西门子CPU314C-2PtP
|
|
-
带集成数字量和模拟量I/O和一个RS 422/485串口的紧凑型CPU
-
满足对处理能力和响应时间要
|
6ES7312-1AE14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 312 CPU WITH MPI INTERFACE, INTEGRATED 24 V DC POWER SUPPLY 32 KBYTE WORKING MEMORY, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
|
|
6ES7314-1AG14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314 CPU WITH MPI INTERFACE, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
|
|
6ES7315-2AH14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 315-2DP CPU WITH MPI INTERFACE INTEGRATED 24 V DC POWER SUPPLY 256 KBYTE WORKING MEMORY 2. INTERFACE DP-MASTER/SLAVE MICRO MEMORY CARD NECESSARY
|
|
6ES7315-2EH14-0AB0
SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP,中央处理单元,带有 384 KBYTE 工作存储器,1 个 MPI/DP 12MBIT/S 接口,2 个以太网 PROFINET 接口,双端换机,需要微型存储卡
|
|
6ES7317-2AK14-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU317-2 DP, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH 1 MBYTE WORKING MEMORY, 1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE DP-MASTER/SLAVE, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
|
|
6ES7317-2EK14-0AB0
SIMATIC S7-300 CPU 317-2 PN/DP,中央处理单元,带有 1 MB 工作存储器,1 个 MPI/DP 12MBIT/S 接口,2 个以太网 PROFINET 接口,,需要微型存储卡
|
|
6ES7318-3EL01-0AB0
SIMATIC S7-300 CPU 319-3 PN/DP, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH 2 MBYTE WORKING MEMORY, 1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE DP-MASTER/SLAVE, 3. INTERFACE ETHERNET PROFINET, WITH 2 PORT SWITCH, MICRO MEMORY CARD NECESSARY
|
|
6ES7312-5BF04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 312C COMPACT CPU WITH MPI, 10 DI/6 DO, 2 FAST COUNTERS (10 KHZ), INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 64 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (1 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
|
6ES7313-5BG04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 313C, COMPACT CPU WITH MPI, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO 1 PT100, 3 FAST COUNTERS (30 KHZ), INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
|
6ES7313-6BG04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 313C-2 PTP COMPACT CPU WITH MPI, 16 DI/16 DO, 3 FAST COUNTERS (30 KHZ), INTEGRATED INTERFACE RS485, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (1 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
|
6ES7313-6CG04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 313C-2DP COMPACT CPU WITH MPI, 16 DI/16 DO, 3 FAST COUNTERS (30 KHZ), INTEGRATED DP INTERFACE, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 128 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (1 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
|
6ES7314-6BH04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 PTP COMPACT CPU WITH MPI, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ), INTEGRATED INTERFACE RS485, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 192 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
|
6ES7314-6CH04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314C-2 DP COMPACT CPU WITH MPI, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ), INTEGRATED DP INTERFACE, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, 192 KBYTE WORKING MEMORY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
|
6ES7314-6EH04-0AB0
SIMATIC S7-300, CPU 314C-2PN/DP COMPACT CPU WITH 192 KBYTE WORKING MEMORY, 24 DI/16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 4 FAST COUNTERS (60 KHZ), 1. INTERFACE MPI/DP 12MBIT/S, 2. INTERFACE ETHERNET PROFINET, WITH 2 PORT SWITCH, INTEGRATED 24V DC POWER SUPPLY, FRONT ConNECTOR (2 X 40PIN) AND MICRO MEMORY CARD REQUIRED
|
SIMATIC S7-300 提供多种性能等级的 CPU。除了标准型 CPU 外,还提供紧凑型 CPU。
同时还提供技术功能型 CPU 和故障安全型 CPU。
下列标准型CPU 可以提供:
-
CPU 312,用于小型工厂
-
CPU 314,用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
-
CPU 315-2 DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
-
CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
-
CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
-
CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
-
CPU 319-3 PN/DP,用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
下列紧凑型CPU 可以提供:
-
CPU 312C,具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU
-
CPU 313C,具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
-
CPU 313C-2 PtP,具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
-
CPU 313C-2 DP,具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
-
CPU 314C-2 PtP,具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
-
CPU 314C-2 DP,具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
下列技术型CPU 可以提供:
-
CPU 315T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
-
CPU 317T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供:
-
CPU 315F-2 DP,用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
-
CPU 315F-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
-
CPU 317F-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
-
CPU 317F-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
-
CPU 319F-3 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
