西门子模块6ES7223-1BH22-0XA8型号含义

西门子模块6ES7223-1BH22-0XA8型号含义

1、引言

可编程控制器以其高可靠性，配置灵活和完善功能，工业控制系统中到越来越广泛应用。但操作员所需要报表打印、趋势图形显示、工况查寻、参数线修改等功能，PLC却不能直接方便提供。通常采用计算机PC与PLC组成一个完整监控系统。本文以台安TP02系列PLC为例，讨论用Visual Basic（VB）实现PLC与上位机通讯。

2、VB通讯控件中使用

可编程控制器PLC与上位机PC之间通信，下位机为PLC，基于其可靠性较高，主要承担控制功能，而上位PC机主要承担监察管理功能，兼备部分控制功能，如发出运行，停止命令。VB语言是基于bbbbbbS操作系统功能强、易学易用、主面向学习对象程序设计语言。VB带有专门管理串行通讯MSComm控件，只需设置几个主要参数就可以实现PLC与PC串行通讯。要完成通信必须设置MSComm相关属性值：

（1）CommPort：设置或传回通信连接端口代号
（2）Settings：设置初始化参数。以字符串形式设置或传回连接速度、奇偶校验、数据位、停止位等4个参数
（3）PortOpen：设置或传回通信连接端口状态
（4）bbbbb：从输入寄存器传 回并移除字符
（5）Output：将一个字符串写入输出寄存器
（6）bbbbbLen：*由串行端口读入字符串长度
（7）InBufferCount：传回接收寄存器中字符数

3、软硬件之间：

台安TP02与上位机PC通信时，实现两者通信需要配备通信线。

4、通信程序实现

4.1 通信初始化程序

首先，窗体开始设计之前，添加MSComm控件。

4.2程序编写：

4.2.1 通信控件MSComm1属性设置：

mPort = 1 设置端口号
MSComm1.Settings = "19200,E,7,2" 设置通信参数
MSComm1.bbbbbLen = 0 设置读入字符串长度
MSComm1.PortOpen = True 设置通信端口状态

4.2.2 PLC运行程序：
STX$ = "::"
TransmitBuf$ = "01?5RUN"
sum$ = CheckSum（transmitBuf$）
ETX$ = Chr$（13）
SXD$ = STX$ + transmitBuf$ + sum$ + ETX$
MSComm1.Output = SXD$
Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 12
In1$ = MSComm1.bbbbb

4.2.3 从PLC读取资料，将寄存器内数据资料PC上显示观察监控（反应时间50ms）：

STX$ = "::"
transmitBuf$ = "01?5MRVD000102"
sum$ = CheckSum（transmitBuf$）
ETX$ = Chr$（13）
SXD$ = STX$ + transmitBuf$ + sum$ + ETX$
MSComm1.Output = SXD$
Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 20
InData$ = MSComm1.bbbbb
Label2.Caption = Mid$（InData$, 10, 4）
Label3.Caption = Mid$（InData$, 14, 4）

4.2.4从PLC读取资料，将RelayC0001状态PC显示进行监控（反应时间50ms）：

STX$ = "::"
transmitBuf$ = "01?5MCRC0001"
sum$ = CheckSum（transmitBuf$）
ETX$ = Chr$（13）
SXD$ = STX$ + transmitBuf$ + sum$ + ETX$
MSComm1.Output = SXD$
Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 13
In4$ = MSComm1.bbbbb
Coil$ = Mid$（In4$, 10, 1）
C1% = CInt（Coil$）
Label6.Caption = C1%

4.2.5 设定Relay状态，将Relay设定为ON（反应时间50ms）：

Dim C1 As Integer
STX$ = "::"
transmitBuf$ = "01?5SCSY00011"
sum$ = CheckSum（transmitBuf$）
ETX$ = Chr$（13）
SXD$ = STX$ + transmitBuf$ + sum$ + ETX$
MSComm1.Output = SXD$
Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 12
In2$ = MSComm1.bbbbb

4.2.6 PLC停止运行：
STX$ = "::"
transmitBuf$ = "01?5STP"
sum$ = CheckSum（transmitBuf$）
ETX$ = Chr$（13）
SXD$ = STX$ + transmitBuf$ + sum$ + ETX$
MSComm1.Output = SXD$
Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 12
In3$ = MSComm1.bbbbb

4.2.7 VB6.0下CheckSum函数代码如下：

Private Function CheckSum（transmitBuf$）
L = Len（transmitBuf$）
Add = 0
Dim k, sum As Integer
For k = 1 To L
TJ$ = Mid$（transmitBuf$, k, 1）
Add = Add + Asc（TJ$）
Next k
Do While Add >= 256
Add = Add - 256
Loop
Add = 255 - Add + 1
tempBuf$ = Hex$（Add）
CheckSum = LTrim（tempBuf$）
End Function

