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西門子PLC模塊6ES7214-2BD23-0XB8診斷功能

發布時間: 2021-04-08  點擊次數: 293次

西門子PLC模塊6ES7214-2BD23-0XB8

 

西門子PLC的診斷功能的強弱,直接影響對操作和人員技術能力的要求,并影響平均時間。
    (六)處理速度
    PLC采用掃描工作。從實時性要求來看,處理速度應越快越好,如果時間小于掃描時間,則PLC將掃描不到該,造成數據的丟失。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、等有關。目前,PLC接點的響應快、速度高,每條二進制指令執行時間約0.2~0.4Ls,因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應:小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。



四、機型的選擇
    (一)PLC的類型
    PLC按結構分為整體型和模塊型兩類,按應用分為現場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發,通??砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數選型。
    整體型PLC的I/O點數固定,因此用戶選擇的余地較小,用于小型控制;模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡,因此用戶可較合理地選擇和配置控制的I/O點數,功能擴展方便靈活,一般用于大中型控制。
    (二)輸入輸出模塊的選擇
    輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊,應考慮電平、傳輸距離、隔離、供電等應用要求。對輸出模塊,應考慮選用的輸出模塊類型,通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點;可控硅輸出模塊適用于開關,電感性低功率因數負荷,但價格較貴,過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等,與應用要求應一致。
    可根據應用要求,合理選用智能型輸入輸出模塊,以便控制水平和應用成本。
    考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。
    (三)電源的選擇
    PLC的供電電源,除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外,一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源,與國內電網電壓一致。重要的應用,應采用不間斷電源或穩壓電源供電。
    如果PLC本身帶有可使用電源時,應核對提供的電流是否應用要求,否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC,對輸入和輸出的隔離是必要的,有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。
    (四)存儲器的選擇
    由于計算機集成芯片技術的發展,存儲器的價格已下降,因此,為保證應用項目的正常投運,一般要求PLC的存儲器容量,按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時,應選擇容量更大,檔次更高的存儲器。
    (五)冗余功能的選擇
    1.控制單元的冗余
    (1)重要的單元:CPU(包括存儲器)及電源均應1B1冗余。
    (2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備構成的熱備冗余、2重化或3重化冗余容錯等。
    2.I/O接口單元的冗余
    (1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置。
    (2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3)根據需要對重要的I/O,可選用2重化或3重化的I/O接口單
    (六)經濟性的考慮
    選擇PLC時,應考慮性能價格比??紤]經濟性時,應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產出比等因素,進行比較和兼顧,終選出較滿意的產品。

西門子PLC基本指令特點
 PLC的編程語言與一般計算機語言相比,具有明顯的特點,它既不同于語言,也不同與一般的匯編語言,它既要易于編寫,又要易于調試的要求。目前,還沒有一種對各廠家產品都能兼容的編程語言。如三菱公司的產品有它自己的編程語言,OMRON公司的產品也有它自己的語言。但不管什么型號的PLC,其編程語言都具有以下特點:
1.      圖形式指令結構:程序由圖形表達,指令由不同的圖形符號組成,易于理解和記憶。的者已把工業控制中所需的運算功能編制成象征性圖形,用戶根據自己的需要把這些圖形進行組合,并填入適當的參數。在邏輯運算部分,幾乎所有的廠家都采用類似于繼電器控制電路的梯形圖,很容易接受。如西門子公司還采用控制流程圖來表示,它沿用二進制邏輯元件圖形符號來表達控制關系,很直觀易懂。較復雜的算術運算、定時計數等,一般也參照梯形圖或邏輯元件圖給予表示,雖然象征性不如邏輯運算部分,也受用戶歡迎
2.      明確的變量常數:圖形符相當于操作碼,規定了運算功能,操作數由用戶填人,如:K400,T120等。PLC中的變量和常數以及其取值范圍有明確規定,由產品型號決定,可查閱產品目錄手冊。
3.      簡化的程序結構:PLC的程序結構通常很簡單,典型的為塊式結構,不同塊完成不同的功能,使程序的調試者對整個程序的控制功能和控制順序有清晰的概念。
4.      簡化應用生成:使用匯編語言和語言編寫程序,要完成編輯、編譯和連接三個,而使用編程語言,只需要編輯一個,其余由自動完成,整個編輯都在人機對話下進行的,不要求用戶有高深的設計能力。
5.      強化調試手段:無論是匯編程序,還是語言程序調試,都是令編輯人員頭疼的事,而PLC的程序調試提供了完備的條件,使用編程器,利用PLC和編程器上的按鍵、顯示和內部編輯、調試、監控等,并在支持下,診斷和調試操作都很簡單。
總之,PLC的編程語言是面向用戶的,對使用者不要求具備高深的知識、不需要長時間的專門訓練。

