产品描述
西门子6ES214-2AS23-0XB8正品销售
PLC技术之所以高速发展,除了工业自动化的客观需要外,主要是因为它具有许多*特的优点。它较好地解决了工业领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。主要有以下特点:
①可靠性高、抗干扰能力强
可靠性高、抗干扰能力强是PLC较重要的特点之一。PLC的平均无故障时间可达几十万个小时 ,之所以有这么高的可靠性,是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施:
1)硬件方面 I/O通道采用光电隔离,有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响;对供电电源及线路采用多种形式的滤波,从而或抑制了高频干扰;对CPU等重要部件采用良好的导电、导磁材料进行屏蔽,以减少空间电磁干扰;对有些模块设置了联锁保护、自诊断电路等。
2)软件方面 PLC采用扫描工作方式,减少了由于外界环境干扰引起故障;在PLC系统程序中设有故障检测和自诊断程序,能对系统硬件电路等故障实现检测和判断;当由外界干扰引起故障时,能立即将当前重要信息加以封存,禁止任何不稳定的读写操作,一旦外界环境正常后,便可恢复到故障发生前的状态,继续原来的工作。
② 编程简单、使用方便
目前,大多数PLC采用的编程语言是梯形图语言,它是一种面向生产、面向用户的编程语言。梯形图与电器控制线路图相似,形象、直观,不需要掌握计算机知识,很容易让广大工程技术人员掌握。当生产流程需要改变时,可以现场改变程序,使用方便、灵活。同时,PLC编程器的操作和使用也很简单。这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一。许多PLC还针对具体问题,设计了各种**编程指令及编程方法,进一步简化了编程。
③ 功能完善、通用性强
现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能,而且还具有A/D和D/A转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网以等许多功能。同时,由于PLC产品的系列化、模块化,有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,可以组成满足各种要求的控制系统。
④设计安装简单、维护方便
由于PLC用软件代替了传统电气控制系统的硬件,控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试,缩短了应用设计和调试周期。在维修方面,由于PLC的故障率较低,维修工作量很小;而且PLC具有很强的自诊断功能,如果出现故障,可根据PLC上指示或编程器上提供的故障信息,迅速查明原因,维修较为方便。
⑤体积小、重量轻、能耗低
由于PLC采用了集成电路,其结构紧凑、体积小、能耗低,因而是实现机电一体化的理想控制设备。
⑦可扩展能力:PLC可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等
①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。
②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。
③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
④分配 I/O 点并设计 PLC 外围硬件线路
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。
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。
⑤程序设计
包括控制程序;初始化程序;检测、故障诊断和显示等程序;保护和连锁程序。根据产生现场信号的方式不同, 软件模拟调试。
⑥硬件实施
设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图;设计系统各部分之间的电气互连图;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。
⑦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。
⑧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。
随着 PLC 技术的发展,PLC 产品的种类也越来越多。不同型号的 PLC,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用 PLC,对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标有着重要意义。 PLC的选择主要应从 PLC的机型、容量、I/O 模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
① PLC机型的选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保可靠、维护方便的前提下,力争较佳的性能价格比。选择时有以下几点需要考虑:
1)合理的结构型式 PLC主要有整体式和模块式两种结构型式,整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对比较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中;而模块式PLC的功能扩展相比而言更加方便灵活,易于扩展,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地较大,且维护方便,一般于较复杂的控制系统。
2)安装方式的选择 PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、;远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分配范围广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增加驱动器以及远程I/O电源;多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但是必须要附加通讯模块。
3)相应的功能要求 一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。对于以开关量为主,带少量模拟量的控制系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小以及复杂程度,选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
4)响应速度要求 PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次的PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要,如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有速度要求时,则应慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
5)系统可靠性的要求 对于一般系统PLC可靠性均可以满足,对于可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备系统。
6)机型尽量统一 一个企业,应该尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题:机型统一,其模块可以互为备用,便于备品备件的采购和管理;机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高;机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位机后易形成一个多级分布式控制系统。
②PLC容量选择
