西门子模块6ES7241-1AA22-0XA0传授代理

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1、前言
    随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（可编程控制器）不仅用逻辑编程取代了硬接线逻辑，还增加了运算、数据传送和处理的功能，真正成为一种计算机工业控制装置。PLC的功能远远**出逻辑控制、顺序控制的范围，所以在工业发达国家，PLC在其自动化设备中的比例占**。近年来，我国的PLC技术也从初期的引进、消化走向吸收和推广应用阶段，并且在许多工业领域取得了良好的经济效益和社会效益。面对这种形势，高等院校为更好地适应于我国经济、科学技术和社会的发展，在相关院系中普及PLC技术教育是十分必要的。对航海院校而言，随着船舶自动化程度的日益提高，PLC技术在主机、辅机和电站等设备中逐步推广应用，这就要求航海教育必须与之相适应，特别是轮机工程专业必须强化PLC技术的教育。同时为了适应IMO（国际组织）STCW 78/95公约的要求，除了在校轮机本、专科学生的《轮机自动化》课程中包含PLC原理与应用外，海事局委托的轮补电船员培训班中也要求开设《PLC原理与应用》课程，并辅以一定量的实验。鉴于此，建立面向船员教育的PLC实验室成了刻不容缓的任务。
    

    2、建立PLC实验室的总体方案
    实验室是学科建设和发展的基础，是教学与科研的基地，是衡量高等院校办学水平和科研水平的重要标志，所以我们PLC实验室建设的目标是建成为能适应现代船员教育、符合STCW 78/95 公约要求的、高标准的开放型实验室。实验室由两大部分构成：
    1）、基础实验部分 —— 制作一批以PLC为核心的标准实验板，输入端由若干个开关和传感器组成，输出端为一些指示灯、继电器和熔断管。因PLC实验不同于一般电工电子实验，它需自己编程，输入PLC调试通过，动手性强，但不成功率较高，有了标准实验板，安全性、直观性提高，教师可以放手让学生大胆实践，让他们自己选题、自接线路、自己调试，指导教师在整个过程中的作用只是引导、检查、把关和解决学生疑难问题。
    2）、科研开发部分 —— 为教师提供科研活动、技术开发的场所。充分发挥专业教师在技术上的优势，为航运企业及相关部门解决一些PLC应用上的问题，进行模拟试验或做些产品开发。这样既回报了社会，又为学校筹集教学和科研经费提供了条件，与此同时还能提高教师的科研水平和教学水平。主要设备有计算机、**编程软件、数据连线和若干套PLC等。
    3）、PLC实验室的建设
    99年底我院购买了三菱（MITSUBISHI）公司FX2N-48MR微型可编程控制器12套和FX-2P便携式编程器1套，利用这些设备我们设计制作了十块实验板，外壳用金属薄板弯制成型并作静电喷塑处理（蛋青色），居中是PLC（便于看请PLC上的各输入输出端状态指示LED），左上角为~220V电源输入、开关、电源指示灯、DC24V接线柱和保险管，考虑到学生操作的方便，我们把输入端控制开关和传感器接线柱布置在实验板的下半部分，而把输出端继电器、交流接触器、接线柱和指示灯布置在上半部分（该PLC输入端X0~X27在上面、输出端Y0~Y27在下面）。由于该PLC的输出电路无内置保险，为了防止负载短路等故障烧断PLC的基板配线，每4个输出点（也就是一个COM点）设置一个5A保险。该PLC性能优良，有继电器、三端双向可控硅开关元件和晶体管三种输出类型，可以接多种输出入扩展设备，而且使用简便指令就能完成不少实验。为了使实验教学的效果更理想，还做了几块示教板供演示用。从2000年3月开始我们按照新编的实验指导书开设了《PLC基本组成及输入输出接口的认识》、《灯循环点亮和延时点亮PLC编程》、《PLC在交流电机控制系统中应用的演示性实操》三个基础实验。考虑到目前PLC在船舶上的广泛应用，如主机遥控、船舶报警监视、燃油锅炉自动控制等系统中都有应用，同时也是为了适应现代条件下船员教育的新特点，我们以PLC为核心逐步研制几种用于教学的船用设备模拟器，下面就以锅炉控制模拟器为例作一简要介绍：
    在柴油机动力装置中所采用的锅炉都称为辅锅炉，由于船舶机舱中这类辅助设备很多，因此辅助设备的自动控制是实现“无人值班”机舱的必要条件之一。实现辅锅炉的自动控制就首先要了解其燃烧时序控制，见图1。
[img]2004291.jpg[/img]
    按照锅炉的控制框图我们制定了程序的整体结构，考虑到是模拟器，特别增加故障设置部分，以加强教学功能。我们从思南工控网站下载一个三菱FX2N编程软件，并买了**数据线，开始着手编写锅炉控制模拟器程序。程序初稿出来后，经过逐段逐句的反复推敲、调试才全部输入PLC作最后的测试，相应的硬件和接线也在同期完成。较终程序由358句、719行构成。例如图2提供的是点火过程部分的一段梯形图。模拟器的形状是落地柜式，外壳是用薄金属板弯制焊接成型并经静电喷塑处理（蛋青色），上半部分为指示灯、蜂鸣器和仪表，中间斜面**部分是控制面板（分三个部分，见后面说明）。
[img]2004268.jpg[/img]
[img]2004298.jpg[/img]
     图3是锅炉控制模拟器的系统示意图，面板主要由燃烧控制、水位控制和故障设置三部分组成，布局比较简洁直观。我院设有锅炉实验室，有一套经过改装的日产旧锅炉供教学使用，但就教学、科研而言，真实设备也有其明显的不足之处，如频繁起动容易损坏、使用费用高和许多故障不能再现等等，模拟器正是弥这些缺陷。
    

