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選擇PLC型號時應(yīng)引起注意的問題 

一般來說，對于初次使用plc的用戶或者是用于控獨立設(shè)備(單機控制)的場合，配套日本產(chǎn)的PLC產(chǎn)品，相對來說性能價格比有一定的優(yōu)勢，入門也較容易。對于系統(tǒng)規(guī)模較大、網(wǎng)絡(luò)通信功能要求高、開放性好的分布式PLC控制系統(tǒng)，遠程I/O控制系統(tǒng)，歐美生產(chǎn)的PLC可以為網(wǎng)絡(luò)通信功能的發(fā)揮提供一定的便利。當(dāng)然，產(chǎn)品的技術(shù)支持與服務(wù)、價格等因素也是選擇PLC時所必須考慮的問題。

在PLC生產(chǎn)廠家確定后，PLC的型號主要決定于控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，在滿足設(shè)備控制要求的前提下，必須考慮生產(chǎn)成本。

從技術(shù)的角度考慮，以下指標(biāo)是選擇PLC型號時應(yīng)引起注意的問題。

1.CPU性能

PLC的CPU性能主要涉及處理器的“位數(shù)”、運算速度、用戶存儲器的容量、編程能力(指令的功能、內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器的數(shù)量等)、軟件開發(fā)能力、通信能力等方面。在使用特殊功能模塊、特殊外部設(shè)備或是需要網(wǎng)絡(luò)連接的場合，應(yīng)考慮到CPU的功能與以上要求相適應(yīng)。

此外，在滿足控制要求的前提下，CPU的價格也是需要設(shè)計人員考慮的問題之一，選擇的PLC既要滿足系統(tǒng)的功能要求，同時也應(yīng)該充分利用其功能，避免不必要的浪費。

2.1/0點數(shù)

PLC的輸入/輸出點數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點數(shù)的確定，應(yīng)以上述的I/O點匯總表為依據(jù)。在正常情況下，PLC的I/O點可以適當(dāng)留有余量，但同時也必須考慮生產(chǎn)制造成本。對于以下情況，應(yīng)適當(dāng)考慮增加一定的I/O余量。

①控制對象的部分要求不明確，存在要求改變可能;

②I/O點統(tǒng)計不完整，設(shè)計階段或者現(xiàn)場調(diào)試時可能增加I/O點：

③PLC擴展較困難，但控制系統(tǒng)存在變動可能性;

④使用環(huán)境條件相對較差，PLC工作負(fù)荷較重：

⑤維修服務(wù)不方便，配件供應(yīng)周期較長。

I/O點(包括程序存儲器容量)的余量選擇無規(guī)定的要求，更沒有固定的計算公式，一切都必須根據(jù)實際情況進行，避免教條主義，這樣才能做到科學(xué)與合理。

3.功能模塊的配套

選擇PLC時應(yīng)考慮到功能模塊配套的可能性。選用功能模塊涉及硬件與軟件兩個方面。在硬件上，首先應(yīng)保證功能模塊可以方便地與PLC進行連接，PLC應(yīng)有連接、安裝位置與相關(guān)接口、連接電纜等附件。在軟件上，PLC應(yīng)具有對應(yīng)的控制功能，可以方便地對功能模塊進行編程。

4.通信能力

對于分布式PLC控制系統(tǒng)、遠程I/O控制系統(tǒng)，PLC的通信功能是必須考慮的問題。而對于集中控制系統(tǒng)或單機控制系統(tǒng)，既要考慮到用戶現(xiàn)有外部調(diào)試設(shè)備等的正常使用，還應(yīng)考慮到用戶管理水平的提高與技術(shù)發(fā)展的可能性。增強通信功能，既是信息技術(shù)發(fā)展的基本要求，也是當(dāng)前PLC的技術(shù)發(fā)展方向之一。因此，在選擇PLC通信能力方面，應(yīng)有一定的超前蒽識，保留系統(tǒng)的發(fā)展空間。

西門子plc根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有S7-200，S7-300和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。

1、S7-200

針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它最多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達248個設(shè)備，這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數(shù)。

