• 西门子6ES7241-1AA22-0XA0型号参数
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新品牌西门子

西门子6ES7241-1AA22-0XA0型号参数


1.某些国外的小型PLC的程序结构

这些PLC的用户程序由主程序、子程序和中断程序组成。在每一个扫描循环周期,CPU都要调用一次主程序。主程序可以调用子程序,小型控制系统可以只有主程序。中断程序用于快速响应中断事件。在中断事件发生时,CPU将停止执行当时正在处理的程序或任务,去执行用户编写的中断程序。执行完中断程序后,继续执行被暂停执行的程序或任务。它们的子程序和中断程序没有局部变量,子程序没有输入、输出参数。

2.西门子的S7-200的程序结构

过程映像输入/输出(I/Q)、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量。S7-200的程序组织单元(ProgramOrganizationalUnit,简称为POU)包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量,局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反,全局变量可以在各POU中使用。

下面是子程序可以使用的局部变量:

1)TEMP(临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时,定义的临时变量才被使用,POU执行完后,不再保存临时变量的数值。

2)IN是由调用它的POU提供的输入参数。

3)OUT是返回给调用它的POU的输出参数(子程序的执行结果)。

4)IN_OUT是输入_输出参数,其初始值由调用它的POU传送给子程序,并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。

主程序和中断程序的局部变量中只有临时变量TEMP。

具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程,对于长期生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。这些厂家的编程人员为设备的各组件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码,只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义,就可以通过程序之间的调用快速“组装”出满足不同用户要求的控制程序。就好像用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。

子程序如果没有输入、输出参数,它和调用它的程序之间没有清晰的接口,很难实现结构化编程。

子程序如果没有局部变量,它和调用它的程序之间只能通过全局变量来交换数据,子程序内部也只能使用全局变量。将子程序和中断程序移植到别的项目时,需要重新统一安排它们使用的全局变量,以保不会出现冲突。当程序很复杂,子程序和中断程序很多时,这种重新分配地址的工作量非常大。

如果子程序和中断程序有局部变量,并且它们内部只使用局部变量,不使用全局变量,因为与其他POU没有冲突,不需作任何改动,就可以将子程序移植到别的项目中去。

3.西门子的S7-300/400的程序结构

S7-300/400将子程序分为功能(Function,或称为函数)和功能块(FunctionBlock)。

S7-300/400的功能与S7-200的子程序基本上相同。它们均有输入、输出参数和临时变量,功能的局部数据中的返回值实际上属于输出参数。它们没有**的存储区,功能执行结束后,不再保存临时变量中的数据。

可以用全局变量来保存那些在功能执行结束后需要保存的数据,但是会影响到功能的可移植性。

功能块是用户编写的有自己**的存储区(即背景数据块)的程序块,功能块的输入、输出参数和静态变量存放在*的背景数据块中,临时变量存储在局部数据堆栈中。每次调用功能块时,都要*一个背景数据块。功能块执行完后,背景数据块中的数据不会丢失,但是不会保存局部数据堆栈中的数据。

