浔之漫智控技术(上海)有限公司
西门子7C寸人机界面6AV6648-0BC11-3AX0 诚心交易
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产品描述

品牌西门子 结构形式模块式 厂家德国 安装方式现场安装 功能工业 可售地区全国 系列S7-200SMART 产品认证CE 结构形式:模块 安装方式:现场安装 功能:PLC/CPU 产品认证:CE 加工定制: 订货号6ES7288开头 产品用途控制设备 规格合格 销售范围全国 送达方式快递 质保时长一年
PU西门子S7-288模块主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机核心部件。
288模块寄存器
包括通用寄存器、寄存器和控制寄存器。
通用寄存器又可分**数和浮点数两类,它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间的操作结果。
通用寄存器是CPU西门子S7-288模块的重要组成部分,大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度,其端口数目往往可影响内部操作的并行性。
寄存器是为了执行一些操作所需用的寄存器。
控制寄存器(CR0~CR3)用于控制和确定处理器的操作模式以及当前执行任务的特性。CR0中含有控制处理器操作模式和状态的系统控制标志;CR1保留不用;CR2含有导致页错误的线性;CR3中含有页目录表物理内存基.
基于串行链路的Modbus通信网络是一种主从式网络,在串行网络中只允许存在一个主节点和多247个从节点,在这种网络下,标准ModbusADU中的附加地址域只包含从节点的地址,可寻址范围是0~247,地址0作为广播模式地址使用,从节点地址的有效取值范围是1~247,并且每个从节点的地址必须是的,主节点不存在具体的地址值。主节点设备将要访问的从节点设备的地址放入到请求帧的地址域中,当该地址的从节点设备作出响应时,将会把从节点设备的地址复制到响应帧的地址域中,主节点设备通过该地址得知是由哪个从节点设备发来的响应。
采用RTU通信模式要比ASCII模式在同样波特率下能传输更多信息,在RTU模式底下是以二进制编码方式对传输数据进行编码,报文中每一个字节(8位二进制位)包含了两个十六进制字符,同一报文内的字符必须连续传输。RTU模式字节传输格式由1位起始位,8位数据位,1位奇偶检验位和1位停止位依次组成,共占用11位二进制位。当不使用奇偶检验时,奇偶校验位也作停止位使用,此时共有两位停止位。RTU传输模式下帧的差错校验域内存放的是报文经过循环冗余检验(CRC)算法计算得出的结果。
采用ASCII通信模式时,每一个字节(8位二进制位)用两个ASCII字符表示。由于每个字节都要用两个字符表示,数据域的长度是RTU模式的两倍,显然在该模式下的传输效率要比RTU模式低。该模式的字节传输格式与RTU模式相似,只是数据位置占用7个二进制位。ASCII模式下帧的差错检验算法为纵向冗余校验(LRC)。
Modbus-TCP实现了在TCP/IP以太网上以客户/服务器方式的Modbus报文通信。这种通信模型是将Modbus协议作为应用层协议嵌入到低层TCP/IP协议中构成的。与标准Modbus帧相比,Modbus-TCP帧中的寻址与校验交由TCP/IP协议完成。如图3所示,使用封装的方法将ModbusPDU嵌入到TCP报文中形成Modbus-TCP帧,该帧在PDU之前形成了一个占用7个字节大小的MBAP帧头,帧头可以划分为四部分,如表3所示。
交易标识符用于交易校验,服务器端节收到由客户发来的请求交易标识符并复制到响应中。协议标识符用于系统内多路复用传输,取0值时代表Modbus协议传输。长度域记录了该域后续报文的字节长度(包括设备识别符和数据域),用于服务器识别报文的传输结束。设备标识符用于系统内路由,当需要与通过以太网网关连接的Modbus串行链路或Modbus-Plus通信网络上的设备进行通信时,该标识符域的值由Modbus-TCP客户在请求帧中设置,服务器接收到后,在响应帧中复制该值。