2、S7-300

相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡單，選擇性也比較多，并可借助工具進行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的接口模塊保留一個插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當(dāng)于對cpu功能的一個擴展或補充;通訊處理器(cp)——提供點對點連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。

針對cpu設(shè)計模式選擇器有：mres=模塊復(fù)位功能;stop=停止模式，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個輸入或輸出被強制;run=當(dāng)cpu啟動時閃爍，在運行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲器復(fù)位請求時慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

3、37-400

同300的區(qū)別主要在于熱啟動(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池時可以向ram提供后備電源。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成。而實現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個pc適配器，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

4、西門子plc在工程中的應(yīng)用

每個自動化過程都是由許多較小的部分和子過程組成，所以工程建立的*個任務(wù)是分解子任務(wù)。而每個子任務(wù)定義了自動化系統(tǒng)要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數(shù)目和類型，對應(yīng)模塊序號和類型，所用機架號，cpu型號和容量，hmi系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。軟件方面主要是程序結(jié)構(gòu)，自動化過程中的數(shù)據(jù)管理，組態(tài)數(shù)據(jù)、通訊數(shù)據(jù)及程序和項目文檔。在siemens的s7中，上述工作都在項目管理(simatic管理器)，包括必須的硬件(+組態(tài))，網(wǎng)絡(luò)(+組態(tài))，所有程序和自動化解決方案的數(shù)據(jù)管理。f1在線幫助。

simatic管理器管理step7項目，編寫step7用戶程序的工具，有梯形圖lad，語句表stl，和功能塊圖fbd，編程語言。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到eprom卡上。simatic管理器是一個在線/離線編輯s7對象的圖形化用戶界面，這些對象包括項目、用戶程序、快、硬件站和工具。此管理器的用戶界面中工具條和windows差不多，就是多了幾個plc菜單——顯示訪問節(jié)點、存儲器卡、下載、仿真模塊。

step7項目結(jié)構(gòu)：項目中，數(shù)據(jù)以對象形式存儲，按樹型結(jié)構(gòu)組織。*級：包含項目圖表，每個項目代表和項目存儲有關(guān)的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二級：站(如s7-300)用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點。s7程序文件夾是編寫程序的起點，所有s7系列的軟件均放在s7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾。simatic的網(wǎng)絡(luò)圖表(mpi、profibus、工業(yè)以太網(wǎng))第三級和其他級：和上級對象類型有關(guān)。編程器可離線/在線查看項目——offline：編程器硬盤上的內(nèi)容;online：通過網(wǎng)線從plc讀到的內(nèi)容。

菜單選項：在options-customize設(shè)置語言、助記符、常用特性(存儲位置、系統(tǒng)信息顯示)。創(chuàng)建一個項目：filenewnewproject插入s7程序塊：insertprograms7program插入s7塊：inserts7block然后可選：1：組織塊(ob)被操作系統(tǒng)調(diào)用，他們是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。2：功能fc和功能塊fb是實際的用戶程序利用他們可以把復(fù)雜的程序分解成小的，易于調(diào)試的單元。3：數(shù)據(jù)塊存儲用戶的數(shù)據(jù)。選擇所需塊類型后，會打開一個屬性對話框，其中可輸入塊序號和要使用的編程語言，及其他設(shè)置。

5、硬件組態(tài)和存儲器概念

裝載存儲器是一個可編程模塊，它包括建立在編程設(shè)備上的裝載對象(邏輯塊、數(shù)據(jù)塊和其他信息)，它可以是存儲器卡或內(nèi)部集成的ram。存儲器卡一般有兩種，其中，當(dāng)采用ram存儲器卡時，系統(tǒng)必須配備電池，當(dāng)采用flasheprom存儲器卡時，則斷電不會丟失，但內(nèi)部ram中的數(shù)據(jù)仍需電池保持。