S7-300
-
模块化微型 PLC 系统,满足中、小规模的性能要求
-
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
-
简单实用的分布式结构和多界面网络能力,应用十分灵活
-
操作方便,设计简单,不含风扇
-
任务增加时可顺利扩展
-
大量的集成功能,使它功能非常强劲
S7-300F
-
故障安全型自动化系统,可满足工厂日益增加的安全需求
-
基于 S7-300
-
可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
-
通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
-
标准模块另外也可用于非安全相关应用
S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
-
特殊机械,
-
纺织机械,
-
包装机械,
-
一般机械设备制造,
-
控制器制造,
-
机床制造,
-
安装系统,
-
电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
-
具有高电磁兼容性和抗震性,可**限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求:
-
要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
-
安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
-
类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
S7-300
一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
-
CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
-
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
-
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
-
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据要求,也可使用下列模块:
-
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
-
接口模块 (IM),用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
-
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
-
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。
-
集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
-
模块采用机械编码,更换极为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
-
现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
-
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
-
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
-
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
-
中央控制器和3个扩展机架**多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
-
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。
-
通过 IM 365 扩展:
1 个扩展装置**远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
-
通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的**远距离为 10m。
-
单独安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。
-
灵活的安装选项:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以**限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
-
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
-
用于点到点连接的通信处理器
-
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
-
SIMATIC S7-300
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
-
SIMATIC S7-400
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
-
SIMATIC C7
(通过带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
-
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带IM 308
-
SIMATIC 505
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得超过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
-
ET 200 分布式 I/O 设备
-
S7-300,通过 CP 342-5
-
CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
-
C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
-
现场设备
虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
-
SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
-
SIMATIC ET 200
(使用配备 PROFINET 接口的 CPU)
-
SIMATIC S7-400
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
-
ET 200 分布式 I/O 设备
-
ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
-
SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
-
现场设备
通过 AS-Interface 进行过程通信
S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备(AS-Interface 从站)。
更多信息,请参见通信处理器。
通过 CP 或集成接口(点对点)进行数据通信
通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议:
-
20 mA (TTY)(仅 CP 340/CP 341)
-
RS 232C/V.24(仅 CP 340/CP 341)
-
RS 422/RS 485
可以连接以下设备:
-
SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
-
打印机
-
机器人控制
-
扫描器,条码阅读器,等
特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。
使用多点接口 (MPI) 进行数据通信
MPI(多点接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。
-
MPI 可以同时连接多个配有 STEP 7 的编程器/PC、HMI 系统(OP/OS)、S7-300 和 S7-400。
-
全局数据:
“全局数据通信”服务可以在联网的 CPU 间周期性地进行数据交换。 一个 S7-300 CPU 可与多达 4 个数据包交换数据,每个数据包含有 22 字节数据,可同时有 16 个 CPU 参与数据交换(使用 STEP 7 V4.x)。
例如,可以允许一个 CPU 访问另一个 CPU 的输入/输出。只可通过 MPI 接口进行全局数据通信。
-
内部通信总线(C-bus):
CPU 的 MPI 直接连接到 S7-300 的 C 总线。因此,可以通过 MPI 从编程器直接找到与 C 总线连接的 FM/CP 模块的地址。
-
功能强大的通信技术:
-
多达 32 个 MPI 节点。
-
使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每个 CPU 有多个通信接口。
-
使用编程器/PC、SIMATIC HMI 系统和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每个 CPU 有多个通信接口。
-
数据传输速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
-
灵活的组态选项:
可靠的组件用于建立 MPI 通信: PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的总线电缆、总线连接器和 RS 485 中继器。使用这些组件,可以根据需求实现设计的**化调整。例如,任意两个MPI节点之间**多可以开启10个中继器,以桥接更大的距离。
通过 CP 进行数据通信
SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
可以连接以下设备:
-
SIMATIC S7-300
-
SIMATIC S7-400
-
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
-
编程器
-
PC 机
-
SIMATIC HMI 人机界面系统
-
数控装置
-
机器人控制
-
工业PC
-
驱动控制器
-
其它厂商设备
S7-300F
S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行:
-
ET 200M 中的 I/O 设计:
故障安全数字量/模拟量输入和输出模块用于集中式或分布式应用(Cat.4/SIL3 只能与隔离模块一起使用)
-
ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 设计:
故障安全数字量输入和输出模块可用于分布式应用
西门子SM322数字量输出模块6ES7322-1CF00-0AA0
-
PLC的硬件上主机、I/O扩展机及外部设备的主要类型介绍
PLC由哪几部分硬件组成?
