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可編程控制器

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產(chǎn)品概述

SIMATIC S7-1200 小型可編程控制器充分滿足于中小型自動(dòng)化的系統(tǒng)需求。

SIMATIC S7-1200具有集成PROFINET接口、強(qiáng)大的集成工藝功能和靈活的可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，為各種工藝任務(wù)提供了簡單的通信和有效的解決方案，尤其滿足多種應(yīng)用中完全不同的自動(dòng)化需求。

產(chǎn)品外形及安裝

●安裝簡單方便

所有的SIMATIC S7-1200硬件都具有內(nèi)置安裝夾，能夠方便地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的安裝夾可以咬合到某個(gè)伸出位置，以便在需要進(jìn)行背板懸掛安裝時(shí)提供安裝孔。

SIMATIC S7-1200硬件可進(jìn)行豎直安裝或水平安裝。這些特性為用戶安裝PLC提供了最大的靈活性，同時(shí)也使得SIMATIC S7-1200成為眾多應(yīng)用場合的理想選擇。

●可拆卸的端子

所有的SIMATIC S7-1200硬件都配備了可拆卸的端子板。因此只需要進(jìn)行一次接線即可，從而在項(xiàng)目的啟動(dòng)和調(diào)試階段節(jié)省了寶貴的時(shí)間。除此之外，它還簡化了硬件組件的更換過程。

●緊湊的結(jié)構(gòu)

所有的SIMATIC S7-1200硬件在設(shè)計(jì)時(shí)都力求緊湊，以節(jié)省在控制柜中的安裝占用空間。例如，CPU1214C的寬度僅有110 mm，CPU1212C和CPU1211C的寬度也僅有90mm。通信模塊和信號(hào)模塊的體積也十分小巧，使得這個(gè)緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，從而在安裝過程中為您提供了最高的效率和靈活性。

6ES7215-1BG31-0XB0 1215 CPU AC/DC/Rly
6ES7215-1AG31-0XB0 1215 CPU DC/DC/DC
6ES7215-1HG31-0XB0 1215 CPU DC/DC/Rly
名稱 訂貨號(hào)
CPU1211C AC/DC/繼電器 6ES7211-1BD30-0XB0 6ES7211-1BE31-0XB0
CPU1211C DC/DC/繼電器 6ES7211-1HD30-0XB0 6ES7211-1HE31-0XB0
CPU1212C 晶體管 6ES7212-1AD30-0XB0 6ES7212-1AE31-0XB0
CPU1212C AC/DC/繼電器 6ES7212-1BD30-0XB0 6ES7212-1BE31-0XB0
CPU1212C DC/DC/繼電器 6ES7212-1HD30-0XB0 6ES7212-1HE31-0XB0
CPU1214C 晶體管 6ES7214-1AE30-0XB0 6ES7214-1AE31-0XB0
CPU1214C AC/DC/繼電器 6ES7214-1BE30-0XB0 6ES7214-1BE31-0XB0
CPU1214C DC/DC/繼電器 6ES7214-1HE30-0XB0 6ES7214-1HE31-0XB0