PLC的容量包括I/O点数和用户存储容量两个方面。
1)I/O点数的选择 PLC平均的I/O点的价格还比较高,因此应该合理的选用PLC的I/O点的数量,在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点数较少,但必须有一定的裕留。通常I/O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要,再加上10%~15%的裕量来确定。
2)存储容量的选择 用户程序所需要的存储容量大小不仅与PLC系统的功能相关,而且还与功能实现的方法、编程水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者,在完成同一复杂功能时,其程序量可能相25%之多,所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。
PLC的I/O点数的多少,在很大程度上反映了PLC系统的功能要求,因此可在I/O点数确定的基础上,按下式估算存储容量以后,再加20%~30~裕量。
存储容量(字节)=开关量I/O点数*10+模拟量I/O通道数*100
另外,在存储容量选择的同时,注意对存储器的类型的选择。
③PLC的I/O模块的选择
一般I/O模块的价格占PLC价格的一半以上。PLC的I/O模块有开关量I/O模块、模拟量I/O模块以及各种特殊功能模块等。不同的I/O模块,其电路及功能也直接影响PLC的应用范围和价格,应当根据实际需要加以选择。
1)开关量输入模块的选择
开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号。将信号转换成PLC内部能接收的低电压信号,并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应该考虑以下几个方面:
a 输入信号的类型及电压等级 开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时间较短,还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接;交流输入模块可靠性好,适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。开关量输入模块的输入信号的电压等级有:直流5V、12V、24V、48V、60V等;交流110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合,如5V输入模块较远不得**过10米。距离较远的应该选用输入电压等级较高的模块。
b 输入接线方式 开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式,汇点式的开关量输入模块所有的输入点共用一个公共端(COM);而分组式的开关量输入模块是将输入点分为若干组,每一组(几个输入点)有一个公共端,各组之间是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇总式的高,如果输入信号不需要分隔,一般选用汇总式。
c注意同时接通的输入点数量 对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等),应考虑该模块同时接通的点数一般不要**过点数60%。
d输入门槛电平 为了提高系统的可靠性,必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高,抗干扰的能力就越强,传输的距离也就越远,具体可参阅PLC说明书。
2)开关量输出模块的选择
开关量输出模块是将PLC内部的低电压转换成驱动外部输出设备的开关信号,并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要考虑以下几个方面:
a 输出方式 开关量输出模块有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种方式。继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载又可以用于驱动直流负载,而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小,同时承受瞬时过电压和过电流的能力强,但其属于有触点元件,动作速度较慢(驱动感性负载时,触点动作频率不得**过1HZ)、寿命较短、可靠性较差,只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载,应该选用晶体管或者是晶闸管输出,他们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载,而晶体管输出只能用于直流负载。
b输出接线方式 开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式,分组式输出是几个输出点为一组,一组共用一个公共端,各组之间是分隔的,可分别用于驱动不同电源的外部输出设备;分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端,各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出也有分隔式输出。
c驱动能力 开关量输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于PLC外部输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大,输出模块无法直接驱动,可增加中间放大环节。
d 注意同时接通的输出点数量 选择开关量输出模块时,还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过电流值,如一个220V/2A的8点输出模块,每个输出点可承受2A电流,但输出公共端运行通过的电流不是16A(8*2A),通常情况下要比此值小很多。一般来说,同时接通的点数不要**过同一公共端输出点数的60%。
e输出的较大电流与负载类型、环境温度等因素有关 开关量输出模块的技术指标,它与不同的负载类型密切相关,特别是输出的较大电流。另外,晶闸管的较大输出电流随温度的升高会降低,在实际使用的时候应该注意。
3)模拟量I/O模块选择
模拟量I/O模块的主要功能是数据转换,并与PLC内部总线相连,同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入(A/D)模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接收的数字量;模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换成模拟量信号输出。典型的模拟量I/O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等,可根据实际选用,同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂还提供特殊模拟量输入模块,可直接接收低电平信号(如RTD、热电偶)。
④特殊功能模块选择
目前,PLC制造厂相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块,有的还推出了自带CPU的智能I/O模块,如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块。
⑤PLC电源模块
电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言,对于整体式PLC不存在电源的选择。电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。电源模块的输出额定电流必须大于CPU模块、I/O模块和其他特殊模块等消耗电流的总和,同时还应考虑今后I/O模块的扩展因素;电源输入电压一般根据现场的实际需要而定。
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