PLC的硬件一般由主机、I/O扩展机及外部设备组成。
(1)主机包括:微处理器(MPU)。常用的微处理器有:Z80A、8085、M6800、M6809、8086、M68000。单片机有:8039、8031、M6801。
存储器:PLC的存储器用于存储程序和数据,一般采用ROM或EPROM。
I/O接口:I/O接口是主机与外部设备、I/O模块等的连接部件,用于扩弃PLC总线的驱动能力输入输出点数。
(2)电源:电压范围在160VAC-260VAC。
(3)输入/输出模块:用于调理输入输出信号,对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等。包括直流开关量输入模块,交流开关量输入模块,直流开关量输出模块,交流开关量输出模块。
(4)功能模块:包括A/D模块和D/A模块,温度传感器模块,高速计数模块,PID模块,远程I/O模块,通讯模块。
(5)扩展口
(6)编程器
(7)其他外设:打印机,显示器。
PLC的中央处理器(CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成,这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。
与一般的计算机一样,CPU是整个PLC的控制中枢,它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作:
(1)接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。
(2)用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据,并存入输入映像寄存器或数据存储器中。
(3)诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
(4) PLC进入运行状态后,执行用户程序,完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号,以完成用户指令规定的各种操作。
(5)响应各种外围设备(如编程器、打印机等)的请求。
PLC采用的CPU随机型不同而不同, 目前,小型PLC为单CPU系统,中型及大型则采用双CPU甚至多CPU系统。目前,PLC通常采用的微处理器有三种:通用微处理器、单片微处理器(即单片机)、位片式微处理器。
-
S7-300的基本位逻辑指令
位逻辑指令的运算结果用两个二进制数字1和0来表示。可以对布尔操作数(BOOL)的信号状态扫描并完成逻辑操作。逻辑操作结果称为RLO(result of logic operation)。
语句表STL表示的基本位逻辑指令
l A And 逻辑“与”
l AN And Not 逻辑“与非”
l O Or 逻辑“或”
l ON Or Not 逻辑“或非”
l X Exclusive Or 逻辑“异或”
l XN Exclusive Or Not 逻辑“异或非”
l = Assign 赋值指令
l NOT Negate RLO RLO取反
l SET Set RLO (=1) RLO=1
l CLR Clear RLO (=0) RLO=0
l SAVE Save RLO in BR Register 将RLO的状态保存到BR。
边沿信号识别指令。
位逻辑指令的运算规则:“先与后或”。
可以用括号将需先运算的部分括起来,运算规则为:
“先括号内,后括号外”。
梯形图LAD表示的基本位逻辑指令
l ---| |--- Normally Open Contact (Address) 常开触点
l ---|/|--- Normally Closed Contact (Address) 常闭触点
l ---(SAVE) Save RLO into BR Memory
将RLO的状态保存到BR
l XOR Bit Exclusive OR 逻辑“异或”
l ---( ) Output Coil 输出线圈
l ---( # )--- Midline Output 中间标志输出
l ---|NOT|---Invert Power Flow RLO取反
功能图FBD表示的位逻辑指令
将在后面的指令详解中给出
-
此外,象反相器、射极输出器等电路也有“整旧如新”的作用,也可认为是整形电路。
有记忆功能的双稳电路多谐振荡器的输出总是时高时低地变换,所以它也叫无稳态电路。另一种双稳态电路就绝然不同,双稳电路有两个输出端,它们总是处于相反 的状态:一个是高电平,另一个必定是低电平。它的特点是如果没有外来的触发,输出状态能一直保持不变。所以常被用作寄存二进制数码的单元电路。
( 1 )集基耦合双稳电路
图 9 是用分立元件组成的集基耦合双稳电路。它由一对用电阻交叉耦合的反相器组成。它的两个管子总是一管截止一管饱和,例如当 VT1 管饱和时 VT2 管就截止,这时 A 点是低电平 B 点是高电平。如果没有外来的触发信号,它就保持这种状态不变。如把高电平表示数字信号“ 1 ”,低电平表示“ 0 ”,那么这时就可以认为双稳电路已经把数字信号“ 1 ”寄存在 B端了。
电路的基极分别加有微分电路。如果在 VT1 基极加上一个负脉冲(称为触发脉冲),就会使 VT1 基极电位下降,由于正反馈的作用,使 VT1 很快从饱和转入截止, VT2 从截止转入饱和。于是双稳电路翻转成 A 端为“ 1 ”, B 端为“ 0 ”,并一直保持下去。
( 2 )触发脉冲的触发方式和极性
双稳电路的触发电路形式和触发脉冲极性选择比较复杂。从触发方式看,因为有直流触发(电位触发)和交流触发(边沿触发)的分别,所以触发电路形式各有不 同。从脉冲极性看,也是随着晶体管极性、触发脉冲加在哪个管子(饱和管还是截止管)上、哪个极上(基极还是集电极)而变化的。在实际应用中,因为微分电路 能容易地得到尖脉冲,触发效果较好,所以都用交流触发方式。触发脉冲所加的位置多数是加在饱和管的基极上。所以使用 NPN 管的双稳电路所加的是负脉冲,而 PNP 管双稳电路所加的是正脉冲。
( 3 )集成触发器除了用分立元件外,也可以用集成门电路组成双稳电路。但实际上因为目前有大量的集成化双稳触发器产品可供选用,如 R—S 触发器、 D 触发器、 J - K 触发器等等,所以一般不使用门电路搭成的双稳电路而直接选用现成产品。
有延时功能的单稳电路
无稳电路有 2 个暂稳态而没有稳态,双稳电路则有 2 个稳态而没有暂稳态。脉冲电路中常用的第 3 种电路叫单稳电路,它有一个稳态和一个暂稳态。如果也用门来作比喻,单稳电路可以看成是一扇弹簧门,平时它总是关着的,“关”是它的稳态。当有人推它或拉 它时门就打开,但由于弹力作用,门很快又自动关上,恢复到原来的状态。所以“开”是它的暂稳态。单稳电路常被用作定时、延时控制以及整形等。
( 1 )集基耦合单稳电路