西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
1．SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動(dòng)檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。
2．SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。
4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了從控制級(jí)一直到現(xiàn)場級(jí)的一致性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動(dòng)化站以及通過不同的級(jí)交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。
5． 人機(jī)界面（HMI）硬件
HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。
6． SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類：
（1）編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項(xiàng)目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
（2）基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序控制器（PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計(jì)算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行。另一種是插槽PLC（在用戶計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器完全兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上，也可運(yùn)行在S7系列處理器上。
（3）人機(jī)界面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動(dòng)化項(xiàng)目提供人機(jī)界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺(tái)。人機(jī)界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機(jī)器級(jí)的ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級(jí)的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運(yùn)行版也用于Windows平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個(gè)真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運(yùn)行。WinCC操作簡單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP 7功能集成，可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其最新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
西門子中型可編程控制器系列S7-300技術(shù)革新啦！S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可編程序控制器，作為以前版本的升級(jí)，新一代固件版本為V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已經(jīng)發(fā)布，這些CPU都有新的訂貨號(hào)。
新一代的S7-300系列CPU與以前對(duì)應(yīng)版本備件兼容，具備以下亮點(diǎn)：性能方面，性能提升了2倍或者更高。內(nèi)存方面，CPU 314 從96 KB擴(kuò)展到128 KB ，CPU 315-2 DP從128 KB擴(kuò)展到256 KB ，CPU 315F-2 DP從 192 KB擴(kuò)展到384 KB。此外，可以同時(shí)在線監(jiān)控兩個(gè)快，技術(shù)數(shù)據(jù)也趨于一致，I/O過程映像區(qū)增大。同時(shí)，CPU 315(F)-2 DP 的PROFIBUS可以使用同步模式，并帶有可以進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置的路由。
性能提升
新一代的S7-300 CPU性能比現(xiàn)有的312，314 和315(F)-2 DP CPU有了顯著提升，例如，新一代的CPU的用戶程序執(zhí)行速度是原來CPU的2倍或更高。位運(yùn)算時(shí)間縮減到50ns，字運(yùn)算時(shí)間縮減到90ns，定點(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算性能也有了較大的提升。
同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)塊
新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同時(shí)在線監(jiān)控兩個(gè)塊，用戶可以選擇在一個(gè)PG或PC上同時(shí)監(jiān)視兩個(gè)塊或在兩個(gè)PG或PC上同時(shí)監(jiān)控一個(gè)塊。此外，增加了在塊狀態(tài)中監(jiān)視的程序行數(shù)，只有在STEP 7 V5.4 SP5中才有這個(gè)功能。
技術(shù)數(shù)據(jù)的一致性
S7-300 CPU的技術(shù)數(shù)據(jù)趨于一致。已經(jīng)對(duì)下面這些S7-300 CPU的固件進(jìn)行了一致化或增添了一些功能：
——所有的S7-300 CPU具有相同的塊數(shù)量(FC、FB、DB)
——相同的本地?cái)?shù)據(jù)量大小
——每個(gè)優(yōu)先級(jí)具有相同的嵌套層數(shù)：16
——除了CPU312以外的S7-300 CPU具有相同的塊容量：64KB
——所有S7-300 CPU都具備：300個(gè)可同時(shí)激活的Alarm_S塊
——相同的時(shí)間延時(shí)中斷OB塊：OB20 和OB21
——相同的周期中斷OB塊：OB32、 OB33、OB34 和OB35
——相同的全局通信數(shù)量：8
——斷點(diǎn)數(shù)目從2個(gè)增加到4個(gè)
——CPU312 的標(biāo)簽有256 字節(jié)
——CPU 312 具有256個(gè)S7定時(shí)器/S7 計(jì)數(shù)器
——診斷緩沖器
診斷緩沖器的大小：500條診斷信息，最新的100條具有保持功能
CPU運(yùn)行狀態(tài)下顯示的診斷緩沖器條目可以為10到499條。默認(rèn)值為10條。
兼容性
新一代的S7-300 CPU 在具有備件兼容性的條件下可以替代以前的版本。
舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU仍然可以訂貨，在大約1年的時(shí)間內(nèi)，舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU和新一代的CPU可以同時(shí)提供，在此之后，我們只提供V3.0或更高版本的CPU。
一、電機(jī)分批自啟動(dòng)技術(shù)在石油化工等連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)中有著廣泛的用途。以PLC為核心控制單元的電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)具有以下功能及特點(diǎn)：
1、能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；

2、記憶電網(wǎng)波動(dòng)前電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，只有在電網(wǎng)波動(dòng)前處于運(yùn)行狀態(tài)而且在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)停機(jī)的電機(jī)才具備電機(jī)自啟動(dòng)條件；

3、準(zhǔn)確及時(shí)地捕獲電網(wǎng)電壓信息。

4、分批自啟動(dòng)的電機(jī)按照工藝流程需要，在PLC中預(yù)先設(shè)置，同時(shí)為避免多臺(tái)電機(jī)在自啟動(dòng)中對(duì)電網(wǎng)的影響、電機(jī)分批自啟動(dòng)中采用分批延時(shí)處理方式；

5、具有多路輸入和多路輸出功能，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)自啟動(dòng)集中控制；

6、具備遠(yuǎn)程通信接口，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或DCS系統(tǒng)的通信，在上位機(jī)或DCS系統(tǒng)中方便地對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。

