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PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。

整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)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(fù)雜的控制系統(tǒng)。

二、安裝方式的選擇

西門子6ES72121AE400XB0  西門子6ES72121AE400XB0PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)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(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別立控制,又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

三、相應(yīng)的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。

對(duì)于以開(kāi)關(guān)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(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。

四、響應(yīng)速度要求

PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號(hào)有的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)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(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

可以如下組態(tài) DP/AS-Interface LINK 增強(qiáng)型：

帶有 STEP7 (TIAPortal) V12 或更高版本，或 STEP7（經(jīng)典版）V5.4 或更高版本：對(duì)于 STEP 7 組態(tài)，可以在 STEP 7 版本中上傳 AS-Interface 組態(tài)。也可以在 HW Config（從站選擇對(duì)話框）中方便地組態(tài)西門子 AS-Interface 從站。

通過(guò)在顯示屏上更改 AS-i 的實(shí)際組態(tài)

或者，可通過(guò) 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(jié)構(gòu)型式。

整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)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(fù)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(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)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(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別立控制,又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

三、相應(yīng)的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。

對(duì)于以開(kāi)關(guān)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(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。

四、響應(yīng)速度要求

PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號(hào)有的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)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(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

SIMATIC IPC 627c以其在高達(dá)55℃環(huán)境溫度的測(cè)量、開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)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(diào)整和擴(kuò)展，以下兩個(gè)槽：

2 PCI（1短和1長(zhǎng)）或

1 PCI和1 PCIe X16

SIMAT IPC627 C以其高的緊湊性和測(cè)量性能而聞名。溫度高達(dá)55°C時(shí)的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)。盡管其緊湊性很高，它仍然可以靈活地調(diào)整和擴(kuò)展與以下兩個(gè)槽：

2 PCI（1短和1長(zhǎng)）或

1 PCI和1 PCIe X16 優(yōu)點(diǎn)  高性能和非常短的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)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(chǔ)技術(shù)

系統(tǒng)具有高的性能和數(shù)據(jù)

板載RAID控制器

帶32gb固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）

ecc-ram，帶糾錯(cuò)功能的工作存儲(chǔ)器

可選PROFIBUS或PROFINET接口，三個(gè)端口用于低成本連接分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或連接SIMATICS7接口

借助于兩個(gè)分組千兆以太網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸速率和冗余度

通過(guò)可選的PCI Express x16圖形卡可以實(shí)現(xiàn)高圖形性能，可實(shí)現(xiàn)雙

DVIVGA模擬顯示適配器（可選）

4個(gè)高速USB 2.0端口

high energy industrial PC:

帶來(lái)低能耗

wake-up功能，用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從位置啟動(dòng)IPC示例，非生產(chǎn)周結(jié)束后開(kāi)始。

西門子PLC擴(kuò)展單元的功能特點(diǎn)

S7-200系列西門子PLC是模塊式結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)配接各種擴(kuò)展模塊來(lái)達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力的目的。目前S7-200西門子plc主要有類擴(kuò)展模塊。

（1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊 S7-200系列CPU226CN上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，但如用戶需要多于CPU單元I/O點(diǎn)時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)做必要的擴(kuò)展。CPU221無(wú)I/O擴(kuò)展能力，CPU 222多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224XP和CPU226CN多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。

S7-200 系列西門子PLC系列目前總共提供共5大類擴(kuò)展模塊：數(shù)字量輸入擴(kuò)展板EM221（8路擴(kuò)展輸入）；數(shù)字量輸出擴(kuò)展板EM222（8路擴(kuò)展輸出）；數(shù)字量輸入和輸出混合擴(kuò)展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模擬量輸入擴(kuò)展板EM231，每個(gè)EM231可擴(kuò)展3路模擬量輸入通道，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，12位；模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板EM235，每個(gè)西門子plc模塊EM235可同時(shí)擴(kuò)展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道，其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間］100μs，位數(shù)均為12位。基本單元通過(guò)其右側(cè)的擴(kuò)展接口用總線連接器（插件）與擴(kuò)展單元左側(cè)的擴(kuò)展接口相連接。擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由基本單元通過(guò)總線連接器提供，擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)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(kuò)展模塊 熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設(shè)計(jì)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(guò)模塊上的DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測(cè)量單位和開(kāi)路故障的方向。

