浔之漫智控技术(上海)有限公司
梧州西门子PLC代理商
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产品描述

品牌西门子 适用范围工业自动化 产地德国 系列全系列 结构形式模块式
1.PLC程序的结构体系
无论PLC控制系统有多么复杂,归根到底,PLC用户程序都是由大量基本编程指令所组成的。
设计者可以根据控制对象各部分的不同要求,通过对要求的分解,运用基本指令编制出相应的程序网络(Network)或由几个网络组成的简单“功能程序段”。在此基础上,只要将这些程序网络或功能程序段,按照控制系统的动作要求,以S7程序规定的格式进行排列与组合,就可以组成完整的PLC程序。
所谓PLC的程序结构,就是组成PLC程序的各种网络(Network)或“功能程序段”在PLC内部的组织、管理形式。
在PLC上,从CPU操作系统对程序执行管理的角度看,PLC程序可以分为“线性化结构”与“分块式结构”两种不同的结构体系,每一体系又可以分若干不同的结构形式。
(1)线性化结构体系
采用线性化结构体系的PLC用户程序不分块,全部指令都集中在同一个程序块中。执行PLC程序时,CPU的每次循环扫描都是按照从上至下的次序,行PLC用户程序的所有指令。
线性化结构体系是一种控制对象相对较简单的小型PLC系统常用的结构体系。
(2)分块式结构体系
分块式结构体系的PLC用户程序由多个不同的“程序块”所组成,执行PLC程序时,需要根据外部输入条件与程序中规定的控制要求,由负责管理的主程序通过对不同程序块的调用与选择,决定每次循环扫描实际需要执行的程序块。
对于控制复杂、程序容量大的大中型PLC系统,出于方便设计、检查、调试等方面的考虑,通常采用分块式结构。
PLC用户程序的两种结构体系各有其特点,实际使用时采用何种程序结构体系,一方面决定于PLC所具备的功能,另一方面取决于程序设计者的选择。
2.线性化结构
按照线性化结构体系设计时,程序常见的形式有“普通线性化结构”与“分时管理线性化结构”两种。
(1)普通线性化结构
普通的线性结构程序为简单,设计者只需要将由基本指令组成的全部网络与功能程序段,进行逐网络、逐段排列即可。
只要程序中没有特定的次序要求(如为了产生边沿脉冲的需要等),组成程序的各网络与功能程序段就可以在PLC程序中任意排列,其位置与程序的执行结果无关。
CPU执行普通的线性结构程序时,总是对全部程序指令按照输入采样、执行程序、输出刷新三个阶段不断循环,全部输入、输出信号的采样与刷新时间统一,每次处理的时间(循环扫描时间)固定。
在S7-200/300/400系列PLC中,如果将全部PLC用户程序都编制在组织块OB1中,即属于此结构
(2)分时管理线性化结构
在部分PLC中,为了满足控制系统中需要高速处理的信号控制要求,线性结构的程序也可以采用“分时管理线性化结构”的结构形式(见图11-1.1)。
采用“分时管理线性化结构”时,设计者可以根据控制系统的需要,将线性化结构的PLC用户程序划分为“高速扫描循环”与“普通扫描循环”两部分
PROFIBUS-DP从站
串口通信 S7-200 SMART CPU模块均集成1个RS485接口,可以与变频器、触摸屏等第三方 设备通信。如果需要额外的串口,可通过扩展CM01信号板来实现,信号板支持 RS232/RS485自由转换。
串口支持下列协议: 1.Modbus RTU 2. USS 3.自由口通信
与上位机的通信 通过PC Access SMART,操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200 SMART的数据, 从而实现设备或者进行数据存档管理。
注:(PC Access SMART 是 S7-200 SMART 与上位机通信的OPC软件)
运动控制
通过脉冲方式控制伺服/步进驱动器
S7-200 SMART CPU 提供了三种开环运动控制方法:
1.脉冲串输出 (PTO):内置在 CPU 的速度和位置控制。此功能仅 提供脉冲串输出,方向和限值控制必须通过应用程序使用PLC 中集成的或由扩展模块提供的 I/O 来提供。请参见脉冲输出PLS 指令
2.脉宽调制 (PWM):内置在 CPU 的速度、位置或负载循环控制。 若组态 PWM 输出,CPU 将固定输出的周期时间,通过程序控制 脉冲的持续时间或负载周期。可通过脉冲持续时间的变化来控 制应用的转速或位置。请参见脉冲输出PLS指令
要达到单相200KHz高速脉冲输入,可以使用HSC4和HSC5,分别输入到I0.3、I0.4