洛陽石油化工總廠的2套PLC電機(jī)分批自啟動(dòng)設(shè)備，采用西門于S7-300系列PLC，它以CPU313為中央處理單元，每執(zhí)行1000條二進(jìn)制指令約需 0.7ms。S7—300同時(shí)具備128點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出和32路模擬量輸入/輸出，12KB的RAM，20KB的負(fù)載存儲(chǔ)器；完全能夠滿足電機(jī)狀態(tài)和 系統(tǒng)電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控和及時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)分批自啟動(dòng)的要求。
二、系統(tǒng)組成

2套PLC電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)變電所供電方式，每一段低壓母線采用l臺(tái)PLC。系統(tǒng)硬件主要分為外圍電路和核心單元2部分。外圍電路主要完成母線電 壓、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等信號(hào)的采集、處理和轉(zhuǎn)換以及電機(jī)啟動(dòng)指令的驅(qū)動(dòng)等。核心單元(即PLC)主要完成信號(hào)處理，發(fā)出電機(jī)驅(qū)動(dòng)指令。

2.1外圍電路
外圍電路主要包括以下幾個(gè)部分：

1、母線電壓采樣監(jiān)測。它通過1個(gè)電流型電壓變送器將0—380V交流母線電壓轉(zhuǎn)換為4*20mA直流信號(hào)。

2、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)監(jiān)控。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過電機(jī)控制回路中的1個(gè)干接點(diǎn)輸入到PLC的輸入模塊。所有信號(hào)的輸入都經(jīng)過光藕隔離，以提高抗干擾能力。

3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)由PLC發(fā)出，輸出單元不直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而是通過1個(gè)220V、10A AC的中間繼電器帶動(dòng)電機(jī)操作回路。這樣一方面提高了驅(qū)動(dòng)能力，另一方面使得電氣操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

2.2核心單元
根據(jù)系統(tǒng)的要求，其核心PLC主要有以下幾部分：

1、CPU313及系統(tǒng)軟件。它完成電壓和電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，實(shí)時(shí)進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)出電機(jī)分批自啟動(dòng)指令。CPU313有4種操作選擇：RUN—P、RUN、STOP和MRES運(yùn)行方式。

2、模擬量輸入模塊SM331(8路輸入)。它把電壓變送器輸入的4-20mA的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)送到PI，C的控制單元，以供PLC做出電壓判斷。

3、數(shù)字量輸入模塊SM321。16路輸入2個(gè)，32路輸入1個(gè)，完成62臺(tái)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和PLC電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)試狀態(tài)監(jiān)側(cè)，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過電機(jī)操作回路中的接觸器輔助接點(diǎn)接至該模塊。

4、數(shù)字量輸出模塊SM322(輸出8路)。接受PLC控制單元的指令，完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，通過出口中間繼電器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)操作回路，完成電機(jī)分批自啟動(dòng)。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)軟件主要任務(wù)為：

1、完成系統(tǒng)初始化；

2、正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)監(jiān)測；
3、電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)后，即電網(wǎng)電壓降至70%，所有電機(jī)都會(huì)因?yàn)殡姎獗Ｗo(hù)裝置而強(qiáng)制退出運(yùn)行，在此之前，程序已經(jīng)做出判斷并鎖存電機(jī)狀態(tài)信號(hào)；

4、當(dāng)電力系統(tǒng)恢復(fù)正常（3s內(nèi)，母線電壓恢復(fù)至95%）時(shí)，程序依據(jù)故障前保存的電機(jī)狀態(tài)信號(hào)、對(duì)具備白啟動(dòng)條件的電機(jī)。按照順序分批發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，使其恢復(fù)運(yùn)行；

5、無論在正常狀態(tài)下或是在電機(jī)自啟動(dòng)過程中，PLC均實(shí)時(shí)監(jiān)側(cè)母線電壓；

6、通信接口程序。包括系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和故障信息，PLC將采集的母線電壓信息、電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或DCS系統(tǒng)，便于維護(hù)人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況。

7-200 PLC的存儲(chǔ)器空間大致分為三個(gè)空間，即程序空間、數(shù)據(jù)空間和參數(shù)空間。

1．程序空間

該空間主要用于存放用戶應(yīng)用程序，程序空間容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM區(qū)與內(nèi)置EEPROM上都有程序存儲(chǔ)器，但它們互為映像，且空間大小一樣。

2．?dāng)?shù)據(jù)空間

該空間的主要部分用于存放工作數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，另外有一部分作寄存器使用稱為數(shù)據(jù)對(duì)象。