 

西門子PLC的選型:
在PLC設計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。PLC及有關設備應是集成的、的,按照易于與工業控制形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的,PLC的硬件、配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和,然后根據控制要求,估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等,后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制。



    一、輸入輸出(I/O)點數的估算
    I/O點數估算時應考慮適當的余量,通常根據統計的輸入輸出點數,再10%~20%的可擴展
    余量后,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時,還需根據制造廠商PLC的產品特點,對輸入輸出點數進行圓整。
    二、存儲器容量的估算
    存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
    存儲器內存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數字量I/O點數的10~15倍,加上模擬I/O點數的100倍,以此數為內存的總字數(16位為一個字),另外再按此數的25%考慮余量。
    三、控制功能的選擇
    該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
    (一)運算功
    簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能;普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數運算、數據傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現,目前在PLC中都已具有通信功能,有些產品具有與下位機的通信,有些產品具有與同位機或機的通信,有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發,合理選用所需的運算功能。大多數應用,只需要邏輯運算和計時計數功能,有些應用需要數據傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數運算,數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。
    (二)控制功能
    控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。
    (三)通信功能
    大中型PLC應支持多種現場總線和通信協議(如TCP/IP),需要時應能與工廠網(TCP/IP)相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信,應是開放的通信網絡。
    PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業以太網、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合,通信距離應裝置實際要求
    PLC的通信網絡中,上級的網絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC的通信網絡主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網絡;3)PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)PLC網絡(各廠商的PLC通信網絡)。
    為減輕CPU通信任務,根據網絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通信處理器。

西門子PLC的選型:
在PLC設計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。PLC及有關設備應是集成的、的,按照易于與工業控制形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的,PLC的硬件、配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和,然后根據控制要求,估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等,后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制。



    一、輸入輸出(I/O)點數的估算
    I/O點數估算時應考慮適當的余量,通常根據統計的輸入輸出點數,再10%~20%的可擴展
    余量后,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時,還需根據制造廠商PLC的產品特點,對輸入輸出點數進行圓整。
    二、存儲器容量的估算
    存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
    存儲器內存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數字量I/O點數的10~15倍,加上模擬I/O點數的100倍,以此數為內存的總字數(16位為一個字),另外再按此數的25%考慮余量。
    三、控制功能的選擇
    該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
    (一)運算功
    簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能;普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數運算、數據傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現,目前在PLC中都已具有通信功能,有些產品具有與下位機的通信,有些產品具有與同位機或機的通信,有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發,合理選用所需的運算功能。大多數應用,只需要邏輯運算和計時計數功能,有些應用需要數據傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數運算,數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。
    (二)控制功能
    控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。
    (三)通信功能
    大中型PLC應支持多種現場總線和通信協議(如TCP/IP),需要時應能與工廠網(TCP/IP)相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信,應是開放的通信網絡。
    PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業以太網、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合,通信距離應裝置實際要求
    PLC的通信網絡中,上級的網絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC的通信網絡主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網絡;3)PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)PLC網絡(各廠商的PLC通信網絡)。
    為減輕CPU通信任務,根據網絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通信處理器。

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