西门子主机模块CPUCR60 诚心交易

西门子PLC功能特点：
一、散装机的组成结构
SZ系列固定式水泥散装机是由进料接头、伸缩下料套管散装头、下料锥斗、卷扬装置（包括松绳开关装置、料满控制器）、收尘系统、除尘系统、卸料阀、气源阀、闸门等零部件组成。散装机既可安装在库底也可安装在库侧同相应的卸料装置配套使用。库侧散装机使用时配备空气输送斜槽(含高压离心风机)，库底散装机使用时配备短斜槽输送部分(含高压离心风机)，以适应工艺布置的需要。
二、 散装机的原理及流程
水泥罐车抵达位置后，按控制装置上的“下降”按钮使散装头下降到罐车入料口进入准备装料状态。按“装车”钮进行装车。此时高压离心风机工作，使物料在打开卸料电磁阀后能顺利通过输送斜槽；同时气源电磁阀打开，接通气源；收尘风机同时启动，收尘电磁阀开启驱使气缸动作推动外壳内翻板并使翻板处于导通状态，此时除尘电磁阀处于关闭状态，储气罐储存气体，收尘系统进入工作状态；同时料位风机和活化灰风机打开。0.5秒后卸料电磁阀开启，驱使气缸控制卸料阀门打开进行装料。装载容器内的含尘气体通过伸缩套管中的夹层通道由收尘接口抽到配套的收尘器中，使含尘气体吸附到布袋上，工作现场可实现无尘作业。当物料装到预先调定的高度或容器已经装满时，装载容器内的物料会堵住散装头下方的风管接头，产生料满报警并自动关闭卸料电磁阀停止装料。卸料电磁阀关闭1分钟后活化灰风机关闭，再过30秒后收尘风机关闭，收尘电磁阀关闭，此时外壳内翻板处于关闭状态，除尘电磁阀打开清灰2~3分钟左右自动停止，料位风机和高压离心风机停止，气源停止。按“上升”钮使散装头上升至预定位置。灌装结束。
三、西门子PLC控制的优点
目前国内水泥散装机的电控部分大都是以大量的时间继电器和中间继电器组成的实序逻辑控制电路来控制各个阀门、电机的启停时间和顺序，在整个工作流程中各元器件动作很频繁，尤其是时间继电器在现场环境比较恶劣的条件下更是容易损坏，故障率高。经常造成装车工作中断，降低了工作效率。而采用西门子PLC控制系统则大大避免了上述问题。西门子PLC控制系统与继电器控制系统相比有如下优点：
（1）控制方式
继电器的控制是采用硬件接线实现的，利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。 而西门子PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，方便快捷。
（2）控制速度
继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。西门子PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。
（3）延时控制
继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大。 西门子PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。
（4）上传数据
四、现在水泥厂的自动化程度越来越高，对设备DCS的要求也越来越高，因此在电气方面我们要实现如下功能：
⑴能自动实现从开启除尘器设备到水泥罐车装满的全过程。
⑵运行过程中，能将各设备的运行信号反馈到中控室。
⑶中控室接到备妥后可以实现远程启、停设备。
⑷停车状态下，提供设备的备妥信号。
⑸运行过程中若出现故障，可向中控室提供故障信号。
⑹实时水泥罐车内水泥的多少。
6ES7288-1SR20-0AA0S7-200 SMART，CPU SR20，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 供电，12 输入/8 输出6ES7288-1ST20-0AA0
6ES7288-1SR30-0AA0
6ES7288-1ST30-0AA0S7-200 SMART，CPU ST30，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，18 输入/12 输出6ES7288-1SR40-0AA0S7-200 SMART，CPU SR40，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 供电，24 输入/16 输出6ES7288-1ST40-0AA0S7-200 SMART，CPU ST40，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，24 输入/16 输出6ES7288-1SR60-0AA0S7-200 SMART，CPU SR60，标准型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 供电，36 输入/24 输出6ES7288-1ST60-0AA0S7-200 SMART，CPU ST60，标准型 CPU 模块，晶体管输出，24 V DC 供电，36 输入/24 输出6ES7288-1CR40-0AA0S7-200 SMART，CPU CR40，经济型 CPU 模块，继电器输出，220 V AC 供电，24 输入/16 输出288-1SR60
西门子PLC代理商硬件分析
2、PLC硬件故障
①PLC主机系统故障
A、电源系统故障。电源在连续工作、散热中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。