要实现双相90°正交高速脉冲输入,可以使用HSC4;此时HSC5因为I0.4被HSC4占用而不能使用
HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
HSC5可以工作在模式0
支持特高速输入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信号;它们既可以用于高速脉冲输入,也可以用于普通输入信号。它们与本组输入点(I0.0 - I0.7)一起,支持源型和漏型输入。
CPU224 XP高速脉冲输出
CPU224 XP的高速脉冲输出Q0.0和Q0.1支持高达100KHz的频率。
Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC输出。但是它们必须和Q0.2 - Q0.4一起成组输出相同的电压。
高速输出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型号
常问问题
CPU 224 XP 的高速计数器模式 12,是否可以计数 30 KHz 以上的脉冲?
CPU 224 XP 支持多 100 KHz 的高速脉冲输出。S7-200 系列 CPU 只有高速计数器 HSC0, HSC3 能够被设置为模式 12,使用的输入端子为I0.0, I0.1,而不是特高速输入端子:I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脉冲信号输入端由于硬件电路的限制(如光电耦合等)只能支持高 30 KHz 的高速脉冲输入。
用户使用高速计数器模式 12 时不需要任何外部连线,Q0.0(Q0.1) 与 I0.0(I0.1) 通过集成电路内部关联,越过了外部信号处理电路,因此 HSC0(HSC1) 可以计 100KHz 或者更高频率的脉冲
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PROFINET 是自动化领域中的开放式、跨供应商工业以太网标准 (IEC 61158/61784)。
PROFINET 基于工业以太网,可实现现场设备(IO 设备)和控制器(IO 控制器)之间直接通信,能够用于运动控制应用的同步驱动控制解决方案。
PROFINET 基于符合 IEEE 802.3 标准的标准以太网技术,可将现场层的任何设备连接管理层。
这样,PROFINET 可实现系统范围内的通信、工厂范围内的工程组态,并将 Web 服务器或 FTP 等 IT 标准技术一直应用到现场层。可以方便地集成经过反复检验的现场总线系统(如 PROFIBUS 或 AS-Interface),无需对现有设备进行任何改动。
PROFIBUS
PROFIBUS 是工业现场级的标准 (IEC 61158/61784)。它是经认可的在加工制造和过程工业两种领域均可进行通讯的现场总线。
PROFIBUS 用于将现场设备(如分布式 I/O 设备或驱动器)连接到自动化系统(如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 机)。
PROFIBUS 是标准化的现场总线,符合 IEC 61158 规范,是功能强、开放式、坚固耐用、响应时间短的现场总线系统。PROFIBUS 有多种规格,可用于各种应用环境。
PROFIBUS DP(分布式 I/O)
PROFIBUS DP 用于连接分布式现场设备(如SIMATIC ET 200)或响应时间的驱动器。PROFIBUS DP 用在传感器/执行器分布在机器或厂房内的情况(如,现场级别)。
AS-Interface
AS-Interface 符合标准 (IEC 62026/EN 50295),可代替电缆束,只需一条双股线即可其经济可靠地将传感器和执行器连接起来。这条双股线还用于为各个工作站提供电力。这样,AS-Interface 就成为 PROFIBUS DP 或 PROFINET 现场总线的理想接口。
IO-bbbb
通过通信标准 IO-bbbb,可将传感器和分断装置智能连接到控制层。IO-bbbb 促进了控制柜和现场层中了所有部件的集成,实现直至终过程仪表的大集成度和无缝通信
信号模块通过CPU进行集中处理,或者通过分布式I/O进行处理,信号模块的特点如下所示:
1. 可靠性强
西门子PLC S7-1500系列的信号模块,电源线和信号线分开走线,具有增强抗电磁干扰的能力,其中模拟量模块集成有电缆屏蔽附件,为用户在使用时提供了方便和安全性保障;
2. 安装便捷