（1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 它包括變量存儲(chǔ)器（V），輸入信號(hào)緩存區(qū)（輸入映象存儲(chǔ)器I），輸出信號(hào)緩沖區(qū)（輸出映象存儲(chǔ)區(qū)Q），內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)器（M）又稱內(nèi)部輔助繼電器，特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器（SM）。除特殊標(biāo)志位外，其他部分都能以位、字節(jié)、和雙字的格式自由讀取或?qū)懭搿?/span>

變量存儲(chǔ)器（V）是保存程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，所有的V存儲(chǔ)器都可以存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器區(qū)內(nèi)，其內(nèi)容可在與EEPROM或編程設(shè)備雙向傳送。

輸入映象存儲(chǔ)器（I）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對(duì)應(yīng)于一個(gè)數(shù)字量輸入結(jié)點(diǎn)。在每個(gè)掃描周期開始，PLC依次對(duì)各個(gè)輸入結(jié)點(diǎn)采樣，并把采樣結(jié)果送入輸入映象存儲(chǔ)器。PLC在執(zhí)行用戶程序過程中，不再理會(huì)輸入結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，它所處理的數(shù)據(jù)為輸入映象存儲(chǔ)器中的值。

輸出映象存儲(chǔ)器（Q）是以字節(jié)為單位的寄存器，它的每一位對(duì)應(yīng)于一個(gè)數(shù)字輸出量結(jié)點(diǎn)。PLC在執(zhí)行用戶程序的過程中，并不把輸出信號(hào)隨時(shí)送到輸出結(jié)點(diǎn)，而是送到輸出映象存儲(chǔ)器，只有到了每個(gè)掃描周期的末尾，才將輸出映象寄存器的輸出信號(hào)幾乎同時(shí)送到各輸出結(jié)點(diǎn)。使用映象寄存器優(yōu)點(diǎn)：①同步地在掃描周期開始采樣所有輸入點(diǎn)，并在掃描的執(zhí)行階段凍結(jié)所有輸入值；②在程序執(zhí)行完后再從映象寄存器刷新所有輸出點(diǎn)，使被控系統(tǒng)能獲得更好穩(wěn)定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序執(zhí)行的更快；④I/O點(diǎn)只能以位為單位存取，但映象寄存器則能以位、字節(jié)、雙字進(jìn)行存取。因此，映象寄存器提供了更高的靈活性。另外對(duì)控制系統(tǒng)中個(gè)別I/O點(diǎn)要求實(shí)時(shí)性較高的情況下，可用直接I/O指令直接存取輸入/輸出點(diǎn)。

內(nèi)部標(biāo)志位（M）又稱內(nèi)部線圈（內(nèi)部繼電器等），它一般以位為單位使用，但也能以字、雙字為單位使用。內(nèi)部標(biāo)志位容量根據(jù)CPU型號(hào)不同而不同。

特殊標(biāo)志位（SM）用來存儲(chǔ)系統(tǒng)的狀態(tài)變量和有關(guān)控制信息，特殊標(biāo)志位分為只讀區(qū)和可寫區(qū)，具體劃分隨CPU不同而不同。

（2）數(shù)據(jù)對(duì)象 數(shù)據(jù)對(duì)象包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器、累加器、模擬量輸入/輸出。

定時(shí)器類似于繼電器電路中的時(shí)間繼電器，但它的精度更高，定時(shí)精度分為lms，10ms和100ms三種，根據(jù)精度需要由編程者選用。定時(shí)器的數(shù)量根據(jù)CPU型號(hào)不同。

計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖由外部輸入，計(jì)數(shù)脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿，計(jì)數(shù)的方式有累加1和累減1兩種方式。計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)同各CPU的定時(shí)器個(gè)數(shù)。

高速計(jì)數(shù)器與一般計(jì)數(shù)器不同之處在于，計(jì)數(shù)脈沖頻率更高可達(dá)2kHz/7kHz，計(jì)數(shù)容量大，一般計(jì)數(shù)器為16位，而高速計(jì)數(shù)器為32位，一般計(jì)數(shù)器可讀可寫，而高速計(jì)數(shù)器一般只能作讀操作。

