西门子PLC控制系统设计的一般步骤是什么?
设计PLC应用系统时,首先是进行PLC应用系统的功能设计,即根据被控对象的功能和工艺要求,明确系统必须要做的工作和因此
必备的条件。然后是进行PLC应用系统的功能分析,即通过分析系统功能,提出PLC控制系统的结构形式,控制信号的种类、数量
,系统的规模、布局。最后根据系统分析的结果,具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。
PLC控制系统设计可以按以下步骤进行。
1.熟悉被控对象,制定控制方案 分析被控对象的工艺过程及工作特点,了解被控对象机、电、液之间的配合,确定被控对象对
PLC控制系统的控制要求。
2.确定I/O设备 根据系统的控制要求,确定用户所需的输入(如按钮、行程开关、选择开关等)和输出设备(如接触器、电磁阀
、信号指示灯等)由此确定PLC的I/O点数。
3.选择PLC 选择时主要包括PLC机型、容量、I/O模块、电源的选择。
4.分配PLC的I/O地址 根据生产设备现场需要,确定控制按钮,选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备
的型号、规格、数量;根据所选的PLC的型号列出输入/输出设备与PLC输入输出端子的对照表,以便绘制PLC外部I/O接线图和
编制程序。
5.设计软件及硬件进行PLC程序设计,进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。由于程序与硬件设计可同时进行,因此,
PLC控制系统的设计周期可大大缩短,而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制线路后才能进行施工设计。
6.联机调试 联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。开始时,先不带上输出设备(接触器线圈、信号指示灯等负载
)进行调试。利用编程器的监控功能,采分段调试的方法进行。各部分都调试正常后,再带上实际负载运行。如不符合要求,则
对硬件和程序作调整。通常只需修改部分程序即可,全部调试完毕后,交付试运行。经过一段时间运行,如果工作正常、程序不
需要修改则应将程序固化到EPROM中,以防程序丢失。
7.整理技术文件 包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。
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6ES7215-1BG31-0XB0 CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
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6ES7211-1BE40-0XB0 CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
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6ES7212-1BE40-0XB0 CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1AE40-0XB0 CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES7212-1HE40-0XB0 CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES7214-1BG40-0XB0 CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1AG40-0XB0 CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES7214-1HG40-0XB0 CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES7215-1BG40-0XB0 CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1AG40-0XB0 CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7215-1HG40-0XB0 CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7217-1AG40-0XB0 CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES7221-1BF32-0XB0 SM1221 数字量输入模块, 8 输入24V DC
6ES7221-1BH32-0XB0 SM1221 数字量输入模块, 16 输入24V DC
6ES7222-1HF32-0XB0 SM1222 数字量输出模块, 8输出继电器
6ES7222-1BF32-0XB0 SM1222 数字量输出模块, 8输出24V DC
6ES7222-1XF32-0XB0 SM1222 数字量输出模块, 8输出切换继电器
6ES7222-1HH32-0XB0 SM1222 数字量输出模块, 16输出继电器
6ES7222-1BH32-0XB0 SM1222 数字量输出模块, 16输出24V DC
6ES7223-1PH32-0XB0 SM1223 数字量输入输出模块 8输入24V DC/ 8输出继电器
6ES7223-1BH32-0XB0 SM1223 数字量输入输出模块 8输入24V DC/ 8输出24V DC
6ES7223-1PL32-0XB0 SM1223 数字量输入输出模块 16输入24V DC/ 16输出继电器
6ES7223-1BL32-0XB0 SM1223 数字量输入输出模块 16输入24V DC/ 16输出24V DC
6ES7223-1QH32-0XB0 SM1223 数字量输入输出模块 8输入120/230V AC/ 8输出继电器
6ES7231-4HD32-0XB0 SM1231 模拟量输入模块 4AI 13位分辩率
6ES7231-5ND32-0XB0 SM1231 模拟量输入模块 4AI 16位分辩率
6ES7231-4HF32-0XB0 SM1231 模拟量输入模块 8AI 13位分辩率
6ES7231-5PD32-0XB0 SM1231 热电阻模块 4RTD 16位分辩率
6ES7231-5QD32-0XB0 SM1231 热电偶模块 4TC 16位分辩率
6ES7231-5PF32-0XB0 SM1231 热电阻模块 8RTD 16位分辩率
6ES7231-5QF32-0XB0 SM1231 热电偶模块 8TC 16位分辩率
6ES7232-4HB32-0XB0 SM1232 模拟量输出模块 2AO 14位分辩率
6ES7232-4HD32-0XB0 SM1232 模拟量输出模块 4AO 14位分辩率
6ES7234-4HE32-0XB0 SM1234 模拟量输入输出模块 4AI/2AO
6ES7241-1CH32-0XB0 CM1241 RS485 /422通讯模块