（3）通訊擴(kuò)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(guò)通訊擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊：PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴(kuò)展模塊（CP243-2）?？梢苑奖愕牟庞蠺PC1162HI。

S7 1200 的USS庫(kù)

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(guò)這個(gè)功能快來(lái)完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設(shè)置通信的接口參數(shù)?？稍谥鱋B或中斷OB中調(diào)用。

USS_RPM功能塊是通過(guò)USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

USS_WPM功能塊是通過(guò)USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。

這些功能塊與變頻器之間的控制關(guān)系如下圖所示：

USS 通信功能塊與變頻器的控制關(guān)系

USS_DRV功能塊通過(guò)USS_DRV_DB數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)與USS_PORT功能塊的數(shù)據(jù)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(gè)S7-1200 CPU多可帶3個(gè)通信模塊，而每個(gè)CM1241 RS485通信模塊多支持16個(gè)變頻器。因此用戶在一個(gè)S7-1200 CPU中多可建立3個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)，而每個(gè)USS網(wǎng)絡(luò)多支持16個(gè)變頻器，總共多支持48個(gè)USS變頻器。

5. 2 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的編程

1．USS通信接口參數(shù)功能塊的編程

USS通信接口參數(shù)功能塊的編程如下圖所示。

USS通信接口參數(shù)功能塊的編程

USS_PORT功能塊用來(lái)處理USS網(wǎng)絡(luò)上的通信，它是S71200 CPU與變頻器的通信借口。每個(gè)CM1241 RS485模塊有且必須有一個(gè)USS_PORT功能塊。

PORT：指的是通過(guò)個(gè)通信模塊進(jìn)行USS通信。

BAUD：指的是和變頻器進(jìn)行通行的速率。 變頻器的參數(shù)P2010種進(jìn)行設(shè)置。

USS_DB：指的是和變頻器通信時(shí)的USS數(shù)據(jù)塊。每個(gè)通信模塊多可以有16個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，每個(gè)CPU多可以有48個(gè)USS數(shù)據(jù)塊，具體的通信情況要和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相聯(lián)系。每個(gè)變頻器與S7-1200進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)塊是的。

ERROR：輸出錯(cuò)誤。

STATUS：掃描或初始化的狀態(tài)。

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(gè)掃描。

USS_PORT通信的時(shí)間間隔是S7-1200與變頻器通信所需要的時(shí)間，不同的通信波特率對(duì)應(yīng)的不同的USS_PORT通信間隔時(shí)間。下圖列出了不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORT小通信間隔時(shí)間。

不同的波特率對(duì)應(yīng)的USS_PORT小通信間隔時(shí)間

USS_PORT在發(fā)生通信錯(cuò)誤時(shí)，通常進(jìn)行3次嘗試來(lái)完成通信事件，那么S7-1200與變頻器通信的時(shí)間就是USS_PORT發(fā)生通信超時(shí)的時(shí)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(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)大于小的調(diào)用時(shí)間間隔，即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 協(xié)議庫(kù)默認(rèn)的通信錯(cuò)誤超時(shí)嘗試次數(shù)是2次。

基于以上的USS_PORT通信時(shí)間的處理，我們建議在循環(huán)中斷OB塊中調(diào)用USS_PORT通信功能塊。在建立循環(huán)中斷OB塊時(shí)，我們可以設(shè)置循環(huán)中斷OB塊的掃描時(shí)間，以滿足通信的要求。

5. 3 S7 1200 PLC進(jìn)行USS通信的調(diào)試

S7-1200 PLC 通過(guò)CM1241 RS485模塊與變頻器進(jìn)行USS通信時(shí)，需要注意如下幾點(diǎn)：

當(dāng)同一個(gè)CM1241 RS485 模塊帶有多個(gè)（多16個(gè)）USS變頻器時(shí)，這個(gè)時(shí)候通信的USS_DB是同一個(gè)，USS_DRV功能塊調(diào)用多次，每個(gè)USS_DRV功能塊調(diào)用時(shí)，相對(duì)應(yīng)的USS站地址與實(shí)際的變頻器要一致，而其它的控制參數(shù)也要一致。

當(dāng)同一個(gè)S7-1200 PLC 帶有多個(gè)CM1241 RS485模塊（多3個(gè)）時(shí)，這個(gè)時(shí)候通信的USS_DB相對(duì)應(yīng)的是3個(gè)，每個(gè)CM1241 RS485模塊的USS網(wǎng)絡(luò)使用相同的USS_DB,不同的USS網(wǎng)絡(luò)使用不同的USS_DB。