在S7-200CPU中有4個(gè)32位累加器，即AC0～AC3，用它可把參數(shù)傳給子程序或任何帶參數(shù)的指令和指令塊。此外，PLC在響應(yīng)外部或內(nèi)部的中斷請(qǐng)求而調(diào)用中斷服務(wù)程序時(shí)，累加器中的數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失的，即PLC會(huì)將其中的內(nèi)容壓入堆棧。因此，用戶在中斷服務(wù)程序中仍可使用這些累加器，待中斷程序執(zhí)行完返回時(shí)，將自動(dòng)從堆棧中彈出原先的內(nèi)容，以恢復(fù)中斷前累加器的內(nèi)容。但應(yīng)注意，不能利用累加器作主程序和中斷服務(wù)子程序之間的參數(shù)傳遞。

模擬量輸入/輸出可實(shí)現(xiàn)模擬量的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，而PLC所處理的是其中的數(shù)字量。

3．參數(shù)空間

用于存放有關(guān)PLC組態(tài)參數(shù)的區(qū)域，如保護(hù)口令、PLC站地址、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波、強(qiáng)制操作的設(shè)定信息等，存貯器為EEPROM。

噴油器是柴油內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵部件，是油泵油嘴行業(yè)中的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，對(duì)噴油器的需求無論在數(shù)量上還是質(zhì)量上都有了新的要求，針對(duì)這一情況，我們?cè)O(shè)計(jì)制造了用來加工噴油器的組合機(jī)床。

該機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)力頭均由法國制造。要求加工精度高，電氣挖掘系統(tǒng)功能強(qiáng)，工件加工動(dòng)作緊，生產(chǎn)效率高。

為了實(shí)現(xiàn)該機(jī)床鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及復(fù)合鉆孔等功能，我們選用了SIEMENS公司的SIMATIC S7-300可編程控制器和OP15字符操作員面板來達(dá)到電氣控制的目的，使機(jī)床完成在自動(dòng)方式、半自動(dòng)方式和手動(dòng)調(diào)零方式下的運(yùn)行，并且可進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置及運(yùn)行狀態(tài)顯示。當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)地發(fā)出報(bào)警信息，準(zhǔn)確地排除故障，這種直觀的顯示方式，提供了良好的人機(jī)交互界面。

S7-300可編程控制器的結(jié)構(gòu)為導(dǎo)軌式模塊組合，易于更換，可任意選擇所需要的模塊。而與之相配套的STEP BASIC軟件則功能更加強(qiáng)大，具有多樣化的編程方式，可在線調(diào)試程序或監(jiān)視標(biāo)志位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)PLC的故障診斷、信息查詢等功能。

OP15字符顯示操作員面板可直接顯示狀態(tài)信息、錯(cuò)誤住處和過程變量，這為使用者了角機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)和故障住處帶來了很大的方便。

OP15的編程軟件PROTOOL/LITE，用于定義OP15的功能和接口，可實(shí)現(xiàn)各種顯示的畫面。
OP15通過MPI接口與S7-300可編程控制器連接，并由S7程序通過用戶數(shù)據(jù)區(qū)建立和OP15的通訊。

有了上述的硬件和軟件的支持，則非常有益于系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。
機(jī)床的程序設(shè)計(jì)采用的是分布式編程，程序分成獨(dú)立的指令塊，每個(gè)塊包含給定的作業(yè)組的邏輯。

使用的編程方法是梯形圖、語句表，根據(jù)實(shí)現(xiàn)的名作業(yè)功能編寫出顯示塊、參數(shù)設(shè)置塊、工作臺(tái)運(yùn)行塊、自動(dòng)循還塊、動(dòng)力注調(diào)整塊等。這塊程序塊由組織塊OB1調(diào)用，實(shí)現(xiàn)整體和程序的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

該機(jī)床經(jīng)過幾年的運(yùn)行表明，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，控制精度高，運(yùn)行可靠，提高了噴油器生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，減小了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

目前，空壓站的自控系統(tǒng)通過西門子S7-300可編程控制器，將部分空壓機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過RS422/485通訊接口采集進(jìn)PLC控制系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場控制室計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表。但是沒有對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行控制。

空壓機(jī)設(shè)備自帶的CMC控制器已經(jīng)能很好的控制單臺(tái)空壓機(jī)，但是不具備對(duì)空壓系統(tǒng)的整體調(diào)控能力。在空壓系統(tǒng)中，相對(duì)單臺(tái)空壓機(jī)的調(diào)整，空壓系統(tǒng)的整體自動(dòng)調(diào)控具有更重要的意義：