6ES7241-1AH32-0XB0 CM1241 RS232通讯模块
6ES7241-1CH30-1XB0 CB1241 RS485信号板通讯模块
6ES7278-4BD32-0XB0 CM1278 I/O Line Master
6ES7972-0EB00-0XA0 Tele service 适配器 IE 基础版
6ES7972-0MM00-0XA0 Tele service Modem 模块
6ES7972-0MD00-0XA0 Tele service ISDN 模块
6ES7972-0MS00-0XA0 Tele service RS232 模块
6ES7221-3AD30-0XB0 SB1221 数字量信号板模块,支持5V DC输入信号, 4输入 5V DC,最高频率200KHZ
6ES7221-3BD30-0XB0 SB1221 数字量信号板模块,支持24V DC输入信号,4输入 24V DC ,最高频率200KHZ
6ES7222-1AD30-0XB0 SB1222 数字量信号板模块 支持5V DC 输出信号, 4输出 5V DC,最高频率200KHZ
6ES7222-1BD30-0XB0 SB1222 数字量信号板模块 4输出 24V DC 0.1A 最高频率200KHZ
6ES7223-0BD30-0XB0 SB1223 数字量信号板模块 2输入24V DC/ 2输出24V DC
6ES7223-3AD30-0XB0 SB1223 数字量信号板查模块,支持5V DC输入信号,2输入 5V DC/2输出 5V DC 0.1A,最高频率200KHZ
6ES7223-3BD30-0XB0 SB1223 数字量信号板模块,支持24 V DC输入信号, 2输入24V DC/ 2输出24V DC 0.1 A ,最高频率200KHZ
6ES7232-4HA30-0XB0 SB1232, 模拟量信号板模块, 1AO
6ES7231-4HA30-0XB0 SB1231, 模拟量信号板模块, 1AI, 10位分辩率, (0-10V)
6ES7231-5PA30-0XB0 SB1231, 热电阻信号板模块,1 RTD 类型: Platinum (Pt)
6ES7231-5QA30-0XB0 SB1231, 热电偶信号板模块,1 TC1 类型: J, K
6ES7274-1XH30-0XA0 1214C 模拟器
6ES7274-1XF30-0XA0 1211C/1212C 模拟器
6ES7290-6AA30-0XA0 S7-1200 模块扩展电缆 2.0 米
6ES7297-0AX30-0XA0 S7-1200 电池板
6ES7298-2DS23-0XA0 S7-200/1200与V60 连接电缆
PLC控制系统中电气控制原理图的设计及绘制
电气控制原理图是根据所要达到的控制过程需要的控制信号和被控制设备及控制要求绘制出来的,因此,绘制电气控制原理图首
先要分析控制过程和控制要求,然后按一定的步骤来完成。设计PLC的电气控制原理图,首先要了解输入输出信号的性质和相关
要求,然后再根据所选用的PLC来合理地安排输入输出地址,最后才能完成电气原理图的设计。
1)输入/输出点数
根据要实现的具体工作过程和控制要求理清有哪些输入量,需要控制哪些对象,输入量的个数即所需要的输入点数,需要控制的
对象需要的信号数即所需要的输出点数。
2)PLC的输入输出地址分配表
输入输出地址分配表是根据控制要求中需要的输入信号和所要控制的设备来确定PLC的各输入输出端子分别对应哪些输入输出信
号或设备所列出的表。如表1所示为PLC控制的四路抢答器的I/O地址分配表。表1 控制四路抢答器的PLC I/O地址分配表
I/O地址分配表一般要根据输入输出信号的信息和相关要求及所选用的PLC型号来进行分配,关于输出信号,需要了解所控制的设
备的电源电压和工作电流,然后按照所需电源的不同进行分组。如YL-235A光机电一体化实训装置中所用的PLC为FX2N-48MR型,
它的输出分为五组,其中有四组是四个输出端共用一个COM端,有一组是八个输出端共用一个COM端。
3)绘制电气控制原理图的要求
在绘制电气控制原理图时,首先要求整体布局合理,一般是左边为输入回路,右边为输出回路,或者下边为输入回路,上边为输
出回路,主要控制元件位于中间位置;其次要求所画原理图正确;再次所用元器件的图形符号应符合中华人民共和国国家标准,
要求对所用元件进行标注和说明,并对所有连线进行编号。
西门子可编程序控制器的合理选择
机型的选择
我国市场上流行的有如下几家PLC产品:
1.施耐德公司,包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品,目前有Quantum、Premium、Momentum等产品;
2.罗克韦尔公司(包括AB公司)PLC产品,目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品;
3.西门子公司的产品,目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品;
4.GE公司的产品;
5.日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品,其中使用较多的是三菱公司F1、F2、FX2等系列产品。
PLC机型选择的基本原则是:在功能满足要求的前提下,选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比最优的机型。通常做
法是,在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合,建议选用整体式结构的PLC;其他情况则最好选用模块式结构的 PLC;对于
开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中,一般其控制速度无须考虑,因此,选用带 A/D转换、D/A
转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求;而在控制比较复杂,控制功能要求比较高的工程项目中(如要实现PID
运算、闭环控制、通信联网等),可视控制规模及复杂程度来选用中档或高档机(其中高档机主要用于大规模过程控制、全PLC
的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等)。根据不同的应用对象,表1列出了PLC的几种功能选择。
表1 PLC的功能及应用场合
应该注意的是,同一企业应尽量做到机型统一。这样,同一机型的PLC模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理;同时
,其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发;此外,由于其外部设备通用,资源可以共
享,因此,配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个DCS系统,这样便于相互通信,集中管理。
二、I/O的选择
成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分,可分为微型PLC(32I/O)、小型PLC(256I/O)、中型PLC(1024I/O)、大型
