西門(mén)子CPU1214C模塊 可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 數(shù)十年以來(lái),可編程邏輯控制器(PLC)始終是工廠自動(dòng)化和工業(yè)過(guò)程控制**組成的一部分。從簡(jiǎn)單的照明功能到環(huán)境系統(tǒng)、再到化學(xué)加工等各種應(yīng)用,都離不開(kāi)PLC控制。 這些系統(tǒng)具備許多功能,提供各種模擬和數(shù)字輸入/輸出接口、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及各種不同的通信協(xié)議。PLC的所有元件和功能都以控制器為中心,而控制器則針對(duì)某項(xiàng)具體任務(wù)進(jìn)行編程。 基本的PLC組件必須足夠靈活并可配置,以滿足不同工廠和應(yīng)用的需求。輸入激勵(lì)(無(wú)論是模擬還是數(shù)字信號(hào))來(lái)自機(jī)器裝置、傳感器或過(guò)程事件,表現(xiàn)為電壓或電流。PLC必須準(zhǔn)確地為CPU提供解析并轉(zhuǎn)換激勵(lì)信號(hào),CPU進(jìn)而確定一組發(fā)給輸出系統(tǒng)的指令,而后者控制著安裝在工廠或另一工業(yè)環(huán)境的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)代PLC起源于上世紀(jì)60年代,在隨后的幾十年中,通用功能和信號(hào)通道發(fā)生了少許變化。然而,21世紀(jì)的過(guò)程控制為PLC提出了較加艱巨的新要求:較高性能、較小體積和較大的功能靈活性。必須內(nèi)置保護(hù)功能,防止?jié)撛诘钠茐男造o電放電(ESD)、電磁干擾和射頻干擾(RFI/EMI),以及惡劣的工業(yè)環(huán)境中常見(jiàn)的大幅值瞬態(tài)脈沖。 可靠設(shè)計(jì) PLC需要在工業(yè)環(huán)境中無(wú)故障工作數(shù)年,而這種環(huán)境對(duì)于為PLC提供**靈活性和精密性的微電子元件有較大損害。Maxim比任何一家混號(hào)IC廠商都較能理解這一狀況,因?yàn)槲覀冊(cè)诔闪⒅蹙鸵?*的產(chǎn)品可靠性和創(chuàng)新方案良好于**業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者,確保高性能電子器件免受惡劣環(huán)境的損害,包括高ESD、高瞬態(tài)電壓擺幅和EMI/RFI。設(shè)計(jì)人員已經(jīng)普遍認(rèn)可Maxim的產(chǎn)品,因?yàn)檫@些產(chǎn)品解決了模擬、混號(hào)設(shè)計(jì)的難題,并將年復(fù)一年堅(jiān)持不懈地解決這類(lèi)問(wèn)題。 較高集成度 PLC具有4至數(shù)百路輸入/輸出(I/O)通道,支持各種不同規(guī)格的應(yīng)用,因此,尺寸和功率也像系統(tǒng)精度、可靠性一樣重要。Maxim堅(jiān)持在IC中集成正確的功能,始終保持**業(yè)的良好地位,從而減小了總體系統(tǒng)的空間和功率需求,得到較加緊湊的設(shè)計(jì)。Maxim能夠以較小尺寸提供數(shù)百款低功耗、高精度 IC,使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠構(gòu)建完全滿足苛刻的空間、功耗要求的精密產(chǎn)品。 工廠自動(dòng)化—新發(fā)明 裝配生產(chǎn)線是人類(lèi)歷史上相當(dāng)新的發(fā)明創(chuàng)造,許多國(guó)家都在同一時(shí)期涌現(xiàn)出了類(lèi)似的創(chuàng)新方案。我們?cè)诖肆信e了美國(guó)的幾個(gè)示例。
SamuelColt(美國(guó)*制造商)在19世紀(jì)中葉展示了一種通用部件。早期的*需要獨(dú)立制造每桿槍的部件,然后再分別進(jìn)行組裝。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配,Colt先生嘗試把10只槍的所有部件分別放置在不同箱子內(nèi),然后隨機(jī)地從箱子里抓取這些部件并組裝成一只槍。20世紀(jì)初期,HenryFord進(jìn)一步拓展了大批量生產(chǎn)技術(shù)。他設(shè)立了固定裝配廠,汽車(chē)在生產(chǎn)線上傳遞到不同車(chē)間。雇員只需要了解很少的裝配知識(shí),在以后的工作中也只進(jìn)行這類(lèi)工作。1954 年,GeorgeDevol申請(qǐng)了美國(guó)**2,988,237,這項(xiàng)**標(biāo)志著一個(gè)工業(yè)機(jī)器人的誕生,該機(jī)器人命名為Unimate。20世紀(jì)60年代末期,GeneralMotors?使用PLC組裝汽車(chē)的自動(dòng)變速器。DickMorley—PLC之父,為GM?開(kāi)發(fā)了**PLC(Modicon),他的美國(guó)**3,761,893是當(dāng)今許多PLC的基礎(chǔ)。 基本的PLC操作 過(guò)程控制可以簡(jiǎn)單到何種程度?我們以一個(gè)常見(jiàn)的家用加熱器為例進(jìn)行說(shuō)明。 加熱器部件密封在一個(gè)容器內(nèi),便于系統(tǒng)通信。這個(gè)概念可以擴(kuò)展到遠(yuǎn)端控制的家用恒溫加熱器,通信距離在幾米左右,通常采用電壓控制。 現(xiàn)在,我們?cè)谶@個(gè)小型簡(jiǎn)單過(guò)程控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以拓展,一個(gè)工廠需要哪些控制和配置? 遠(yuǎn)距離傳輸線的阻抗、EMI和RFI使得電壓控制方案的實(shí)施非常困難,這種情況下,電流環(huán)不失為簡(jiǎn)單、有效的解決方案。由基爾霍夫定律可知,電流環(huán)中任何一點(diǎn)的電流等于環(huán)路中其它所有點(diǎn)的電流,由此可以抵消傳輸線阻抗的影響。