图 10 是一个典型的集基耦合单稳电路。它也是由两级反相器交叉耦合而成的正反馈电路。它的一半和多谐振荡器相似,另一半和双稳电路相似,再加它也有一个微分触发 电路,所以可以想象出它是半个无稳电路和半个双稳电路凑合成的,它应该有一个稳态和一个暂稳态。平时它总是一管( VT1 )饱和,另一管( VT2 )截止,这就是它的稳态。当输入一个触发脉冲后,电路便翻转到另一种状态,但这种状态只能维持不长的时间,很快它又恢复到原来的状态。电路暂稳态的时间是 由延时元件 R 和 C 的数值决定的: t t =0.7RC 。
( 2 )集成化单稳电路
用集成门电路也可组成单稳电路。图 11 是微分型单稳电路,它用 2 个与非门交叉连接,门 1 输出到门 2 是用微分电路耦合,门 2 输出到门 1 是直接耦合,触发脉冲加到门 1 的另一个输入端 U I 。它的暂稳态时间即定时时间为: t t = ( 0.7~ 1.3 ) RC 。
脉冲电路的读图要点
① 脉冲电路的特点是工作在开关状态,它的输入输出都是脉冲,因此分析时要抓住关键,把主次电路区分开,先认定主电路的功能,再分析辅助电路的作用。 ② 从电路结构上抓关键找异同。前面介绍了集基耦合方式的三种基本单元电路,它们都由双管反相器构成正反馈电路,这是它们的相同点。但细分析起来它们还是各有 特点的:无稳和双稳电路虽然都有对称形式,但无稳电路是用电容耦合,双稳是用电阻直接耦合(有时并联有加速电容,容量一般都很小);而且双稳电路一般都有 触发电路(双端或单端触发);单稳电路就很好认,它是不对称的,兼有双稳和单稳的形式。这样一分析,三种电路就很好区别了。 ③ 脉冲电路中,脉冲的生成、变换和整形都和电容器的充、放电有关,电路的时间常数即 R 和C 的数值对确定电路的性质有极重要的意义,这一点尤为重要
-
PLC的选型方法
在PLC系统设计时,首先应确定控制方案,下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的,按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统,PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间,因此,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,**后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
一、输入输出(I/O)点数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展
余量后,作为输入输出点数估算数据。实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整。
二、存储器容量的估算
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。
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。
(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,有时也采用专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。
(三)通信功能
大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(如TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准,应是开放的通信网络。
PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1:1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际要求。
PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于1Mbps,通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式:1)PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络;2)1台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络;3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网;4)专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络)。
为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通信处理器。
(四)编程功能
离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本,但使用和调试不方便。在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,如C,Basic等,以满足特殊控制场合的控制要求。
(五)诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置,软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断,通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。
PLC的诊断功能的强弱,直接影响对操作和维护人员技术能力的要求,并影响平均维修时间。
(六)处理速度
PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丢失。
处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前,PLC接点的响应快、速度高,每条二进制指令执行时间约0.2~0.4Ls,因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。
四、机型的选择
(一)PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。
(二)输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。
可根据应用要求,合理选用智能型输入输出模块,以便提高控制水平和降低应用成本。
考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