■單臺(tái)空壓機(jī)無法保證空壓系統(tǒng)整體供氣壓力的穩(wěn)定，而空壓系統(tǒng)的整體自控可以有效保持系統(tǒng)內(nèi)空氣壓力穩(wěn)定。

■整體的負(fù)載平衡，減少排氣放空，可以節(jié)約更多的能源，節(jié)省人力成本。

■可以實(shí)現(xiàn)無人操作，根據(jù)實(shí)際需要自動(dòng)開機(jī)或加載空壓機(jī)以保持系統(tǒng)壓力。

■可以定時(shí)間斷地記錄空壓機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)和報(bào)警，如跳車、喘振、通訊故障、壓力等。

在已有的PLC系統(tǒng)中，沒有實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)的整體調(diào)控功能。由于空壓機(jī)自帶的CMC控制器提供了RS422/485通訊接口，所有的數(shù)據(jù)采集和控制功能都通過通訊接口來實(shí)現(xiàn)，對(duì)比原有的控制系統(tǒng)，不需要增加硬件設(shè)備的投資，只需要改進(jìn)和增加控制軟件即可實(shí)現(xiàn)空壓系統(tǒng)的整體控制。

除空壓機(jī)設(shè)備外，還可以將與空壓機(jī)配套的冷凍式干燥器集成到RS422/485網(wǎng)絡(luò)中來，實(shí)現(xiàn)空壓供氣設(shè)備的全面自控。

空壓站其他系統(tǒng)的自動(dòng)控制

除空壓供氣系統(tǒng)外，空壓站的其他系統(tǒng)也需要進(jìn)行自動(dòng)控制，如水循環(huán)冷卻系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的控制方法與空壓供氣系統(tǒng)不同，主要是采用傳統(tǒng)控制模式。使用儀表采集需要的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

自動(dòng)控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

■操作簡單，可以實(shí)現(xiàn)無人值守；

■良好的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，防止了人為因素滯后；

■具有高可靠性；

■減輕工作人員負(fù)擔(dān)；

■節(jié)省人力成本。

需要控制的參數(shù)和可能的控制方式

空壓站需要的控制需求；⑴高、低壓供氣壓力控制（機(jī)組自動(dòng)開停控制）；⑵系統(tǒng)自動(dòng)排水控制；⑶循環(huán)水液位控制和自動(dòng)加藥控制；⑷所需壓縮空氣溫度、循環(huán)水溫度等參數(shù)控制等等。

空壓系統(tǒng)的整體自動(dòng)調(diào)控一般可以使用以下2種方法之一來實(shí)現(xiàn)：

⑴采用PLC系統(tǒng)進(jìn)行通訊和控制。

⑵可以采用英格索蘭公司或自己編制的控制軟件。

第一種方法可靠性高，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC還可以按照設(shè)定的程序進(jìn)行自動(dòng)控制。

第二種方法是通過控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行單獨(dú)的分析運(yùn)算進(jìn)行控制，它具有較好的靈活性，但缺點(diǎn)是如果出現(xiàn)如計(jì)算機(jī)死機(jī)等故障時(shí)，有可能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。好在計(jì)算機(jī)的一般恢復(fù)往往不需要太多的時(shí)間。

除空壓供氣系統(tǒng)自控外，空壓站可與制冷站、熱力站系統(tǒng)一起建立設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中控制，或與工廠控制中心聯(lián)網(wǎng)，由控制中心的控制器實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)真正的無人值守。

系統(tǒng)構(gòu)成

對(duì)于以上討論，如果需要實(shí)現(xiàn)空壓站的整體自控，又許多成熟PLC自控系統(tǒng)可以選用，現(xiàn)以ZH公司的PLC自控系統(tǒng)為例。

該自控系統(tǒng)選用西門子S7-300系列可編程控制器，帶有RS422/485網(wǎng)絡(luò)接口，支持MODBUS等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。該系統(tǒng)可以采用專用工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)。空壓站自控設(shè)備可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和各設(shè)備的特點(diǎn)，以及可能存在的問題，綜合各方面因素后確立分級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案，如圖1所示。

■硬件配置

現(xiàn)場儀表，受控設(shè)備、執(zhí)行器、帶有串行通訊接口的設(shè)備（如空壓機(jī)，冷干機(jī)等），PLC和監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