B、通讯网络系统故障。通讯及网络受外部干扰的可能性大，外部环境是造成通讯外部设备故障的大因素之一。系统总线的损坏主要由于PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。PLC的价格少则几百，多则上万，所以从节省开支方面讲，PLC损坏后还是具有一定的维修价值。PLC的维修技术，不单是PLC硬件上的修复，还有PLC线路以及软件的相互配合，再者，PLC不像单片机那样，是单一的芯片，加上少量电路就能工作，修复相对简单。
CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能、GHz（吉赫）、MHz（兆赫），假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令、指令集，其相应的单位有，CPU的位数等等）。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是：s（秒），在硅片上的元件之间需要导线进行联接，达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式来命名，1kHz=1000Hz，那么当CPU运行在100MHz主频时，将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半，也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当和稳定的脉冲信号发生器、kHz（千赫），只有在提高主频的同时，各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后，电脑整体的运行速度才能真正得到提高。
提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的，1 ms=1000μs，但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存。其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象：1s=1000ms。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已较低的主频、ms（毫秒）、μs（微秒），还与其它各分系统的运行情况有关、ns（纳秒），其中，自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度。通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度。
CPU的主频不代表CPU的速度，但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。
7-200 SMART CPU 提供了三种开环运动控制方法：
1.脉冲串输出 (PTO)：内置在 CPU 的速度和位置控制。此功能仅 提供脉冲串输出，方向和限值控制必须通过应用程序使用PLC 中集成的或由扩展模块提供的 I/O 来提供。请参见脉冲输出PLS 指令
2.脉宽调制 (PWM)：内置在 CPU 的速度、位置或负载循环控制。 若组态 PWM 输出，CPU 将固定输出的周期时间，通过程序控制 脉冲的持续时间或负载周期。可通过脉冲持续时间的变化来控 制应用的转速或位置。请参见脉冲输出PLS指令
3.运动轴：内置于CPU中，用于速度和位置控制。此功能提供了 带有集成方向控制和禁用输出的单脉冲串输出，还包括可编程 输入，并提供包括自动参考点搜索等多种操作模式
PWM 和运动控制向导设置
为了简化您应用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WIN SMART提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、 PTO的组态。该向导可以生成位控指令，您可以用这些指令在您 的应用程序中对速度和位置进行动态控制。
PWM向导设置根据用户选择的PWM脉冲个数，生成相应的PWMx_ RUN子程序框架用于编辑。
运动控制向导多提供3轴脉冲输出的设置，脉冲输出速度从20 Hz到100 KHz可调。

客户程序执行阶段在客户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序顺序地扫描客户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点产生的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点产生的控制线路进行逻辑运算，然后按照逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是不是要执行该梯形图所规定的功能指令。即，在客户程序执行流程中，仅有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生改变，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生改变，并且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
(三) 输出刷新阶段
当扫描客户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路推动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
比较下二个程序的异同：
这两段程序执行的结果完全一样，但在PLC中执行的流程却不同。
※ 程序1只用一次扫描周期，就可完成对%M4的刷新；
※ 程序2要用四次扫描周期，才能完成对%M4的刷新。
