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江浙滬西門子PLC模塊供貨商PLC控制系統,Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器,專為工業生產設計的一種數字運算操作的電子裝置,它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算,順序控制,定時,計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。本文以西門子S7-200PLC基礎知識為例來初識PLC基本工作原理。
S7-200系統構成
S7-200屬于中型控制系統,根據CPU型號的不同可將S7-200 PLC分為五類,分別為CPU 221(6DI/4DO)、CPU 222 CN(8DI/6DO)、CPU 224(14DI/10DO)、CPU 224 XP CN(14DI/10DO+2AI/1AO)和CPU 226 CN(24DI/16DO)。
在功能擴展上,CPU 221:無擴展能力,CPU 222:最多可以擴展2個模塊,CPU 224 224XP 226:最多可以擴展7個模塊。其中只有CPU 224XP型號才有模擬量輸入與輸出。(符號含義:DI:數字量輸入 DO:數字量輸出 AI:模擬量輸入 AO:模擬量輸出。)CPU 224 XP型號結構示意圖:
根據圖中紅色圈內區域,依次從上往下、從左往右進行結構講解:
AI&AO模擬量輸入與輸出;
數字量輸出模塊;
電源模塊1:用于外部給CPU供電的電源;
PLC指示燈:用來顯示CPU的工作狀態;
擴展插槽模塊;(圖中白色長方形模塊)
撥碼開關:通過撥碼開關可以設置CPU的狀態,包括停止、運行等狀態;
接口:用于擴展模塊使用;
模擬量調節器:可以模擬0~255范圍內的一個數;
通訊端口:負責PLC與PLC之間的通信或者PLC與電腦之間的通信;
數字量輸入模塊;
電源模塊:表示CPU輸出供給其他部件使用的電源,屬于輸出電源;
從側面來看PLC結構
S7-200基本組成系統
S7-200 系統至少要包含一個CPU基本單元和一個擴展模塊,通過PLC的擴展模塊插槽與擴展模塊的連接電纜接頭相連接來實現擴展。如果有第二個擴展模塊,則需要與第一個擴展模塊(右圖)進行連接,以此類推實現擴展功能
S7-200 模塊擴展方式的優點
1.扁平電纜的擴展方式,提高抗震性能;
2.擴展簡單可靠;
3.擴展模塊無槽位限
4.提供總線長電纜0.8米,用于雙機架安裝,節省柜內空間;
S7-200 PLC擴展卡模塊
1.時鐘電池模塊:對于221、222 CPU的PLC是無內置時鐘模塊的,為了更好的實現完整的異常報警信息功能,需要安裝一個時鐘模塊。另外,CPU本身存放數據的地方是通過RAM來存儲,如果需要實現PLC掉電保持功能(CPU內部的電容容量有限,掉電保持只能在100小時左右),需要安裝一個電池模塊,保證數據的完整性,安裝電池模塊后,掉電保持能長達200天。
2.電池模塊:此模塊主要用來內部數據的備份。
3.存儲卡模塊:主要針對數據記錄和配方功能使用。如果S7-200使用以上任意一種功能,則必須安裝存儲卡模塊
4.數字量模塊:按照模塊類型來分,可分為數字量輸入模塊EM221、數字量輸出模塊EM222和數字量輸入/輸出模塊EM223;按照輸入類型來分,可分為直流24VDC輸入模塊和交流120/230VAC輸入模塊;按照輸出類型分,可分為晶體管輸出模塊、繼電器輸出模塊和可控硅輸出模塊。
5.模擬量模塊:按照模塊類型來分,可分為模擬量輸入模塊EM231、熱電阻模塊EM231、熱電偶模塊EM231、模擬量輸出模塊EM232、模擬量輸入/輸出模塊EM235;按照信號類型分,可分為電壓輸入模塊、電流輸入模塊、熱電阻模塊、熱電偶模塊、電壓輸出模塊、電流輸出模塊。
6.定位模塊EM253:EM253是一個用于簡單定位任務的功能模塊(1軸)??梢詫⑺B接到步進電機和伺服電機,通過高頻脈沖輸入從MicroStepper連接到高性能伺服驅動器。EM253定位模塊以與擴展模塊相同的方式進行安裝,通過一體化連接電纜連接到S7-200擴展總線,連接之后,從CPU自動讀出配置數據。該模塊具有以下特點:
用于來自過程信號的5位輸入;
驅動器直接激活用24脈沖輸出(向前/向后或者速度/方向);
2控制輸出(DIS;CLR)
江浙滬西門子PLC模塊供貨商
7.通信模塊:可分為調制解調器模塊(Modem)、PROFIBUS DP從站模塊、以太網模塊、和AS-i主站模塊。Modem模塊EM241應用較少,主要有3個應用(遠程服務程序上傳/下載、遠程監控維護,使用PPI和ModBUS通信協議進行遠程數據交換,發送事件觸發法警、過程值等短信息服務)。
Profibus從站模塊EM277支持從9.6k-12Mbps通訊速率,支持PPI、MPI、和Profibus協議,帶有網絡地址設置旋鈕。
以太網模塊CP243-1,在工業控制系統中有廣泛的應用,采用RJ45接口,能夠快速、大量傳送數據。以太網模塊基于S7協議(西門子內部協議),方便與S7設備通訊,能夠同時最多連接8個控制器。
S7-200編程軟件
S7-200編程軟件是一款專業的PLC編程軟件,專為西門子S7-200系列可編程控制器而設計開發的一款工業化編程工具,S7-200 SMART 系列微型可編程邏輯控制器可以控制各種設備以滿足您的自動化控制需要。適用于所有SIMATIC S7-200 PLC機型軟件編程。該工具基于Windows系統而開發,功能強大,既可用于開發用戶程序,又可實時監控用戶程序的執行狀態,是西門子PLC用戶*的開發工具。
S7-200通訊和網絡
工業控制網絡架構體系如下圖所示:
從上往下一次是以太網絡、PEOFIBUS網絡、MPI網絡和AS-I網絡。
PROFIBUS是一個用在自動化技術的現場總線標準,在1987年由德國西門子公司等十四家公司及五個研究機構所推動,PROFIBUS是程序總線網絡(PROcess FIeld BUS)的簡稱。PROFIBUS和用在工業以太網的PROFINET是二種不同的通信協議。
MPI網絡是一種簡單的通訊網絡,主要用于電腦對PLC的一些編程和下載場景,其次還可能會用于一些PLC與PLC之間的簡單數據交換。另外,的應用是PLC與觸摸屏之間的數據交換,常用MPI通訊網絡。
S7-200還支持PPI/自由門,PPI協議是專門為S7-200開發的通信協議。S7-200 CPU的通信口(Port0、Port1)支持PPI通信協議,S7-200的一些通信模塊也支持PPI協議。S7-200 CPU的通信口可以設置為自由口模式。選擇自由口模式后,用戶程序就可以*控制通信端口的操作,通信協議也*受用戶程序控制。S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標準的RS-485半雙工串行通信口。
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