5、结论

PLC与上位机结合，并VB6.0传送数据所构成计算机监控系统，近距离传输数据现场控制来说是一种性价比很高解决方案。充分利用PLC抗干扰性能和PC强大图形显示，浮点运算特点，与之有效结合，较大限度，合理利用资源

（一）分析被控对象并提出控制要求

    详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

    （二）确定输入／输出设备

    根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

    （三）选择PLC

    PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章*二节。

    （四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

    1.分配I/O点

    画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第２步中进行。

    2.设计PLC外围硬件线路

    画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

    由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

    （五）程序设计

    1.程序设计

    根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统*的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：

    1）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。

    2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再添加。

    3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，。

    2.程序模拟调试

    程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

    1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

    （六）硬件实施

    硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：

    1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

    2)设计系统各部分之间的电气互连图。

    3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。

    由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

    （七）联机调试

    联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。

    全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。

    （八）整理和编写技术文件

    技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

近10年来，我国发生电气火灾高居火灾事故总数的**，约占总数的30左右，在电气火灾中，电气短路引起的火灾事故又占一半以上。电气短路一般有两类：一是带电导体（相线和中性线）间的短路，由导体间直接接触，如相与相之间、相与N线之间短路，短路点往往被高温熔焊的金属短路，称为金属性短路；另一是带电导体对地的短路，大都是以电弧为通路的电弧性短路。

1、电气火灾的特点

过去普遍认为，电气间短路引起的火灾大多由带电导体间的短路所造成，由于短路电流大，可用带短路保护的断路器和熔断器来防止。实际情况并非如此，因大多数的短路火灾是由接地短路故障产生的电弧或电火花所引起。前者短路电流以千安计，金属线芯产生高温以至炽热，绝缘被剧烈氧化而自燃，火灾危险甚大，但金属性短路产生的大短路电流，能使断路器瞬时动作切断电源，火灾往往得以避免。后者因短路电流受阻抗影响，电弧长时间延续，而电弧引起的局部温度可高达3000～4000℃，很容易烤燃附近可燃物质引起火灾，又由于接地故障引起的短路电流较小，不足以使一般断路器动作跳闸切断电源，所以电弧性短路引起火灾危险远大于金属性短路。

在接地故障回路全为金属导体的TN-C-S系统，其导电性能不良失去接地保护并不影响电气设备的使用，故工作中不易发现。但一旦发生接地故障，由于短路电流小，不能使断路器动作，而导致上述电弧性短路的发生。至于TT系统，其接地故障回路内串有电源的接地保护和设备外壳的接地保护，两个接地电阻造成回路本身的阻抗就很大，更易发生电弧性短路。由上可知，接地故障的回路阻抗大，使它易以电弧短路的形式出现，这也是单相接地短路故障容易导致火灾的一个重要原因。

电力线路受机械损伤而发生短路，如当导线与金属管道构件接触而无套管保护时，长期磨擦使绝缘损坏，这种短路多为单相接地故障造成，易发生电弧性短路。通常电气设备绝缘损坏产生电弧性接地故障的情况还有：导线和电气设备绝缘老化；电器或电动机的接线端子周围绝缘因长期发热而炭化；电动机过载而发生匝间短路；电气设备受潮或严重凝露；在电气设备中有导电尘埃沉积等。这类故障会引起接地电弧性短路，并酿成火灾。

当线路因过负荷使绝缘温度**过较高允许工作温度，绝缘老化加速使绝缘水平降至规定值以下，如果没有外因触发，短路一般还不会发生。如果有外因触发，如雷电引起的瞬态过电压、邻近大功率设备的操作过电压以及变电所高电压侧接地故障引起的暂态过电压等，则在此大幅值过电压冲击下，老化的绝缘将被击穿而弧光短路。过电压转眼消失，工频短路电弧却能长时间延续，这是因为电弧的高阻抗限制了短路电流，使断路器不可能动作。这类过电压多出现在带电导体与地之间，所以这种短路也多为单相接地短路。电气短路以单相接地故障居多，电气火灾的危险则以电弧性接地为较严重。

2、带剩余电流保护功能的断路器

一般的低压断路器主要针对电力线路和设备的过载和短路保护，因此其额定动作电流较大，而接地故障引起的接地短路电流较小，一般不足以使断路器动作跳闸，因此低压断路器不能防止因接地故障引起的电气火灾，而只有带剩余电流保护功能的断路器，在过电流断路器不动作的情况下，能有效地切断故障电路，防止电气火灾。

应用剩余电流断路器来防止电气火灾，必须正确选择额定剩余动作电流。在有火灾危险的场所，要防止故障电流引起火灾，必须在线路中装设额定剩余动作电流不**过500mA的剩余电流断路器，或装设绝缘监察装置，在绝缘故障时发出警报。