这两个例子说明：相同的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不一样。另外，也可看到：采用扫描客户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区分。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来讲可以忽略，那么二者之间就没有什么区分了。
通常情况下，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期相当于自诊断、通讯、输入采样、客户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
二. PLC的I/O响应时间
为了提高PLC的抗干扰能力，提高其可*性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。
为了可实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC使用了不同于一般微型电脑的运行方法(扫描技术)。
以上两个主要原因，导致PLC得I/O响应比一般微型电脑产生的工业控制系统满的多，其响应时间少相当于一个扫描周期，一般均**一个扫描周期甚至更长。
所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统相关输出端信号的改变所需的时间。其短的I/O响应时间与长的I/O响应时间如图所示
SIEMENS PLC在的产品，按照规模和性能的大小，主要包括 S7-200 S7-300 和S7-400三种，下面就简单简介一下该三种产品的一些特性。
针对低性能需求的摸块化小控制系统，它多可有7个模块的扩展能力，在模块中集成背板总线，它的网络连接有RS-485通讯接口和Profibus两类，可通过编程器PG访问所有模块，带有电源、CPU和I/O的一体化单元设备。
其中的扩展模块（EM）有以下类别：数字量输入模块（DI）——24VDC 和 120/230VAC；数字量输出（DO）——24VDC 和 继电器；模拟量输入模块（AI）——电压、电流、电阻和热电偶；模拟量输出模块——电压和电流。  还有一个比较的模块-通讯处理器（CP）——该块的功能是可以把S7-200作为主站连接到AS-接口（传感器和执行器接口），经过AS-接口的从站可以控制多达248个设备，如此就能显著的扩展S7-200的输入和输出点数。
功能
在标准化环境中，通过编程器/PC 的串行接口并使用西门子的 USS 协议对西门子变频器进行调试、参数设置和诊断
可在 Windows 操作系统 Windows 2000/XP/7 和 Windows 2003/2008 Server 中运行
使用 RS-232/RS-485 协议并通过编程器/PC 的串行 COM 接口以及 OPC，在编程器/PC 与变频器之间进行数据传输
可以在线（与变频器连接）和离线（不与变频器连接，例如，在办公环境中）进行参数设置
管理参数组（上传、下载、比较、打印）
在屏幕提示下，对 MASTERDRIVES VC 和 MC 设备以及 SIMOREGDC-Master 进行图形化调试
可方便地读出内部状态变量（使用跟踪功能进行记录）并以数字式存储示波器上的显示方式进行显示
可为 MASTERDRIVES 系列的选件卡（如 PROFIBUS 板 CBP2）下载固件
MASTERDRIVESMC 的图形化在线诊断画面用于组态速度控制器、位置控制器、基本定位 (EPOS) 和同步操作

在不同的通信方式中都要对ModbusPDU进行封装，组成不同的Modbus帧，这种帧在Modbus协议中有的名词称之为应用数据单元(ADU)。在Modbus-RTU和Modbus-Plus通信中采用的是标准应用数据单元，它只是在PDU前面加上了占用一个字节的附加地址和在PDU结束增加了占用两个字节的校验码。在Modbus-TCP/IP网络通信中需要对Modbus应用层协议进行重新封装，该封装是通过在ModbusPDU前加上了Modbus应用层协议帧头来实现。
基于串行链路的Modbus通信网络是一种主从式网络，在串行网络中只允许存在一个主节点和多247个从节点，在这种网络下，标准ModbusADU中的附加地址域只包含从节点的地址，可寻址范围是0~247，地址0作为广播模式地址使用，从节点地址的有效取值范围是1~247，并且每个从节点的地址必须是的，主节点不存在具体的地址值。主节点设备将要访问的从节点设备的地址放入到请求帧的地址域中，当该地址的从节点设备作出响应时，将会把从节点设备的地址复制到响应帧的地址域中，主节点设备通过该地址得知是由哪个从节点设备发来的响应。

CPU有一些非常有用的功能：
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）
通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络访问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
信号变换中的数学问题
信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。
声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。
如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。
5、PLC中逆变换的计算方法
以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。