西门子PLC S7-1500系列的信号模块为用户配置了统一标准的前连接器,使得用户在接线时简单方便,而且不需要额外进行采购连接器等附件。在模块上集成了短接片,大的方便了用户进行接线操作,同时模块上还附有电路图,用户可以参照电路图进行接线,减低了错误的发生;
3. 处理速度快
西门子PLC S7-1500系列的信号模块处理速度快,其中数字量输入模块,具有50μs短的输入延时,模拟量模块中的8通道转换时间非常快,达到125μs;
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如何提高开关电源的效率显得尤为重要。在提高开关电源的效率上采取了如下措施。
2.1 DC-DC转换电路中电感在很大程度上影响系统的效率。市场上很难买到符合要求的电感,在绕制时对电感磁芯和漆包线的要求非常高,应将输出电压纹波降到小。
2.2 DC-DC转换电路中开关管采用MOS管取代双性晶体管,串联栅电阻将衰减由MOS输入电容、栅一源电路引线电感所产生的高频寄生振荡。可有效提高转换效率,若选用几个MOS管IRF530并联,可进一步提率。
2.3续流二管选择肖特基二管,其开启时间短、管压降小,可使电感存储能量大,有利于提高电源转换效率。
2.4二管、电感和MOS管的栅尽可能地靠近焊接,这样可以减少损耗,有利于提高系统的效率。
3 测试数据和分析
3.1 电压调整率SU
电压调整率SU指U2在范围内变化时,输出电压U0的变化率。用自耦调压器调节U2从15V到21V之间变化,在输出电流为2A时候,测量出输出电压,从而得到电压调整率SU。
3.2 负载调整率SI
负载调整率SI指I0在范围内变化时,输出电压U0的变化率。改变负载电阻,使输出电流在0~2A以内变化时,得到负载调整率数据如下。
3.3 DC-DC变换器效率
效率η=P0/PIN,其中P0=U0I0,PIN=UINIIN。用毫伏表在DC-DC模块端口直接读出输入和输出电压电流各值,可得变换器效率。
3.4 纹波电流
在开关电源设计中,MOS管源接上1kΩ的电阻,电源滤波处加无性电容,滤除高频纹波。电流纹波实测数据如下
基于AT89S52的开关稳压电源具有良好智能控制和步进功能,测试数据表明电源系统具有较高的电压调整率和负载调整率,并具有很高的效率,电源在输出功率下能连续安全工作足够长的时间。当然可通过对MOS管及相关元器件选择、电路优化设计,或选择DC-DC成品模块可进一步提高电源性能
多面板模块系列 S7-300 可以进行模块定制来满足多变的任务。
功能模块是智能性的,可以立执行技术任务,如计数、测量、凸轮控制、PID 控制和传动控制。 因此它们可以减轻 CPU 的负荷。
它们可以使用在需要高等级的精度和动态响应的应用中。
.通讯模块说明
通讯处理器用于把 S7-300 连接到不同的总线系统/通讯网络上,以及进行点到点连接。根据应用情况和模块的不同协议,可以提供不同的总线系统,如 PROFIBUS DP 或工业以太网
点到点连接
通过处理器(CP)进行点到点连接是一种强大而低成本的中线系统替代方案。相对于总线系统,点到点链接的优点在只有较少 (RS485) 设备需要连接到 SIMATIC S7 上时非常明显。
CP 可以方便的把第三方系统连接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有高的灵活性,可以实现多种不同的物理传输介质、传输速率,甚至可以自定义传输协议
对于每个 CP,我们用 CD 光盘提供了组态软件包和电子手册,以及用于实现 CPU 和 CP 之间通讯的参数化屏幕形式和标准的功能块
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PROFIBUS 是工业现场级的标准 (IEC 61158/61784)。它是经认可的在加工制造和过程工业两种领域均可进行通讯的现场总线。
PROFIBUS 用于将现场设备(如分布式 I/O 设备或驱动器)连接到自动化系统(如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 机)。
PROFIBUS 是标准化的现场总线,符合 IEC 61158 规范,是功能强、开放式、坚固耐用、响应时间短的现场总线系统。PROFIBUS 有多种规格,可
用于各种应用环境。
PROFIBUS DP(分布式 I/O)
PROFIBUS DP 用于连接分布式现场设备(如SIMATIC ET 200)或响应时间的驱动器。PROFIBUS DP 用在传感器/执行器分布在机器或厂房内的
情况(如,现场级别)。