■軟件功能

選用專用的工業(yè)組態(tài)軟件（如WINCC或iFIX）用來監(jiān)視和操作整個(gè)生產(chǎn)過程，為控制系統(tǒng)提供通訊、顯示及報(bào)表管理等功能，各設(shè)備控制器自成一子系統(tǒng)，其應(yīng)用程序功能包括：信息采集，設(shè)備控制，故障報(bào)警，連鎖保護(hù)，以及數(shù)據(jù)處理和通信傳輸。

在系統(tǒng)實(shí)施過程中，還可引入故障檢測和故障診斷的處理程序，能夠提高系統(tǒng)的智能化程度，有利于進(jìn)一步改善自控系統(tǒng)的有效性和可靠性，通過優(yōu)化調(diào)度策略，軟件連鎖保護(hù)等自動(dòng)控制功能模式的應(yīng)用，有望將自動(dòng)化水平提升到更高層次，可以為確定空壓機(jī)設(shè)備狀態(tài)檢修點(diǎn)提供依據(jù)，并由此獲得更大的效益。

結(jié)論

總之通過自動(dòng)化控制可以克服由于人為因素造成的調(diào)節(jié)滯后等不利因素，減少運(yùn)行參數(shù)的波動(dòng)，達(dá)到減少用工和節(jié)約能源的目的。對(duì)于提升天紡控股有限公司的整體技術(shù)水平是相當(dāng)重要的。

西門子PLC1200模塊6ES7215-1BG31-0XB06AV6640-0AA00-0AX0/6ED1055-4MH00-0BA0/6ES7223-0BD30-0XB0
常用現(xiàn)貨型號(hào)
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6ED1056-1DA00-0BA0 6DD1661-0AD1 6ES7223-3AD30-0XB0
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凡在公司采購西門子產(chǎn)品，均可質(zhì)保一年，假一罰十

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我公司經(jīng)營西門子全新原裝現(xiàn)貨PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：原裝進(jìn)口電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)全新原裝產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。

SIMATIC 自動(dòng)化技術(shù)
SIMATIC 這一產(chǎn)品名稱已經(jīng)被用作通用可編程控制器的同義語了。
縱觀 SIMATIC 過去 15 年來在市場上業(yè)跡，這完全不足為怪。它制定了各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)，最終成為全球市場的龍頭。
今天 SIMATIC 意味著更多： SIMATIC 意味著解決一切工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)自動(dòng)化任務(wù)的全部集成式自動(dòng)化。它包括各種標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件，它們?yōu)橛脩魧Ｓ眯蛿U(kuò)展開拓廣泛的機(jī)會(huì)。
有兩個(gè)因素在促成該方案：
新的，廣泛 SIMATIC 軟件：它們能夠?yàn)樽詣?dòng)化項(xiàng)目每個(gè)階段提供所需的正確工具以及
SIMATIC 家族的所有成員： 這些成員現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是可編程控制器。
SIMOTION ― 來自西門子的全新運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用領(lǐng)域，除了 SIMATIC 和 SINUMERIK，現(xiàn)在西門子還提供SIMOTION運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)控制功能和其他方便的控制功能合而為一。SIMOTION 將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制功能組合到一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)（可擴(kuò)展），用于具有公共工程系統(tǒng)的各種硬件平臺(tái)，從而大大提高了機(jī)器設(shè)計(jì)和制造的靈活性。這樣就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器制造成本的進(jìn)一步優(yōu)化。

SIMOTION 系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：
工程組態(tài)系統(tǒng)
通過工程組態(tài)系統(tǒng)，可在一個(gè)集成化的系統(tǒng)中來解決運(yùn)動(dòng)控制、邏輯和技術(shù)任務(wù)，它提供了用于編程和參數(shù)分配、測試和調(diào)試以及診斷所有必要工具。
運(yùn)行版軟件模塊
這些模塊提供了各種運(yùn)動(dòng)控制功能和技術(shù)功能。通過選擇適宜模塊，可針對(duì)特定機(jī)器來定制系統(tǒng)功能。
硬件平臺(tái)
各種平臺(tái)使 SIMOTION 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)成為一個(gè)完整系統(tǒng)。使用工程組態(tài)系統(tǒng)和相關(guān)運(yùn)行版軟件模塊開發(fā)的應(yīng)用程序可在不同硬件平臺(tái)上使用，從而使您能夠針對(duì)特定機(jī)器選擇最適宜的平臺(tái)。
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