用同样的原理，我们可以在HMI上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。
主要特点
•**数据记录用记忆卡，配方管理，STEP7-Micro/WIN的项目节约，以及各种格式的文件存储
•PID自动调谐功能
•用于扩展通讯选项的2个内置串口，例如：与其它制造商的设备配套使用（CPU224XP,CPU226）
•具有内置模拟输入/输出的CPU224XP
实时响应
的技术直至更后的细节确保我们的CPU发挥**的实时响应率：
•4个或6个立的硬件计数器，每个30kHz，带有CPU224XP的2x200kHz，例如：通过增量编码器或者高速记录过程事件的路径监测
•4个立的报警输入，输入滤波时间0.2毫秒至程序起动－更大过程安全
•对应用程序快速事件大于0.2ms信号的脉冲捕捉功能
•2个脉冲输出，每个20kHz，或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设**的CPU224XP的2x100kHz－例如：用于控制步进电机
•2个定时中断，在1ms处开始，以1ms的增量进行调节－用于迅速变化过程的无扰控制
•快速模拟输入－具有25μs的信号转换，12位分辨率
值编码器信号的４--２０ｍＡ与ＲＳ４８５双输出，既可以现地数显表再进PLC，也可以直接进PLC，达到双路冗余控制，可靠性更高。
其中，过去单圈值用的较多的是并行信号，多圈值用的较多的是SSI和Profibus-DP，现在，有两种更方便的信号可以与PLC连接--4--20mA和RS485(通讯口），已经有越来越多的用户使用了，很方便。
针对PLC，选用Profibus-DP信号，无论是PLC还是编码器都成本很高，不特别介绍了，对于并行信号，可以直接连接PLC的开关输入点，注意有推挽式，PNP与NPN集电开路式，集电开路式的日韩系较多，日系并行编码器与欧系PLC匹配常不稳定，有些输出负载20mA太小，较易烧坏；欧系并行输出编码器多为推挽式，负载能力50mA，与PLC匹配性好，但价格也就较高了。
对于多圈值编码器，基本为SSi和Profibus-DP，Profibus-DP前面说了，成本高，
而SSI信号（同步串联信号）有两个问题：
1。SSI信号接口的PLC较少，多为中的欧系，经济级PLC几乎没有此接口，PLC可选面很少，过去很多不得不用转换器（GP1312-SSP)转成并行信号再进PLC，成本较高。
2。SSI信号的同步性偏差，SSI信号为“同步”串联信号，其实并不完全同步，其由接收设备发送时钟到编码器，编码器再发送信号到接收设备，内部“同步”比较，有一个同步时间差的范围要求，一旦现场有干扰，或电缆较长、选用电缆不，信号的同步性**出了偏差范围，数据就会跳码，而无常工作。时钟频率越高，以上这种现象就越明显，这样，编码器连接PLC的电缆就要尽量短，数据刷新就要尽量慢，限制了一些情况下的使用。
下面，介绍几种更方便，更有性价比的与PLC连接值编码器信号：
1。现在，已经有较多用户注意到选用4--20mA输出的值编码器与PLC连接--几乎所有的PLC都可以有4--20mA的接口，这样，在精度要求不是很高的情况下选用（PLC的模拟量接口精度有限），信号传输远，安装调试方便（万用表就可以），成本低（包括PLC的总成本）。
2。RS485信号（自由协议），几乎PLC都有通讯口，有些是编程用的232（可买232与485的转换器），有些是立的RS485接口，例如西门子的S7-226，这种信号接口传输远，全数字精度没有牺牲，只是传输速度约在50--100ms一个，对于多个编码器的连接，可能有一些慢了。
3。Canopen信号，Canopen从成本上来说，低于Profibus-DP，只是现在刚刚流行起来，可选的PLC不多，但是Canopen信号有如下几个**的优点是别的没有的：可PLC与编码器多主多从冗余，大大提高安全性；抗干扰能力强，即使是移动车辆无法接地、在火花塞打火的干扰情况下也能工作（Canopen本来就是给汽车设计的）；传递距离远，而且在较远距离传输情况下仍然能保持高速传递。以上特点，Canopen信号已经为新发展的 风力发电与高速铁路项目选中，作为选的总线信号，也是今后几年PLC总线信号的主要发展方向。
4。双输出编码器，4--20mA与RS485双输出值编码器（编码器价格与单输出的几乎一样），这样，在信号采集精度、抗干扰、传输速度等各方面互补，从而达到更高的可靠性。
PC与S7-200系列PLC通信的连接 西门子PLC
S7-200系列PLC有通信方式有三种：一种是点对点（PPI）方式，用于与该公司PLC编程器或其它人机接口产品的通信，其通信协议是开的。另一种为DP方式，这种方式使得PLC可以通过Profibus-DP通信接口接入Profibus现场总线网络，从而扩大PLC的使用范围。后一种方式是自由口通信（Freeport）方式，由用户定义通信协议，实现PLC与外设的通信。以下采用自由口通信方式，实现PC与S7-200系列PLC通信。
PC与S7-200系列PLC通信连接
PC为RS232C接口，S7-200系列自由口为RS485。因此PC的RS232接口必须先通过RS232/RS485转换器，再与PLC通信端口相连接，连接媒质可以是双绞线或电缆线。西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485转换器，可直接采用PC/PPI电缆，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和PC的连接。也可实现多点连接。
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