功能块采用了类似于C++的封装的概念,将程序和数据封装在一起,具有很好的可移植性。

S7-300/400的共享数据块可供所有的逻辑块使用。

4.IEC61131-3的程序结构

IEC61131-3是PLC的编程语言标准。IEC61131-3是世界上**个,也是至今为止一的工业控制领域的编程语言标准。IEC

61131-3有三种POU:程序、功能块和功能。


功能是有多个输入参数和一个输出参数(返回值)的POU,返回值的名称与功能的名称相同,需要定义返回值的数据类型。调用具

有相同输入值的功能总是返回相同的结果。功能可以调用其他功能,但是不能调用功能块或程序。功能可定义的局部变量有VAR和VAR_bbbbb。

功能块是有多个输入/输出参数和内部存储单元的POU,功能块的输出参数值与其内部存储单元的值有关。功能块可以调用其他功能

块或功能,但是不能调用程序。

在调用功能块之前,必须在要调用功能块的POU中为每次调用声明功能块的实例,操作系统将为每次调用分配功能块**的存储区

(类似于S7-300/400的背景数据块)。

功能因为没有内部存储区,调用时不需要实例化。

程序的行为和用途类似于功能块,程序具有输入和输出参数,而且可以具有内部存储区。程序通常包含有对功能和功能块的调用。

IEC61131-3定义了若干标准的功能和功能块。

5.S7-300/400与IEC61131-3程序结构的区别

1)S7-300/400的功能可以有多个输出参数,返回值也属于输出参数。IEC61131-3的功能只有一个返回值。

2)IEC61131-3的功能块用于保存局部变量的**存储区是在声明功能块的实例时分配的,它对用户是不透明的,其他POU不能直接访问该存储区。

S7-300/400的功能块的局部变量(不包括临时变量)保存在它的背景数据块中。其他POU可以访问背景数据块中的变量。如果需要多次调用同一个功能块来控制同一类型的被控对象,每次调用都需要*一个背景数据块,但是这些背景数据块中的变量又很少,这样在项目中就出现了大量的背景数据块。可以使用多重背景数据块来减少背景数据块的数量。但是需要增加一个用来管理多重背景的功能块。

3)S7-300/400的功能块的局部变量有临时变量和静态变量,IEC61131-3的功能块的内部变量Var相当于S7-300/400的静态变量。

4)S7-300/400将数据区划分为数据块来使用,数据块的大小与数据块中定义的变量的数据类型和变量的个数有关。IEC61131-3没有数据块的概念。

采用可编程序控制器(PLC)来解决自动控制问题已成为较有效的工具之一,文章探讨了PLC控制系统设计时应该注意的问题。

控制硬件选购目前市场上的PLC产品众多。国产品牌有:永宏、和利时、凯迪恩等;国外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、松下;德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购PLC产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。

1 编程器的选购

PLC编程可采用三种方式:一是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低;二是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高;三是用个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率较高的一种方式。基于电脑笔记本的普及和PLC软件编程的方便性,并且易于现场调试。这种方式是用户较喜欢用的一种方式。

因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。我公司主要采用美国的AB和法国的施耐德生产的PLC,此两种品牌是现阶段的主品,运用既上符合要求,又灵活,便于程序的设计和运行。

2 设计遵循的步骤

施耐德PLC有多种型号,编程电缆也有多种,但基本上是基于modbus协议的通讯方式。

(1)工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。

(2)选择合适的PLC类型在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:功能的选择;I/O点数的确定;内存的估算。+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量;分配I/O点;程序设计;控制柜或操作台的设计和现场施工;应用系统整体调试;编制技术文件。

(3)PLC控制系统的设计内容。根据设计任务书确定,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据;选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)

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可编程序控制器以其可靠性较高(可编程控制器的平均无故障时间可达几十万小时,约30年)、能经受恶劣环境的考验、使用方便等巨大优越性,迅速**了工业自动控制领域,成为工业自动控制的可以选择产品。

5.因为各生产厂家的开发软件不同,系统地兼容性也是选购时的重点,目前还没有发现完全兼容的产品,应根据系统合理选用PLC产品。

6.编程器的选用:PLC编程可采取三种方式:一是用一般的手持式编程器,它只能用厂家规定的语句表中的语句编程。这种方式易于现场调试并且体积小、,但它的效率低、适应机种类型少,比较适用于系统容量小、用量少的系统中。二是图形编程器编程,这种方式采用图形方式编程,方便直观,一般电气人员短期就可以应用自如,但编程器价格较高。三是用IBM及其兼容个人计算机+PLC软件包编程,这种方式是效率较高的一种方式,也是较常用的一种方式,但大部分软件包价格昂贵。不过有一些软件包也可以网上免费下载。

7.尽量选用大公司的产品,因为其产品质量有**,且技术支持好,一般售后服务也较好,有利于以后产品的扩展与软、硬件升级。

二、输入、输出回路的设计

1.电源回路。PLC供电一般为AC85-240V(也有DC24V),适应电源范围较宽,但为了抗干扰,应加装电源滤波器或1:1隔离变压器。

2.PLC上DC24V电源的使用。各公司PLC产品上一般都有DC24V电源,但该电源容量小,为几十毫安至几百毫安,用其带负载时应注意容量,同时做好防短路措施(因为该电源的过载或短路将影响PLC的运行)。