PLC(4.69I/O)、巨型PLC(8195I/O)五种。
PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。PLC有许多I/O接口模块,包括开关量输入模块、开关量输出模块、
模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块,使用时应根据它们的特点进行选择。
(一)确定I/O点数
根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时,应再增加 10%~20%的备用量,以便随时增加控制功能。对于一个控制对象,
由于采用的控制方法不同或编程水平不同,I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O
点数。
表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数
(二)开关量I/O
开关量I/O接口可从传感器和开关(如按钮、限位开关等)及控制设备(如指示灯、报警器、电动机起动器等)接收信号。
典型的交流输入/输出信号为24~240V,直流输入/输出信号为5~240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同,但有些特性是相
同的,如用于消除错误信号的抖动电路等。此外,大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的
隔离电路。在评估离散输出时,应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多,
但可能比在外部安装熔丝耗资要少。
(三)模拟量I/O
模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力,并可用于控制电压或电流
输出设备。这些接口的典型量程为-10~ 10V、0~ 11V、4~20mA或10~50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口,因而
可接收低电平信号,如RTD、热电偶等。一般来说,这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。
(四)特殊功能I/O
在选择一台PLC时,用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定(如定位、快速输入、频率等)。此时用
户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于最大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据,从
而使CPU从繁重的任务处理中解脱出来。
(五)智能式I/O
当前,PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的I/O模块。一般智能式I/O模块本身带有处理器,可对输入或输出信号作预先
规定的处理,并将处理结果送入CPU或直接输出,这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。
综上,表3归纳了选择I/O模块的一般规则。
表3 选择PLC的I/O接口模块的一般规则
三、存储器类型及容量选择
PLC系统所用的存储器基本上由PROM、EPROM及RAM三种类型组成,存储容量则随机器的大小变化,一般小型机的最大存储能
力低于6kB,中型机的最大存储能力可达64kB,大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选
用合适的机型,必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
PLC的存储器容量选择和计算的第一种方法是:根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法,
用户可根据控制规模和应用目的,按照表4的公式来估算。为了使用方便,一般应留有25%~30%的裕量,获取存储容量的最佳方
法是生成程序,即用了多少字。知道每条指令所用的字数,用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方
法。
表4 控制目的估算存储器容量的方法
四、编程器和外部设备的选择
在系统的实现过程中,PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。通常情况下
,小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器,如果系统较大或多台PLC共用,可以选用功能强、编程方便的图形编程器。如
果有个人计算机,可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时,为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏RAM中的
用户程序,可以选用EEP-ROM模块作为外部设备。
五、实例
(一)利用三菱PLC实现对印刷机的精确控制
印刷机的一套电气设计属于系统设计,为了使产品性能稳定,易于维护,采用以PLC为主控器的控制方案。印刷机要求易于
操作,精度高,输入、输出点较多,因此采用双机通讯。上位机采用三菱高性能的FX2N-80MR、FX2N-80MR自带I/O接口,可以接
40点输入,40点输出,主要负责主传动的控制,各机组离合器的控制,以及气泵,气阀的控制等。下位机采用三菱FX2N-64MR、
FX2N-64MR可以接32点输入,32点输出,主要负责水辊电机的控制,主传动的调速输出,调版电机数据采集等。上位机与下位机
采用RS485, 通讯,通讯方便,可靠。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏,主要负责水辊电机速度显示,调版显示,以及整机故障
显示等。本系统运行可靠,维护方便,操作简便直观,大大提高了胶印机的档次。
(二)欧姆龙(OMRON)PLC在石油加工工业中的应用
在石油加工工业中,大型旋转机组是装置设备的重要组成部分,重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统从满足工艺生产需
求出发,考虑到安全性、可靠性、经济性、可扩展性等因素,采用了OMRON公司生产的CPM2AH型PLC进行系统构建,CPM2AH自带
I/O接口,可以接36点输入,24点输出,输出形式是继电器,并且通过RS232C串口与PC机通讯,使生产过程表现稳定,动作可靠
,在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护,杜绝了恶性事故的扩大和蔓延,取得了显著的效果。
六、结束语
随着科技的不断进步,PLC的种类日益繁多,功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法,但在实际工作中还一
定要依据实际情况做出适当的调整,以便设计出满足期望的工业控制系统。
西门子plc有哪几种模块组成?