(三)电源的选择
PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。
如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
(四)存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量更大,档次更高的存储器。
(五)冗余功能的选择
1.控制单元的冗余
(1)重要的过程单元:CPU(包括存储器)及电源均应1B1冗余。
(2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。
2.I/O接口单元的冗余
(1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。
(2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3)根据需要对重要的I/O信号,可选用2重化或3重化的I/O接口单元。
(六)经济性的考虑
选择PLC时,应考虑性能价格比。考虑经济性时,应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素,进行比较和兼顾,**终选出较满意的产品。
输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后,相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加,因此,点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑,使整个控制系统有较合理的性能价格比。
-
PLC机型的选择步骤与原则
随着PLC技术的发展,PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型的选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争**的性能价格比。选择时主要考虑以下几点:
(一) 合理的结构型式
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独立控制,又要相互联系的场合,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**PLC。但是中、**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特殊的速度要求时,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**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,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
-
的软件系统组成(图)
由图1可见,PLC实质上是一种工业控制用的专用计算机。PLC系统也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。其软件主要有以下几个逻辑部件:
(1)继电器逻辑
为适应电气控制的需要,PLC为用户提供继电器逻辑,用逻辑与或非等逻辑运算来处理各种继电器的连接。PLC内部有储单元有“1”和“0”两种状态,对应于“0N”和“0FF”两种状态。因此PLC中所说的继电器是一种逻辑概念的,而不是真正的继电器,有时称为“软继电器”。这些“软继电器”与通常的继电器相比有以下特点:
①体积小、功耗低
②无触点、速度快、寿命长
③有无数个触点,使用中不必考虑接点的容量
PLC一般为用户提供以下几种继电器(以FX2N系列PLC为例):
输入继电器(X):把现场信号输入PLC,同时提供无限多个常开、常闭触点供用户编程使用。在程序中只有触点没有线圈,信号由外部信号驱动。编号采用八进制,分别为X000—X007,X010-X017等。
输出继电器(Y):具备一对物理接点,可以串接在负载回路中,对应物理元件有继电器、晶闸管和晶体管。外部信号不能直接驱动,只能在程序中用指令驱动。编号采用八进制,分别为Y000—Y007,Y010-Y017等。
内部继电器(M):与外界没有直接联系,仅作运算的中间结果使用。有时也称为辅助继电器或中间继电器。和输出继电器一样,只能由程序驱动。每个辅助继电器有无限多对常开、常闭触点,供编程使用。地址号按十进制分配,通用型辅助继电器有M0-M499共500点,保持型辅助继电器有M500-M1023共524点,特殊型辅助继电器有M8000-M8255共157点。
(2)定时器逻辑
PLC一般采用硬件定时中断,软件计数的方法来实现定时逻辑功能,定时器一般包括:
定时条件:控制定时器操作。
定时语句:指定所使用的定时器,给出定时设定值。
定时器的当前值:记录定时时间。
定时继电器:定时器达到设定的值时为“1“(0N)状态,未开始定时或定时未达到设定值时为“0”(0FF)状态。
其逻辑功能如下表所示:
定时器:T
a.功能:该元件是定时用的,范围为0.001~32.767(1ms定时器)秒、0.01~327.67秒(10ms定时器)、0.1~3276.7秒(100ms定时器)。元件范围按十进制分配如下:
T246~T249:1ms定时器
T200~T245:10ms定时器
T0~T199:100 ms定时器
b.举例:
①梯形图:
②程序清单
LD X000
OUT T0 K123
LD T0
OUT y000
END
③波形图
(3)计数器逻辑
PLC为用户提供了若干计数器,它们是由软件来实现的,一般采用递减计数,一个计数器有以下几个内容:
计数器的复位信号R
计数器的计数信号(CP单位脉冲)
计数器设定值的记忆单元
计数器当前计数值单元
计数继电器,计数器计数达到设定值时为0N,复位或未到计数设定值时为0FF。
其逻辑功能如下表:
(4)计数器:C
a.功能:该元件完成记数功能。内部计数用的16位向上计数器(1~32767)和计数旋转编码器的输出等用的32位高速(向上、向下)计数器(-2,147,483648~+2,147,483,647)。该元件范围按十进制分配如下:
16位向上计数器:
C0~C99:一般用(非停电保持);
C100~C199:保存用(停电保持);
32位向上、向下高速计数器:
C200~C219:一般用(非停电保持); C220~C234:保存用(停电保持);
b.举例:①梯形图:
②程序清单:
LD X000
RST C0
LD X001
OUT C0 K5
LD C0
OUT Y000
END
③波形图:
PLC除能进行位运算外,还能进行字运算。PLC为用户提供了若干个数据寄存器,以存储有效数据。
-
|