3.外部DC24V电源。若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等,而PLC上的DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源;但该电源的“—”端不要与PLC的DC24V电源的“—”端以及“COM”端相连,否则会影响PLC的运行。

4.输入的灵敏度。各生产厂家对PLC的输入电压和电流都有规定,当输入元件的输入电流大于PLC的较大输入电流或有漏电流时,就会有误动作,降低灵敏度。所以应用弱电流输入并对漏电流采取防护措施,并且选用输入为供漏型输入的PLC。

5.外部互锁与接地。(1)联锁。利用PLC控制电机正反转等正、反动作时,为避免PC的异常动作引起事故及机械损坏,应在外部组成一个联锁回路。

 可编程序控制器以其可靠性较高(可编程控制器的平均无故障时间可达几十万小时,约30年)、能经受恶劣环境的考验、使用方便等巨大优越性,迅速**了工业自动控制领域,成为工业自动控制的可以选择产品。

(2)接地:为了保证PLC控制系统的安全,在实际应用中PLC需可靠接地。接地线不得与其它设备共用或与建筑物的金属结构连接,否则会适得其反,受到恶劣影响。

6.PLC外部驱动电路。对于PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路,可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路。另外PLC的输入输出布线也有一定要求,请参照各公司的使用说明书。

三、扩展模块的选用

对于小的系统,如80点以内的系统,一般不需要扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块数量都有限制,当扩展仍不能满足需要时,可采用网络结构。同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编程时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请参阅相关技术手册。

四、PLC的网络设计

当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多,首先应选用自己比较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则不能适应实时要求,造成系统崩溃。另外对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。最后还要向PLC的厂家寻求网络设计和软件支持及详细技术资料,至于选用几层工作站,依照系统大小而定。

五、程序设计

在设计程序前,应首先熟悉所选用的PLC产品说明书,待熟悉后再编程。若采用图形编程器或软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可以减少出错,速度也快,编成完成后先空运转,待各个动作正常后,再在设备上调试

 可编程序控制器以其可靠性较高(可编程控制器的平均无故障时间可达几十万小时,约30年)、能经受恶劣环境的考验、使用方便等巨大优越性,迅速**了工业自动控制领域,成为工业自动控制的可以选择产品。

PLC,是在继电器和计算机的基础上发展而来的,并逐步发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。可编程序控制器以其可靠性较高(可编程控制器的平均无故障时间可达几十万小时,约30年)、能经受恶劣环境的考验、使用方便等巨大优越性,迅速**了工业自动控制领域,成为工业自动控制的可以选择产品。为了适应PLC技术日益广泛的应用趋势,近年来,许多职业技术学校开设了PLC这门具有很强实践性、创造性及时代发展性的课程。在PLC课程教学中,为使学生由被动听课变为主动探求、自主学习,达到掌握知识的目的;为使学生所设计的程序更加合理,与实际应用更加接近,在PLC控制系统设计时应注意以下几点。

一、可编程序控制器(PLC)及编程器的选择

虽然大部分学校所用的PLC只有一两种,但目前市场上的PLC产品众多,除国产品牌以外,国外的品牌有:日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下,德国的西门子,韩国的LG等,我们除了要让学生熟练掌握学校现有PLC的应用外,还要让学生了解其他产品PLC的特点和应用。那么如何选择PLC产品呢?

1.系统首先应按控制要求计算输入、输出(I/O)点数,并且在选用PLC时要在实际需要点数的基础上预留10%的余量,以备系统的扩展或改造。

2.确定负载类型根据PLC输出端所带负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出还是晶体管输出,或是晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式对系统的稳定运行是很重要的。

3.存储容量与指令的执行速度是PLC选型的重要指标,一般存储量越大、速度越快的PLC价格就越高,尽管国外各厂家产品大体相同,但也有一定区别。

4.“COM”点的选择,不同的PLC产品,其“COM”点的数量是不一样的,有的一个“COM”点带8个输出点,有的带4个输出点,也有带1个或2个输出点。当负载的种类多且电流大时,采用一个“COM”点带1~2个输出点的产品,当负载种类少数量多时,采用一个“COM”点带4-8个输出点产品。


http://zhangqueena.b2b168.com

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