电阻小的物质称为电导体,简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。 应小于屏蔽层电阻的1/10。  交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆  电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层,有时还加有防止水份侵入的严密内护层,或还加机械强度大的外护层,结构较为复杂,截面积较大的产品叫做电缆。 ,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。  (3)I/O端的接线  输入接线:输入接线一般不要太长。但如果环境***较小,电压降不大时,输入接线可适当长些;输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开;尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。  输出连接:输出端接线分为立输出和公共输出。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压,但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子  端子通常指由铜材等冲制而成的连接器接触件。
端子是连接电气线路的常用元件,主要在器件与组件、组件与机柜、系统与子系统之间起电连接和***传递的作用,并且尽量保持系统与系统之间不发生***失真和能量损失的变化. 板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板。采用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。PLC的输出负载可能产生***,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管  晶体管是由三层杂质半导体构成的器件,有三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、***调制和许多其它功能。  晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;1957年美国通用电器公司开发出 ** 上款晶闸管产品,并于1958年将其商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极; 晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
西门子7C寸人机界面6AV6648-0BC11-3AX0
为什么说用PLC实现对系统的控制是非常可靠的
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。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.在软件方面:
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PLC运行程序是否正常,PLC系统都设置了""(Watchingdog)程序。运行用户程序开始时,先清""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""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,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。
西门子PLC远程诊断
1. 采用Modem拨号的Service远程诊断
该方案是SIEMENS PLC远程访问的标准配置,也是现场应用简洁可靠的方式。即站(ES)和远程的PLC站之间是通过Modem拨号进行连接的.一般笔记本都自带Modem拨号,将固定的线插入笔记本,利用安装在笔记本中的西门子eservice软件进行拨号连接
现场西门子PLC侧配置带串口的MODEM和西门子TS Adpter,将MODEM连入网,TSAdapter和MODEM通过各自的RS232串行通讯口连接,TS Adapter的MPI口接入PLC的MPI口,设备上电后通知远程可以拨号连接,连接后即可进行编程操作.
这种方案的优点在于配置简单,价格便宜.缺点在于连接速度受限,只是拨号上网的速度,而且容易出现连接中断的现象.需注意的是网为直播程控,中不要挂接分机或机,以免造成数据连接冲突.
2. 利用互联网采用远程协助或远程桌面进行连接的远程诊断
“远程协助”是推出的一项方便用户进行远程协助帮助处理电脑问题.
“远程桌面”是Windows XP系统附带提供的一种简单的远程控制的方法.远程协助中被协助方的计算机将暂时受协助方(在远程协助程序中被称为)的控制,可以在被控计算机当中进行系统维护.安装软件.处理计算机中的某些问题.或者向被协助者演示某些操作.
两种方法都可以进行远程诊断,需要远程方有一台能上网的电脑,现场PLC侧接有编程电脑,将编程电脑连接上互联网.