    4、结束语
    PLC实验室建成以来，已有近600人做过实验，教师和学生反映普遍良好，并了海事局等管理机构的验收。这对于更好地适应IMO（国际组织）STCW 78/95公约的要求，提高宁波大学船员教育和培训管理的质量都有重要的意义。当然，实验室还存在着不足，有待于进一步的改善与发展。我们准备在扩展实验项目、继续开发应用PLC的船舶机舱设备模拟器以及实验器材上增加PLC的品牌和型号这三个方面使PLC实验室更上一层楼。

1 引言 
在PLC日益成为工厂自动化基本技术平台的时代，如何选用一部适用的PLC以达到真正需要，而又能符合经济效益，是一项重要课题。PLC本身强调的特色是：体积小、功能高、性能强、操作简便、程序设计简易、模块扩充有弹性、联机容易等。针对上述特色说明，选择符合功能需求与经济效益的PLC系统。本文虽然基于台达系列PLC论述，但是引用原则适合一般的选购选型设计。

2选用PLC的参考条件 
各厂家所生产或代理PLC所具有的功能都大同小异，差异并不显，因此以受控制系统的大小、未来的扩展性、及经费预算来考虑。在选择上，可先就厂商PLC目录做初步的决定，可能考虑的要项如下： 
2.1提供的基本容量特色 
（1）输入信号之电压范围。 
（2）提供之指令功能：基本的操作指令、可延伸之应用指令、数据处理指令、算数指令、PID指令等等。 
（3）PLC之指令处理速度(即执行速度)通常以usec计。 
（4）内含之内存容量，通常以K bytes计。 
（5）定时器、计数器功能。 
（6）资料缓存器的容量。 
（7）I/O点数的扩充量。 
（8）其它特殊功能：如浮点数运算、万年历与系统时钟、高速计算能力等等。 
2.2外围之可扩充能力 
(l)与个人计算机联机的方便性。 
(2)使用个人计算机编译软件之容易性。 
(3)D/A或A/D转换模块之供应。 
(4)PLC网络功能。 
(5)控制运动装置功能，如步进马达、伺服马达、定位控制器。 
2.3PLC的电源规格 
绝大多数是以交流(AC)为电源，应注意如下事项： 
(1)电压之范围。 
(2)电源断电的可允许瞬问时间为多长，PLC仍不受影响且继续动作。 
(3)电源的保护措施，和所能容忍的较大使用电压及电流。 
(4)整个机台的功率消耗量为多少V、A或W。 
2.4PLC输入规格注意事项 
(l)输入之较大电压。 
(2)输入可允许的较大电流。 
(3)输入为0N时之较小电流。 
(4)输入为OFF时之较大电流。 
(5)回路的绝缘型态。 
2.5 PLC输出规格注意事项 
(l)外部电压的型态及值。 
(2)是电阻性负载或电感性负载。 
(3)当输出开路时的较大泄露电流值。 
(4)输出端在0N时及0FF时的反应时间。 
(5)输出回路所采用的回路绝缘方式。 
2.6环境条件 
（1）PLC使用的温度范围。 
（2）耐震性。 
（3）耐撞击性。 
（4）耐噪声。 
（5）耐电击之能力。 
（6）系统的整个绝缘抗阻。 
（7）接地的设置。 
（8）工作环境的限制，主要是IP防护等级。

3使用前检查与日常维护 
3.1使用前检查 
(l)检查电源接线(电源OFF)。电源端子接线错误、直流输入线与电源线短路，或输出线之a短路等均会严重损坏PLC。在接通电源前先检查电源及接地的接线，以及输入/输出接线。 
(2)程序及检查：电源0N，DVP-PLC，STOP。使用外围装置将程序写入主机之后，将写入程序读出、并使用程序检查功能(请参考HPP中文操作手册)来检查程序之回路与文法是否正确。 
(3)运转与测试：电源ON、PLC-RUN。RUN输入端及COM端导通的话，或将RUN开关拨至0N位置，处于运转模态，运转中可藉由HPP来变更定时器(T)、计数器C，缓存器(D)之设定值及暂存值，并可强制输出接点作ON/OFF动作。使用HPP可呼叫出各部继电器之ON/OFF动作及T、C、D之设定值与现在值。 
(4)LED指示灯检测异常。电源指示上POWER灯正常时主机通上电源时LED亮绿灯，如果主机通上电源时指示灯不亮若拆掉+24V导线，指示灯会亮，表示PLC的DC负载过大，这时请另行准备DC24V电源供应器。 

