西门子接口模块 西门子接口模块
PLC可编程控制器:PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。DCS集散系统: DCS英文全称 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全称为集散型控制系统。DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的,尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。DCS一般由五部份组成:1:控制器2:I/O板 3:操作站 4:通讯网络 5:图形及遍程软件。
可编程控制器
一、PLC的发展历程
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,*二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,**采用程序化的手段应用于电气控制,这就是**代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。国际电工**(IEC)对PLC的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展较快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
二、PLC的构成
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
三、CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经**的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
四、I/O模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号,模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下:
开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
6ES7
211-0AA23-0XB0
CPU221
DC/DC/DC,6输入/4输出
6ES7
211-0BA23-0XB0
CPU221
继电器输出,6输入/4输出
6ES7
212-1AB23-0XB8
CPU222
DC/DC/DC,8输入/6输出
6ES7
212-1BB23-0XB8
CPU222
继电器输出,8输入/6输出
6ES7
214-1AD23-0XB8
CPU224
DC/DC/DC,14输入/10输出
6ES7
214-1BD23-0XB8
CPU224
继电器输出,14输入/10输出
6ES7
214-2AD23-0XB8
CPU224XP
DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO(PNP)
6ES7
214-2AS23-0XB8
CPU224XPsi
DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO(NPN)
6ES7
214-2BD23-0XB8
CPU224XP
继电器输出,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7
216-2AD23-0XB8
CPU226
DC/DC/DC,24输入/16输出
6ES7
216-2BD23-0XB8
CPU226
继电器输出,24输入/16输出
扩展模块
6ES7 221-1BH22-0XA8
EM221 16入
24VDC,开关量
6ES7
221-1BF22-0XA8
EM221
8入 24VDC,开关量
6ES7
221-1EF22-0XA0
EM221
8入 120/230VAC,开关量
6ES7
222-1BF22-0XA8
EM222
8出 24VDC,开关量
6ES7
222-1EF22-0XA0
EM222
8出 120V/230VAC,0.5A 开关量
6ES7
222-1HF22-0XA8
EM222
8出 继电器
6ES7
222-1BD22-0XA0
EM222
4出 继电器 干触点
6ES7
223-1BF22-0XA8
EM223
4入/4出 24VDC,开关量
6ES7
223-1HF22-0XA8
EM223
4入 24VDC/4出 继电器
6ES7
223-1BH22-0XA8
EM223
8入/8出 24VDC,开关量
6ES7
223-1PH22-0XA8
EM223
8入 24VDC/8出 继电器
6ES7
223-1BL22-0XA8
EM223
16入/16出 24VDC,开关量
6ES7
223-1PL22-0XA8
EM223
16入 24VDC/16出 继电器
6ES7
223-1BM22-0XA8
EM223
32入/32出 24VDC,开关量
6ES7
223-1PM22-0XA8
EM223
32入 24VDC/32出 继电器
6ES7
231-0HC22-0XA8
EM231
4入*12位精度,模拟量
6ES7
231-0HF22-0XA0
EM231
8入*12位精度,模拟量
6ES7
231-7PB22-0XA8
EM231
2入*热电阻,模拟量
6ES7
231-7PC22-0XA0
EM231
4入*热电阻,模拟量
6ES7
231-7PD22-0XA8
EM231
4入*热电偶,模拟量
6ES7
231-7PF22-0XA0
EM231
8入*热电偶,模拟量
6ES7
232-0HB22-0XA8
EM232
2出*12位精度,模拟量
6ES7
232-0HD22-0XA0
EM232
4出*12位精度,模拟量
6ES7
235-0KD22-0XA8
EM235
4入/1出*12位精度,模拟量
6ES7
277-0AA22-0XA0
EM277
PROFIBUS-DP接口模块
6ES7
253-1AA22-0XA0
EM253
位控模块
6ES7
241-1AA22-0XA0
EM241
调制解调器模块
6GK7
243-1EX01-0XE0
CP243-1
工业以太网模块
6GK7
243-1GX00-0XE0
CP243-1IT
工业以太网模块
按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其较大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受较大的底板或机架槽数限制。
五、电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。
六、底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
七、PLC系统的其它设备
1、编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目**般由计算机(运行编程软件)充当编程器。
2、人机界面:较简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
3、输入输出设备:用于*性地存储用户数据,如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器,输入模拟量的电位器,打印机等。
八、PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显着,甚至有人提出“网络就是控制器”的观点说法。
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信,还未实现互操作性,IEC规定了多种现场总线标准,PLC各厂家均有采用。
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲,选择网络非常重要的。首先,网络必须是开放的,以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展;其次,针对不同网络层次的传输性能要求,选择网络的形式,这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行;再次综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题,确定不同层次所使用的网络标准。