當(dāng)對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行讀寫操作時(shí)，注意不能同時(shí)進(jìn)行USS_RPM和USS_WPM的操作，并且同一時(shí)間只能進(jìn)行一個(gè)參數(shù)的讀或者寫操作，而不能進(jìn)行多個(gè)參數(shù)的讀或者寫操作。

西門子PLC西門子PLC可編程控制器CPU1211C模塊代理(三)通訊功用   大中型PLC體系應(yīng)支撐多種現(xiàn)場(chǎng)總線和規(guī)范通訊協(xié)議(如TCP/IP)，需求時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通訊協(xié)議應(yīng)契合ISO/IEEE通訊規(guī)范，應(yīng)是敞開(kāi)的通訊網(wǎng)絡(luò)。   (四)編程功用   離線編程方法:PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器供給效勞，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操控。完結(jié)編程后，編程器切換到運(yùn)轉(zhuǎn)模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操控，不能進(jìn)行編程。離線編程方法可下降體系成本，但運(yùn)用和調(diào)試不便利。在線編程方法:CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU擔(dān)任現(xiàn)場(chǎng)操控，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就依據(jù)新收到的程序運(yùn)轉(zhuǎn)。這種方法成本較高，但體系調(diào)試和操作便利，在大中型PLC中常選用。   五種規(guī)范化編程言語(yǔ):次序功用圖(SFC)、梯形圖(LD)、功用模塊圖(FBD)三種圖形化言語(yǔ)和語(yǔ)句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本言語(yǔ)。選用的編程言語(yǔ)應(yīng)遵守其規(guī)范(IEC6113123)，同時(shí)，還應(yīng)支撐多種言語(yǔ)編程形式，如C，Basic等，以滿足操控場(chǎng)合的操控要求。 PLC模擬量輸入干擾的原因有些 PLC功能模塊

S7-1200產(chǎn)品說(shuō)明:

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：

性能分級(jí)的不同型號(hào)緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器。

各種信號(hào)板卡（模擬量和數(shù)字量），用于在 CPU 上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的模塊化控制器擴(kuò)展，同時(shí)節(jié)省安裝空間。

各種數(shù)字量和模擬量信號(hào)模塊。

各種通信模塊和處理器。

帶 4 個(gè)端口的以太網(wǎng)交換機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊

PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC

機(jī)械特性

堅(jiān)固、緊湊的塑料機(jī)殼

連接和控制部件易于接觸，并由前蓋板提供保護(hù)

模擬量或數(shù)字量擴(kuò)展模塊也具有可拆卸的連接端子

設(shè)備特性

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險(xiǎn)區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產(chǎn)質(zhì)量管理體系已按照 ISO 9001 進(jìn)行認(rèn)證。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各種通信機(jī)制：

集成 PROFINET IO 控制器接口

帶 PROFIBUS DP 主站接口的通信模塊

帶 PROFIBUS DP 從站接口的通信模塊

GPRS 模塊，用于連接到 GSM/G 網(wǎng)絡(luò)

LTE 模塊，用于在第四代 LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)）網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信。

通信處理器，可通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到 eControl Server Basic 控制中心軟件，并借助于基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全通信。

通信處理器，可連接到服務(wù)應(yīng)用的控制中心。

RF120C，可連接到 SIMATIC Ident 系統(tǒng)。

模塊 SM1278，用于連接 IO-link 傳感器和執(zhí)行器。

通過(guò)通信模塊實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)連接。

PROFINET 接口

通過(guò)集成 PROFINET 接口，可與以下設(shè)備通信：

編程設(shè)備

HMI 設(shè)備

其它 SIMATIC 控制器

PROFINET IO 自動(dòng)化組件

支持以下協(xié)議：

TCP/IP

ISO-on-TCP

S7 通信

可連接以下設(shè)備：

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 5 類電纜連接現(xiàn)場(chǎng)編程器和 PC。

在編程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接

SIMATIC HMI 精簡(jiǎn)面板

在精簡(jiǎn)面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接

其它 SIMATIC S7-1200 控制器

通過(guò) CSM 1277 以太網(wǎng)交換機(jī)連接多臺(tái)設(shè)備

點(diǎn)到點(diǎn)接口，可自由編程的接口模式

通信模塊可通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)連接進(jìn)行通信。采用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質(zhì)。在 CPU 的“自由口 (Freeport)"模式下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。采用面向位的用戶特定通信協(xié)議（例如，ASCII 協(xié)議、USS 或 Modbus）。

