量連接器來獲?。?br />二進制輸入的狀態(tài)
固定控制位
控制器的狀態(tài)，限，斜坡函數發(fā)生器，控制字，狀態(tài)字。
干預點
軟件模件的輸入使用關聯的參數在干預點上定義。 在對連接器信號的干預點，所需信號的連接器編號被輸入相關的參數中，從而來定義哪一個信號必須作為輸入量。 因此，有可能用模擬輸入和接口來的信號，以及內部變量來設定值，附加的設定值，限等。
為了實現輸入輸出電路上的隔離，近年來在控制系統(tǒng)中光電耦合得到廣泛應用，已成為防止的有效措施之一。光電耦合器具有以下特點:先，由于是密封在一個管殼內，不會受到外界光的;其次，由于靠光傳送，切斷了各部件電路之間地線的;第三，發(fā)光二管動態(tài)電阻非常小，而源的內阻一般很大，能夠傳送到光電耦合器輸入輸出的就很小;第四，光電耦合器的傳輸比和晶體管的放大倍數相比，一般很小，遠不如晶體管對那么靈敏，而光電耦合器的發(fā)光二管只有在通過一定的電流時才能發(fā)光。因此，即使是在電壓幅值較高的情況下，由于沒有足夠的能量，仍不能使發(fā)光二管發(fā)光，從而可以有效地掉。由于光電耦合器的線性區(qū)一般只能在某一特定的范圍內，因此，應保證被傳的變化范圍始終在線性區(qū)內。為了保證線性耦合，既要嚴格挑選光電耦合器，又要采取相應的非線性較正措施，否則將產生較大的誤差。