（5）电池电压指示(BATT、LOW灯)： 
·当电池电压不足时本指示灯亮，同时特殊补助继电器ON o当此灯开始亮起，约一个月后程序(当使用RAM时)自动消失，而靠电池作停电记忆之记忆区全部归0。 
·当此灯亮时请交换新电池(建议五年更换一次)。 
·当主机盖拿下即可更换电池。 
·如果特殊补助继电器被驱动的话，即使电池电压已降低BATT，VLED仍不会点亮，但特殊补助继电器将被设定为ON。 
·.如果电池电压下降，则用来设定定时器、计数器或其它目的的资料缓存器内的资料将不可靠。 
   （6）程序错误指示(PROG.E灯闪烁)： 
·定时器/计数器忘了设定而使用该号接点、程序回路不合理、电池电力不足、或是因外来之噪声干扰导致程序内容产生变化时，此点闪烁。此时，请检查程序是否正确，是否有较强之噪声干扰源存在，电池电压是否不足。 
·当错误发生时可由Hpp按[OTHER]键两次，即可显现出侦错号码，另外亦可由D1004来显示值。侦错号码请参考功能说明。 
·CPU错误指示：ERROR灯亮。 
· 当cpu因外来噪声或异物侵入而失控，或程序执行时间**过0.1秒时，CPU，ERROR将点亮。在PLC电源0N状况下，插拔内存卡匣也会使CPU-LED点亮。 
·关掉电源一会儿再打开电源，然后再使PLC运转。若此时PLC可正常运转，请检查可能发生的噪声源，或PLC内部有否异物侵入。 
· PLC接地线至少2平方 (AWG14)尽量使接地线长度缩短，建议采用Class接地(接地阻抗低于100Ώ如果因接地不正确而使PLC功能不正常请将接地线自端子拆除，此时需将主机与扩充机之接地端子连接在一起。 
·当地线自PLC拆除时，若错误指示由CPU-LED变成PROG.E时，请查看程序之执行周期时间是否过长(**过100ms以上)?执行周期时间存放在资料缓存器D1012。 
（7）输入信号显示： 
·输入信号ON/OFF状态由输入指示灯显示，也可由Hpp或计算机联机画面叫出监控。 
·当输入开关之ON定格电流过大时，输入开关会发生接触不良的情况请注意。 
·输入开关并接指示灯作输入显示时，请注意当开关OFF时，PLC仍会因为并皆知指示灯之残余电流的关系，造成PLC输入点无法OFF而形成误动作。 
·凡是比程序执行时间短之外部输入点ON/OFF，CPU无法有效的抓取。 
·PLC主机或I/0扩充机座上之DC24V电源供应端过负载或短路时，内部保护回路会自动的将电压降低而造成PLC停机。此种情况下，请将24+之配线全部拿开再检查配线。 
·千万不要在输入端外加电压，尤其是AC 110V/220V将造成输入回路烧毁。 
·主机与I/O扩充机座之输入端子台是可自由插入/拔除的。 
（8）输出信号显示。若输出负载未能依LED状态的ON/OFF动作可能原因有： 
·输出接点因过载或短路造成接点损坏或不良。 
·主机或扩充机端子台是可拆式，有可能接触不良，重新再锁紧。 
·外加之电源线路有问题。 
3.2日常维护检查 
（1）锂电池寿命约5年，需更换。 
（2）输出接点电流较大或O N/OFF频繁者要注意接点寿命，检查更换。 
（3）PLC使用于振动机械上时要注意端子的松动现象。 
（4）注意Plc的外围温度( O-55方)湿度(35-85%RH不结露)及粉尘。 
（5）锂电池电压太低，面板上BATT.low灯会亮，虽然程序尚可保持一月以上。 
（6）更换电池方法步骤：切电源、取下上盖板、拔下旧电池、30秒内插上新电池、固定新电池并盖好上盖板。

4 结束语 
PLC选购选型是一个多目标综合优化的过程，既包括工程技术问题，也包括经济成本问题，因此如何选购较恰当的PLC常常是工程经理们难于把握的。选购选型失败所导致的损失由时候对于工程项目是致命的。例如指令速度是否满足系统的实时性？例如数据结构是否满足项目要求？例如资料缓存器的容量是否满足用户程序长度要求？本文的某些技术细节难免局限于具体的PLC品牌特点，但是几乎所有的PLC均有相应的功能定义，可以经过恰当的对比转化成为普遍适用的原则。