可以連接任何具有串行接口的終端設(shè)備，如驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、條碼讀碼器、調(diào)制解調(diào)器等。

在可編程接口模式下，通過(guò) CM 1241 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)連接

Functions

S7-1200 具有以下特點(diǎn)：

易于上手：

的入門套件（其中包括仿真器和文檔），便于熟悉設(shè)備的使用。

操作簡(jiǎn)單：

功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)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。

實(shí)時(shí)性能：

中斷功能、高速計(jì)數(shù)器和脈沖輸出，適用于對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用。

描述 信號(hào)模塊是控制器進(jìn)行過(guò)程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項(xiàng)任務(wù)的要求，準(zhǔn)確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報(bào)功能等方面都存在著差別。S7-400 信號(hào)模塊不僅是能夠在機(jī)架擴(kuò)展，而且可以通過(guò) PROFIBUS DP 連接到 S7-400 控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡(jiǎn)單。

說(shuō)明 SIMATIC S7-200 采用一致的模塊化設(shè)計(jì)。除了擴(kuò)展和通訊模塊，模塊化的系統(tǒng)提供了用于定位、稱重技術(shù)和溫度測(cè)量的一系列具體擴(kuò)展。 To the top of the page 定位模塊EM 253 EM 253是一個(gè)用于簡(jiǎn)單定位任務(wù)的功能模塊（1軸）。可以將它連接到步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，通過(guò)高頻脈沖輸入從Micro Stepper連接到高性能伺服驅(qū)動(dòng)器。 EM 253定位模塊以與擴(kuò)展模塊相同的方式進(jìn)行安裝，通過(guò)一體化連接電纜連接到S7 - 200擴(kuò)展總線。 連接之后，從CPU自動(dòng)讀出配置數(shù)據(jù) 該模塊具有以下特點(diǎn)： 用于來(lái)自過(guò)程信號(hào)的5位輸入 驅(qū)動(dòng)器直接激活用24脈沖輸出（向前/向后或者速度/方向） 2控制輸出（DIS；CLR）。 12個(gè)狀態(tài)LED

CPU 317F-2 DP 允許對(duì)設(shè)備實(shí)施故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，以滿足提高的安全要求（特別是制造自動(dòng)化方面的安全要求）。 包括故障安全I(xiàn)/O模塊的分布式I/O站可以通過(guò)內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿足安全相關(guān)的應(yīng)用。 基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通訊。 CPU 運(yùn)行需要 SIMATIC 微型存儲(chǔ)卡（MMC 卡）。

PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。

整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于工藝較為固定的小型控制中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)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(fù)雜的控制。

二、安裝的選擇

PLC的安裝分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型,的裝置分布范圍很廣,遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)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(yīng)的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可。

對(duì)于以開(kāi)關(guān)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(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模控制和集散控制等。

四、響應(yīng)速度要求

PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能其應(yīng)用范圍內(nèi)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(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)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(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

五、可靠性的要求

對(duì)于一般PLC的可靠性均能。對(duì)可靠性要求很高的,應(yīng)考慮是否采用冗余或熱備用。

六、機(jī)型盡量統(tǒng)一

一個(gè)企業(yè),應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問(wèn)題：

1)機(jī)型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購(gòu)和。

2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用類似,有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的。

3)機(jī)型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)信,配計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制

超過(guò)60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)留意以下事項(xiàng)

（1）機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能（機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等）。

（2） 電機(jī)進(jìn)進(jìn)恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要留意）。

（3） 產(chǎn)生軸承的壽命題目，要充分加以考慮。

（4） 對(duì)于中容量以上的電機(jī)特別是2電機(jī)，在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。

25、變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎？

根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑方式不同，需要留意若干題目。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通常可考慮70～80Hz為大限，采用油潤(rùn)滑時(shí)，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。

26、變頻器能用來(lái)驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？

基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開(kāi)關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀繞組；對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)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(duì)于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。

27、變頻器本身消耗的功率有多少？

它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過(guò)在60Hz以下的變頻器效率大約為94%～96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)躲再生制動(dòng)式（FR-K）變頻器，假如把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)往，功率消耗將變大，對(duì)于操縱盤設(shè)計(jì)等必須留意。