根据西门子PLC远程诊断可靠性方面考虑,选择一种适合现场条件的远程诊断方案进行远程诊断,协助现场人员解决处理故障,对控制系统应用尤为重要
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CPU有一些非常有用的功能:
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护(例如没有从PC器件下载到CPU)
通过读取存储卡的序列号获得保护,因此,保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络访问数据记录,例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
信号变换中的数学问题
信号的变换需要经过以下过程:物理量-传感器信号-标准电信号-A/D转换-数值显示。
声明:为简单起见,我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为A,范围即为A0-Am,实时物理量为X;标准电信号是B0-Bm,实时电信号为Y;A/D转换数值为C0-Cm,实时数值为Z。
如此,B0对应于A0,Bm对应于Am,Y对应于X,及Y=f(X)。由于是线性关系,得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系,经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。
5、PLC中逆变换的计算方法
以S7-200和4-20mA为例,经A/D转换后,我们得到的数值是6400-32000,及C0=6400,Cm=32000。于是,X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
例如某温度传感器和变送器检测的是-10-60℃,用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数算指令计算后,HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。
用同样的原理,我们可以在HMI上输入工程量,然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。
在S7-200中,(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0-1.0(100)的实数,可以直接送到PID指令(不是指令向导)的检测值输入端。PID指令输出的也是0-1.0的实数,通过前面的计算式的反计算,可以转换成6400-32000,送到D/A端口变成4-20mA输出。
主要特点
•突出数据记录用记忆卡,配方管理,STEP7-Micro/WIN的项目节约,以及各种格式的文件存储
•PID自动调谐功能
•用于扩展通讯选项的2个内置串口,例如:与其它制造商的设备配套使用(CPU224XP,CPU226)
•具有内置模拟输入/输出的CPU224XP
实时响应
的技术直至更后的细节确保我们的CPU发挥杰出的实时响应率:
•4个或6个立的硬件计数器,每个30kHz,带有CPU224XP的2x200kHz,例如:通过增量编码器或者高速记录过程事件的路径监测
•4个立的报警输入,输入滤波时间0.2毫秒至程序起动-更大过程安全
•对应用程序快速事件大于0.2ms信号的脉冲捕捉功能
•2个脉冲输出,每个20kHz,或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设**的CPU224XP的2x100kHz-例如:用于控制步进电机
•2个定时中断,在1ms处开始,以1ms的增量进行调节-用于迅速变化过程的无扰控制
•快速模拟输入-具有25μs的信号转换,12位分辨率
西门子7C寸人机界面6AV6648-0BC11-3AX0
PLC的基本概念
可编程控制装置(Programmable Controller)是电脑家族中的一员,是为工业控制应用所设计制造的。早期的可编程控制装置称作可编程逻辑控制装置(Programmable Logic Controller),一般称作PLC,它通常作为代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,所以,今天这种装置称作可编程控制装置,一般称作PC。但是为了杜绝与个人电脑(Personal Computer)的一般称作混淆,所以将可编程控制装置一般称作PLC
2、PLC的基本结构PLC实质是一种于工业控制的电脑,其硬件结构基本上与微型电脑相同,如图所示:
a. 处理单元(CPU)
处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的客户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,可以诊断客户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方法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,然后从客户程序存储器中逐条读取客户程序,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。等全部的客户程序执行完成之后,后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据输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PLC的可*性,近些年来对大型PLC还采用双CPU产生冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。如此,即便某个CPU发生故障,整个系统依然能正常运行。b、存储器存放系统软件的存储器叫作系统程序存储器。
存放应用软件的存储器叫作客户程序存储器。
C、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个优良的、可*得电源系统是无法工作正常的,所以PLC的生产商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
3、PLC的工作方式