CPU模块,输入模块,输出模块,电源模块,温度检测模块,位置检测模块,PID控制模块,通讯模块等
西门子plc:
1.简介:
西门子PLC,是德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器,产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等,具
备体积小、速度快、标准化的特点,PLC可分为微型PLC(如S7-200),小规模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的
PLC(如S7-400)等。PLC采用梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言,其不需要大量的活动元件和连线
电子元件,编程简单,有较高的易操作性,能自动诊断,维修容易。
2.详细介绍:
1.SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是超小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强
大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。
2.SIMATICS7-300PLCS7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。各种单独
的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200PLC比较,S7-300PLC采用模块化结构,具备高速(0.6~0.1μs)的指
令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算;一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参
数赋值;方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内,人机对话的编程要求大大减少。
3. SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中取得数据,S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数
据的传送;CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如:超时,模块更换,等等)
;多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改;S7-300PLC设有操作方式选择开关,操
作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式,这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大
的通信功能,S7-300PLC可通过编程软件Step7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常容易、简单。
4. S7-300PLC具有多种不同的通信接口,并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统;串行通信处理器用
来连接点到点的通信系统;多点接口(MPI)集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7
等自动化控制系统。
5.SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计,可靠耐用,
同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU,并配有多种通用功能的模板,这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当
控制系统规模扩大或升级时,只要适当地增加一些模板,便能使系统升级和充分满足需要。
3.产品历史:
西门子SIMATIC系列PLC,诞生于1958年,经历了C3,S3,S5,S7系列,已成为应用非常广泛的可编程控制器。
1、西门子公司的产品最早是1975年投放市场的SIMATICS3,它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。
2、1979年,S3系统被SIMATICS5所取代,该系统广泛地使用了微处理器。
3、20世纪80年代初,S5系统进一步升级——U系列PLC,较常用机型:S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。
4、1994年4月,S7系列诞生,它具有更国际化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINOOWS用户界面等优势,其机型为:
S7-200、300、400。
5、1996年,在过程控制领域,西门子公司又提出PCS7(过程控制系统7)的概念,将其优势的WINCC(与WINOOWS兼容的操作界面
)、PROFIBUS(工业现场总线)、COROS(监控系统)、SINEC(西门子工业网络)及控调技术融为一体。
6、西门子公司提出TIA(TotallyIntegratedAutomation)概念,即全集成自动化系统,将PLC技术溶于全部自动化领域。
由最初发展至今,S3、S5系列PLC已逐步退出市场,停止生产,而S7系列PLC发展成为了西门子自动化系统的控制核心,而TDC系
统沿用SIMADYND技术内核,是对S7系列产品的进一步升级,它是西门子自动化系统最尖端,功能最强的可编程控制器。
西门子编程线缆有USB-PPI的还有RS232-PPI的什么区别?
西门子编程线缆有USB-PPI的还有RS232-PPI的接口不一样。
拓展:西门子编程电缆,用于连接西门子PLC与计算机,有多种型号。
种类:
PC/TTY对应西门子产品号:6ES5 734-1BD20,RS232到西门子S5系列PLC编程口(DB15)通讯接口电缆,3米。RS232/电流环接口,用
于S5系列PLC编程软件和监控系统。
USB/PPIUSB接口的西门子S7-200PLC编程电缆, USB/PPI 接口, 3米,带通信指示灯,对应西门子产品号: 6ES7 901-3DB30-
0XA0 ,最大通信距离达2公里。
USB/PPI 隔离型 USB 接口的西门子S7-200PLC编程电缆,USB/PPI 隔离, 3米,带通信指示灯,对应西门子产品号:6ES7 901-
3DB30-0XA0,最大通信距离达2公里。