AS-Interface
AS-Interface 符合标准 (IEC 62026/EN 50295),可代替电缆束,只需一条双股线即可其经济可靠地将传感器和执行器连接起来。这条双股
线还用于为各个工作站提供电力。这样,AS-Interface 就成为 PROFIBUS DP 或 PROFINET 现场总线的理想接口。
IO-link
通过通信标准 IO-link,可将传感器和分断装置智能连接到控制层。IO-link 促进了控制柜和现场层中了所有部件的集成,实现直至终过程仪表
的较大集成度和无缝通信。
西门子的 IO-link 解决方案可确保任何生产系统实现较高精度和经济实用性。IO-link 已完全集成在全集成自动化 (TIA) 中,具有众多优点。
借助于开放式标准,可以将来自不同厂商的设备联网
ET 200iSP 是一种模块化、本质安全型 I/O 系统,防护等级为 IP30,可以在环境温度范围为 -20 至 +70 °C 的气体和粉尘环境中运行。
根据 ATEX 指令 94/9/EC,可以将 ET200iSP 远程 I/O 站直接安装在 Ex 区域 1、2、21 或 22 中以及非危险区域内。必要时,还可以在zone0
或 20 中安装本质安全传感器、执行器和 HART 现场设备。
ET 200iSP 采用模块化设计,可根据相应的自动化任务,通过各种组态和灵活扩展调整远程 I/O 站。为了提高工厂利用率,站的压力封装电源和
本质安全型 PROFIBUS DP 连接 (RS 485-iS) 也可以采用冗余设计。
通过带有立接线和自动插槽编码功能的结构,可以在没有消防证书的情况下,简单而可靠地对每个模块进行热插拔。
除了用于实现过程工艺(基本过程控制)自动化的模拟量和数字量 I/O 模块之外,该系列电子模块还包含用于实现安全应用的安全有关 F-I/O
模块。各种类型的电子模块可以在站内混合布置
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控制系统。
二、安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低;远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源;多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别立控制,又要相互的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。
三、相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高挡PLC。但是中、高挡PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
四、响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
五、系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
六、机型尽量统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题:
1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统
可以分为大型机、中型机和小型机。
小型机:小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。
西门子小型机有S7-200:处理速度0.8~1.2ms ;存贮器2k ;数字量248点;模拟量35路 。
中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行,它适合中型或大型控制系统。
西门子中型机有S7-300:处理速度0.8~1.2ms ;存贮器2k ;数字量1024点;模拟量128路 ;网络PROFIBUS;工业以太网;MPI。
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西门子PLCS7-400系列
西门子PLCS7-400系列
大型机:大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行。
http://www.absygs.com

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