一. 扫描技术当PLC投入运行后,其工作流程一般分为三个阶段,即输入采样、客户程序执行和输出刷新三个阶段。完成以上三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行以上三个阶段。(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC以扫描方法顺序地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入客户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即便输入状态和数据发生改变,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不改。所以,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必需超过一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
(二) 客户程序执行阶段在客户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序顺序地扫描客户程序(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产生的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点产生的控制线路进行逻辑运算,然后按照逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是不是要执行该梯形图所规定的功能指令。即,在客户程序执行流程中,仅有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生改变,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改变,并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。
(三) 输出刷新阶段
当扫描客户程序结束后,PLC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全部的输出锁存电路,再经输出电路推动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。
比较下二个程序的异同:
这两段程序执行的结果完全一样,但在PLC中执行的流程却不同。
※ 程序1只用一次扫描周期,就可完成对%M4的刷新;
※ 程序2要用四次扫描周期,才能完成对%M4的刷新。
这两个例子说明:相同的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不一样。另外,也可看到:采用扫描客户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区分。当然,如果扫描周期所占用的时间对整个运行来讲可以忽略,那么二者之间就没有什么区分了。
通常情况下,PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等,如下图所示,即一个扫描周期相当于自诊断、通讯、输入采样、客户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
功能强大的AS-Interface连接
在AS-Interface网络上CP243-2将从CPU从222上升到功能强大的主站。根据新的AS-V2.1接口规范,可以更多连接62个站,甚至易于集成的模拟传感器。使用AS-Interface,可以在更高配置中更多连接248个DI+186DO。更大62站的数量更多可以包括31个模拟模块。方便AS-Interface接口向导支持从站和读/写入数据的配置。
强大的以太网连接
InternetTechnology模块CP243-1IT还为您提供快速访问功能。以太网模块CP243-1可以通过以太网快速访问S7-200的过程数据,进行归档或进一步处理。STEP7-Micro/WIN的配置支持确保简单的调试和方便的诊断方案。
设计
CP具有加固的塑料外壳,带有LED指示灯用于显示工作和故障状态。它们显示出了SIMATICS7-1200设计的全部优势,如:
•设计紧凑
•便于安装
•用户友好型接线等。
西门子顺应市场需求推出的SIMATICS7-200SMARTCompactCPU经济实用,具备高性价比。配合SMARTLINE人机界面和SINAMICV20变频器,可为您的小型自动化控制系统提供理想的解决方案。
经济型CPU模块具有20I/O,30I/O,40I/O,60I/O四种配置
高速处理器芯片,位指令执行时间可达0.15μs
支持高速计数功能,可实现单相4路100KHz或2路A/B相50KHz输入
集成断电数据保持功能,无需电池,只需简单设置,轻松实现断电数据保持
本体集成一个RS485通信接口,可连接触摸屏或变频器
串口隔离,支持Modbus-RTU、USS、自由口通信
CPU模块的输入输出端子可拆卸,CPU可导轨或螺钉安装
220VAC供电,继电器输出,支持24V源型或漏型输入
使用STEP7Micro/WINSMART编程软件,界面更友好,操作更简单,全面支持Windows10操作系统
PLC在工业自动化控制领域中占有很大的比例,一些大型的控制系统中控制点数量达到上万,采用常规的通道测量方法来对PLC通道测量往往需要花费不少的时间,而且效率低。本文针对施耐德电气的Quantum系列PLC,通过引入Modbus-TCP协议实现普通计算机与PLC通信,用普通计算机取代编程器去进行通道测量试验。操作人员不需要对PLC和计算机的通信很熟悉就能够很快地完成通道检测,提高了工作效率。
2Modbus通信原理
2.1Modbus应用层协议
Modbus应用层协议位于ISO/OSI参考模型中的第七层,它是通过请求-响应机制实现不同设备间按客户/服务器方式通信。先客户发送请求报文到服务器,服务器接收到报文后进行差错校验,若报文无误则执行操作,并返回响应报文到客户端,若传输出现错误则返回异常响应报文,从而完成一次通信周期。Modbus协议定义了一个与传输层无关报文格式,该报文称之为协议数据元(PDU),协议数据元由占用一个字节的功能码和长252个字节的数据域组成.
功能码的有效取值范围是1~255,功能码分类分为三类:公用功能码、用户自定义功能码和保留功能码。由客户端发送到服务器的报文中的功能码指示服务器所要执行的操作,一些功能码还带有子功能码,用于执行多步操作。如果服务器接收到的报文正确并执行,由服务器返回的报文中的功能码告诉客户端设备该信息为按照该功能码执行的结果。Modbus网络通信中常用到的是公用功能码,它们在不同公司产品之间的通信中具有统一的定义。表一给出了部分公用功能码的定义。欢迎转载,本文来自电子发烧友网
数据域内存放着Modbus设备能够识别的数据信息。由客户发送到服务器的数据域含有功能码操作的附加信息,在某些请求报文中数据域的长度为零。
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