由于環(huán)路阻抗和帶寬較低(幾百歐姆,并且《100Hz),EMI和RFI 的雜散拾取被降至較小。PLC系統(tǒng)對(duì)于適當(dāng)?shù)目刂品浅S杏?,例如工廠生產(chǎn)系統(tǒng)。 PLC的電流環(huán)傳輸 電流控制環(huán)的應(yīng)用始于20世紀(jì)早期的電傳打字機(jī),較早使用的是0–60mA環(huán)路,后來(lái)改為0–20mA環(huán)路,PLC系統(tǒng)率先采用了4–20mA環(huán)路。 4–20mA電流環(huán)有很多優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的分立器件設(shè)計(jì)中需要仔細(xì)計(jì)算,而且與當(dāng)前的集成4–20mAIC相比,電路占用很大空間。Maxim推出了幾款20mA器件,包括MAX15500和MAX5661,可有效簡(jiǎn)化4–20mAPLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
測(cè)量到的任何電流值都代表一定的信息。實(shí)際應(yīng)用中,4–20mA電流環(huán)路工作在0mA至24mA電流范圍。但0mA至4mA和20mA至24mA電流范圍用于診斷和系統(tǒng)校準(zhǔn)。由于**4mA和**20mA的電流用于診斷,可以認(rèn)為介于0mA和4mA之間的讀數(shù)表示系統(tǒng)中傳輸線斷開(kāi)。同樣,介于20mA和 24mA之間的讀數(shù)可以表示系統(tǒng)中出現(xiàn)潛在的短路故障。 4–20mA通信的增強(qiáng)版稱為高速可尋址遠(yuǎn)端傳感器(HART?系統(tǒng)),該系統(tǒng)向下兼容4–20mA儀表。在HART系統(tǒng)中,采用基于微處理器的智能化集成現(xiàn)場(chǎng)器件能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信。根據(jù)HART協(xié)議,能夠在同一4–20mA 模擬電流信號(hào)線對(duì)上承載附加的數(shù)字信息,用于過(guò)程控制。 PLC的功能可劃分成幾個(gè)功能組。許多PLC廠商將這些功能集成為獨(dú)立模塊,每個(gè)模塊所具備的功能隨具體應(yīng)用而有所不同。很多模塊具有多種功能,可與多種傳感器接口連接。然而,多數(shù)情況下會(huì)針對(duì)特殊應(yīng)用設(shè)計(jì)**模塊或擴(kuò)展模塊,例如:電阻溫度檢測(cè)器(RTD)、傳感器或熱電偶傳感器。通常,所有模塊具備相同的**功能:模擬輸入、模擬輸出、分布式控制(例如現(xiàn)場(chǎng)總線)、接口、數(shù)字輸入和輸出(I/O)、CPU以及電源。我們將逐一說(shuō)明這些**功能,傳感器和傳感器接口將在其它章節(jié)分別介紹。
詞條
詞條說(shuō)明
6ES7 223-1BL22-0XA8 完成STEP 7-microwin32軟件的安裝和參數(shù)設(shè)計(jì)后,則可以建立與SIMATIC S7-200 CPU的在線聯(lián)系,步驟如下: (1)在STEP 7-Micro/WIN 32下,單擊通信圖標(biāo),或從菜單中選擇View中選擇選項(xiàng)Communications,則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)通信建立結(jié)果對(duì)話框,顯示是否連接了CPU主機(jī)。 (2)雙擊通信建立對(duì)話框中的刷新圖標(biāo),
數(shù)字量擴(kuò)展模塊 數(shù)字量輸入EM221 8點(diǎn)DC輸入 訂貨號(hào):6ES7 221-1BF22-0XA8 16點(diǎn)DC輸入 訂貨號(hào):6ES7 221-1BH22-0XA8 數(shù)字量輸出EM222 8點(diǎn)DC輸出 訂貨號(hào):6ES7 222-1BF22-0XA8 8點(diǎn)繼電器輸出 訂貨號(hào):6ES7 222-1HF22-0XA8 數(shù)字量輸入/輸出EM223 4點(diǎn)DC輸入/4點(diǎn)DC輸出 訂貨號(hào):6ES7 223-1B
說(shuō)明 SIMATIC S7-200?Micro PLC提供了*的通訊功能。 可以在1.2至187.5 kbaud數(shù)據(jù)傳輸率情況下操作集成的RS485接口: 當(dāng)統(tǒng)總線高達(dá)126參與者時(shí):編程設(shè)備,SIMATIC HMI產(chǎn)品和 CPU可順利聯(lián)網(wǎng)。在純粹的S7-200網(wǎng)絡(luò)中,通過(guò)集成的PPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)。在由完全集成的自動(dòng)化器件組成的網(wǎng)絡(luò)中,如SIMATIC S7-300/400或者SIMA
西門(mén)子PLC的特點(diǎn)介紹 西門(mén)子PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開(kāi)的,其間的聯(lián)系是靠運(yùn)行存儲(chǔ)于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關(guān),不是靠物理過(guò)程,不是用線路;而是靠信息過(guò)程,用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是用好信息。信息不同于物質(zhì)與能量,有自身的規(guī)律。信息便于處理,便于傳遞,便于存儲(chǔ);信息還可重用,等等。正是由于信息的這些特點(diǎn),決定了PLC的基本特點(diǎn)。 1.功能豐富 西門(mén)子PLC的功能非常豐富。這主要
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