工作存儲器僅包含和運行時間使用的程序和數(shù)據(jù)，ram工作存儲器集成在cpu中，通過后備電池保持。系統(tǒng)存儲器包括過程映象輸入和輸出表(pii，piq)，位存儲器，定時器，計數(shù)器和局部堆踐。保持存儲器是非揮發(fā)的ram，即使沒有安裝后備電池也可用來保持某些數(shù)據(jù)，設(shè)置cpu參數(shù)時要保持的區(qū)域。

從上述概念可知，假如我們在線修改程序，被修改的塊存放在工作存儲器中，當(dāng)把程序上載到編程器時，就從工作存儲器傳到編程器。由于斷電會導(dǎo)致ram數(shù)據(jù)的丟失，所以假如要安全保存被修改的程序，就必須保存在feprom或硬盤上。

硬件組態(tài)和參數(shù)分配

組態(tài)就是指在硬件組態(tài)的站窗口中分配機架、塊可分布式i/o，可從硬件目錄中選擇部件;參數(shù)分配就是建立可分配參數(shù)模塊的特性，例如啟動特性、保持區(qū)等;設(shè)定組態(tài)就是設(shè)定好的硬件組態(tài)和參數(shù)分配;實際組態(tài)指已存在的實際組態(tài)和參數(shù)分配，一般是在已裝配的系統(tǒng)中，從plc的cpu中讀出來的。

組態(tài)過程：

啟動硬件組態(tài)：新建一個項目(project)，選擇該項目，并插入(insert)一個站(station)，在simatic管理器中選擇硬件站(hardware)雙擊open即可，我們同時可以打開硬件目錄——view-catalog，如果選擇標(biāo)準(zhǔn)硬件目錄庫，它會提供所有的機架、模塊和接口模塊。

產(chǎn)品詳情

電源電壓

允許范圍，下限(DC)：11V

允許范圍，上限(DC)：30V

輸入電流

來自背板總線DC5V，最大值：190mA

來自電源電壓L+，最大值：300mA;在DC12V時，130mA在DC24V時

硬件擴展

每個CPU的組件數(shù)量：最多5個附帶CPU226/226XM，最多3個附帶CPU224，最多1個附帶CPU222

數(shù)字輸入

數(shù)量/二進制輸入端：5

類型：IEC類型1，p讀取

功能：停止(STP)，基準(zhǔn)點開關(guān)(RPS)，上終端開關(guān)(LMT+)，下終端開關(guān)(LMT-)，零值(ZP)

輸入電壓

額定值，DC：24V

對于信號“0”：STP，RPS，LMT+，LMT-DC5V;ZPDC1V

對于信號“1”：STP，RPS，LMT+，LMT-DC15V;ZPDC3V

輸入延遲(輸入電壓為額定值時)

對于標(biāo)準(zhǔn)輸入端

可參數(shù)化：是;STP,RPS,LMT+,LMT-0.2至12.8ms;ZP最小值2µs

導(dǎo)線長度

屏蔽導(dǎo)線長度，最大值：100m;STP,RPS,LMT+,LMT-100m,ZP10m

未屏蔽導(dǎo)線長度，最大值：30m;STP，RPS，LMT+，LMT-30m，不建議ZP

傳感器

可連接傳感器

雙線傳感器：是

允許的閉路電流(雙線傳感器)最大值：1mA

驅(qū)動裝置接口

信號輸出I

數(shù)量：4;可選擇RS422/RS485或DC5V

類型：RS422/RS485(P0+,P0-,P1+,P1-)

差動輸出電壓，最小值：2.8V;RL=200歐姆

脈沖頻率：200kHz;(P0+、P0-、P1+、P1-)

導(dǎo)線長度，最大值：10m;屏蔽;1m非屏蔽

信號輸出III

類型：DC5V(P0、P1、DIS、CLR)

輸出電壓：DC30V

輸出電流：50mA;輸出延遲(DIS,CLR)最大30µs

電位隔離

數(shù)字輸入電位隔離

在通道之間：是

在通道之間，分組點數(shù)：1(STP,RPS,ZP)，2(LMT-,LMT+)

允許的電位差

在不同電路之間：AC500V

尺寸

寬度：71.2mm

高度：80mm

深度：62mm

重量

重量，約：190g

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