軟件結(jié)構(gòu)

二個(gè)強(qiáng)有力的微處理器(C163 和 C167)為電樞和勵(lì)磁電路實(shí)施所有閉環(huán)和驅(qū)動(dòng)控制功能。 閉環(huán)控制功能由軟件實(shí)現(xiàn)，作為通過(guò)參數(shù)相聯(lián)系的程序模塊

連接器

經(jīng)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(duì)應(yīng)于測(cè)量點(diǎn)，且能夠作為數(shù)字值訪問(wèn)。 14 位 (16,384 步)對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)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(shè)定值或改變一個(gè)限定值。 它們也可經(jīng)由操作員面板，模擬輸出和串行接口輸出。

經(jīng)由連接器可以獲得下列量：

模擬量輸入和輸出

實(shí)際值傳感電路的輸入

斜坡函數(shù)發(fā)生器的輸入和輸出，限，選通單元，控制器，免費(fèi)提供的軟件模塊

數(shù)字的固定設(shè)定值

一般的量，如操作狀態(tài)，電機(jī)溫度，可控硅溫度，報(bào)警存儲(chǔ)，故障存儲(chǔ)，操作計(jì)時(shí)表，處理器容量的利用率

開(kāi)關(guān)量連接器

開(kāi)關(guān)量連接器是假設(shè) 一個(gè)“0"或“1" 值的數(shù)字控制信號(hào)。 例如它們可以用來(lái)輸入一個(gè)設(shè)定值或執(zhí)行一個(gè)控制功能。 開(kāi)關(guān)量連接器也可經(jīng)由操作員面板，二進(jìn)制輸出，或串行接口輸出。

下列狀態(tài)可經(jīng)由開(kāi)關(guān)量連接器來(lái)獲?。?/p>

二進(jìn)制輸入的狀態(tài)

固定控制位

控制器的狀態(tài)，限，斜坡函數(shù)發(fā)生器，控制字，狀態(tài)字。

干預(yù)點(diǎn)

軟件模件的輸入使用關(guān)聯(lián)的參數(shù)在干預(yù)點(diǎn)上定義。 在對(duì)連接器信號(hào)的干預(yù)點(diǎn)，所需信號(hào)的連接器編號(hào)被輸入相關(guān)的參數(shù)中，從而來(lái)定義哪一個(gè)信號(hào)必須作為輸入量。 因此，有可能用模擬輸入和接口來(lái)的信號(hào)，以及內(nèi)部變量來(lái)設(shè)定值，附加的設(shè)定值，限等。

作為輸入量的開(kāi)關(guān)量連接器的編號(hào)在干預(yù)點(diǎn)被輸入，用作開(kāi)關(guān)量連接器信號(hào)。 從而可以利用二進(jìn)制輸入，串行接口的控制位或者是在閉環(huán)控制中產(chǎn)生的控制位，執(zhí)行一個(gè)控制功能或者是一個(gè)控制位輸出。

安全相關(guān)程序是在 TIA 博途中創(chuàng)建的。STEP7 Safety 組態(tài)工具為用 LAD 和 FBD 語(yǔ)言編寫的安全相關(guān)程序提供了命令、操作和塊。為此，我們提供了一個(gè)經(jīng) TüV 認(rèn)同的預(yù)組態(tài)塊庫(kù)以提供安全功能。

輸入輸出電路引入的

為了實(shí)現(xiàn)輸入輸出電路上的隔離，近年來(lái)在控制系統(tǒng)中光電耦合得到廣泛應(yīng)用，已成為防止的有效措施之一。光電耦合器具有以下特點(diǎn):先，由于是密封在一個(gè)管殼內(nèi)，不會(huì)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(dòng)態(tài)電阻非常小，而源的內(nèi)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(shù)相比，一般很小，遠(yuǎn)不如晶體管對(duì)那么靈敏，而光電耦合器的發(fā)光二管只有在通過(guò)一定的電流時(shí)才能發(fā)光。因此，即使是在電壓幅值較高的情況下，由于沒(méi)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(nèi)，因此，應(yīng)保證被傳的變化范圍始終在線性區(qū)內(nèi)。為了保證線性耦合，既要嚴(yán)格挑選光電耦合器，又要采取相應(yīng)的非線性較正措施，否則將產(chǎn)生較大的誤差。