采用额定动作电流不**过500mA的剩余电流断路器，可以在出现引燃火灾所需的能量前，就发出警报或断开电路排除故障。为防止电弧性接地故障引起的电气火灾，在线路上装用带剩余电流保护功能的断路器是一项重要的防火灾措施。其剩余电流保护功能对建筑物的电弧性接地故障引起的电气火灾进行防范。为切断建筑物内的电弧性大多接地故障，在电源进线端也应装用剩余电流断路器。GB50096《住宅设计规范》，规定了每幢住宅楼的总电源进线断路器，应带有剩余电流保护功能的明确规定。因多数用户不懂得用电安全知识，又无专业电工进行维护管理，住宅电气火灾发生较多。据近年统计，我国住宅电气火灾占电气火灾总数的一半以上，所以这一规定是十分必要的。

在进线处安装带过载保护、短路保护、剩余电流保护于一体的多功能低压断路器，不仅可以保护线路、保护设备，而且还可防止因接地故障引起的电气火灾。
3、电气火灾自动保护型断路器

3.1正确应用防电气火灾的断路器

电气火灾自动保护功能型断路器是在现行普通剩余电流断路器的基础上，配置一个具有与外界温度呈同步单调变化的感温元件——热敏电阻。断路器内部有相应的电子电路相配合，当外界环境温度异常升高，**过了一定正常温度值后（这个温度值范围定义为额定动作温度），电子线路自动驱动电气火灾自动保护型断路器的主触头脱扣器，将断路器负载侧线路分断，防止负载侧的线路和设备发生电气火灾，并造成进一步的短路事故发生。电气火灾自动保护功能型断路器，在规定温度范围的下限以下，不论时间多长，都不会导致电气火灾自动保护功能型断路器动作，即为额定不动作温度。额定不动作温度，保证了电气火灾自动保护型断路器，不致因正常环境温度升高或意外热源的偶然影响而产生误动作，确保其工作的可靠性。

由此可知，电气火灾自动保护型断路器要达到对火灾作出正确的反应，较主要的是在安装时，要保证电气火灾自动保护型断路器上的热敏元件，即火灾感测探头，能直接感测到需要进行监测空间的温度变化。探头正前方不得有影响温度直接对其进行辐射传递的物体。如果电气火灾自动保护型断路器安装在照明箱内，而被监测区域的温度变化，不能被断路器上的火灾感温探头直接监测到，则达不到实现火灾自动保护的作用。

3.2防电气火灾断路器主要功能

普通断路器功能。正常用电时，对受控线路进行人工闭合和分断电源操作。

火灾自动保护功能。当断路器所在位置（分体型为被探头监测位置）一旦发生火灾，环境温度异常升高，该断路器的感温探头在感测到所处环境温度达到或**过整定温度后，自动将受控线路电源切断，防止火灾扩大范围，并为灭火行动提供电气方面的安全**，防止灭火人员发生电击后的二次伤害事故。

过载保护功能。当电气火灾自动保护型断路器所控制的线路负荷**过额定值，发生**载时，断路器将适时自动分断，切断受控线路的电流。防止因其发热而引起线路火灾。

短路保护功能。当电气火灾自动保护断路器所控制的线路发生意外短路事故，该断路器将在0.2s时间内分断，切断受控线路的电源，防止短路事故引发火灾事故。

剩余电流保护功能。当受控线路或用电设备发生绝缘损坏，产生对地故障或有人员发生单相电击事故（注：相间漏电和电击不能保护）时，电气火灾自动保护功能型断路器自动切断受控线路电源，避免对人身生命造成危害，并防止此类剩余电流引起电气火灾的可能性。

3.3适用场所

电气火灾自动保护型断路器根据其使用类别、使用方式、所控制线路的相数以及被控制对象、性质分别按如下情况进行分类。

按使用类别分：按使用类别可分为家用及类似场所和工业及类似场所两大类。

家用及类似场所用：额定电流≤63A，代号为B。适用于家庭住宅、办公室及类似场所。

工业及类似场所；额定电流≤630A，代号为M。适用于工厂、商场等用电量较大的场所。

按使用方式分：断路器根据其使用方式可分为A、B、C三种类型。

按较数分：家用型有：1P N、2P、3P、3P N、4P，代号为直接按此标注。分别用于单相、三相和三较四线电路中。工业用型有2300（2P）3300（3P）3N300（3P＋N）4300（4P），代号为直接按此标注。分别用于单相、三相和三较四线电路中。

近年来通过大量的实际应用，带防电气火灾功能的断路器，取得了很好的效果，不仅避免了电气火灾事故，其智能化的断路器，还能预报故障电流，真正做到早期预防事故的目的。