西门子模块6ES222-1HD22-0XA0正品销售

西门子模块6ES222-1HD22-0XA0正品销售

  可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。
        PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工**（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
       PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流
       PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。

可编程序控制器的输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输出单元从广义包含两部分：一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输出的映像寄存器。

       PLC运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并进行处理，将处理放到输出映像寄存器。输出映像寄存器由输出点相对应的触发器组成，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、指示灯等被控设备的执行元件。

 输出接口电路通常有三种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出则。每种输出电路都采用电气隔离技术，电源由外部提供，输出电流一般为1.5—2A，输出电流的额定值与负载的性质有关。

 为使PLC避免受瞬间大电流的作用而损坏，输出端外部接线必须采用保护措施：一是输出公共端接熔断器；二是采用保护电路，对交流感件负载，一般用阻容吸收回路；对直流感性负载用续流二极管。较大部分的PLC的输出端子采用分组式和分隔式。对于晶体管输出型还有源型输出和漏型输出两种形式。较大部分的欧美品牌的PLC采用源型输出，而较大部分的亚洲品牌的PLC采用漏型输出

继电器输出：
优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决 定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至Jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms。
（2）晶闸管输出：
带负载能力为0.2A/点，只能带交流负载，可适应动作，响应时间为1ms。
（3）晶体管输出：
较大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带 DC 5—30V的负载，较大输出负载电流为0．5A/点，但每4点不得大于0.8A。
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应可以选择继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出方式；也可采用PLC输出驱动达林顿三极管（5—10A），再驱动负载，可大大减小。

继电器    优点：交流及直流负载都可以驱动；负载额定电流大；
              缺点：动作频率不能太高，同时继电器是有寿命的，一般100万次；
晶体管   优点：动作频率可以达到几百KHZ，无触点，因此不存在机械寿命的说法；
             缺点：只能接直流负载（一般DC30V以下），电流比较小；
双向可控硅：只能接交流的负载，动作频率比较高，寿命长，但负载的额定电流也比较小；

晶体管输出与继电器输出的区别PLC晶体管输出与继电器输出的区别:
1：晶体管输出：
高速输出：如伺服／步进使用于动作频的输出：如温度ＰＩＤ控制，主要用在步进电机控制，也有伺服控制，还有电磁阀控制（阀动作频）。
2：使用寿命：
继电器是机械元件所以有动作寿命，
晶体管是电子元件，只有老化，没有使用次数限制。
3：电流：晶体管电流0.2A-0.3A
继电器２Ａ。
4：电压：晶体管较大２４Ｖ，继电器可以接２２０Ｖ
晶体管直流，继电器交流＋直流

1 引言
可编程控制器（plc）由于其结构紧凑、可靠性高、编程简单、指令强大、灵活性强、能适用于比较恶劣环境等诸多优点，现已在工业控制领域得到广泛应用。现普遍采用触摸屏加plc的方法来监控设备，但触摸屏视角窄，不适应恶劣环境，且数据存储容量有限，不易实现大规模网络互联。因此我们采用plc与计算机通讯的方式实现实时监控，克服了触摸屏的缺点。
2 s7-200 cpu自由口通讯方式的应用
世界**品牌的plc很多，如西门子、欧姆龙、松下、三菱等等，本人仅以西门子s7-200小型可编程控制器的cpu22×系列为例，介绍plc在计算机网络中与计算机通讯的功能。
s7-200 cpu支持多样的通讯功能，根据所使用的s7-200 cpu，其网络可以支持一个或多个以下协议:
点到点（point-to-point）接口（ppi）
多点接口（multi-point）（mpi）
profibus
用户定义协议（自由口）
自由口通讯是通过用户程序可以控制s7-200 cpu通讯口的操作模式。利用自由口模式，可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令，用户程序控制通讯口操作。在自由口通讯模式下，通讯协议完全由用户程序控制。通过smb30（口0）允许自由口模式，而且只有在cpu处于run模式时才能允许。当cpu出于stop模式时，自由口通讯停止，通讯口转换成正常的ppi协议操作。
近年来，随着我国铁路运输环境的改善，列车速度越来越高，势必对铁道车辆提出较高的要求，其表现在对列车的舒适性和运行可靠性、安全性的要求提高，因此车辆上设备的自动化程度越来越高。自动化程度的提高，带动了网络技术在列车控制和监控上的应用。车辆网络控制、监控简图如图1所示。
整列车设有车辆级计算机，每个车厢设有本车计算机，车辆级计算机与各个本车计算机组成车辆的主网，本车计算机与本车厢内的各个设备间组成子网。plc由于其自身的优点，作为控制核心在车辆上的多种设备中得以应用，例如列车自动门的控制、列车空调机的控制等，使其可以作为整个列车网络系统中的一个节点。

3 通讯协议
siemens s7-200系列plc可以采用用户定义通讯协议（自由口）模式实现计算机与plc、plc与plc的通讯。笔者所描述的例子中，虽然车辆计算机系统和车辆上的其它设备分别是多个设备供应商的产品，但是只要制定好通讯协议，就能满足相互通讯的要求。s7-200系列的plc正是由于其自由口通讯是通过用户程序控制cpu串行通讯口的操作模式，所以可以方便地与车辆计算机通讯。
计算机（主站）每隔100ms查询plc（从站）一次，主站发出从站动作控制命令给从站，从站收到命令后发给主站应答帧，从站接收到主站发送来的一帧数据，计算出其校验码fcs，与接收到的一帧数据中的fcs比较，检查是否有数据错误。如果有数据有误，从站发送信息给主站，请求重发。
l 字符结构:每个字符由11位构成，奇偶校验位采用奇校验方式。
起始位 数据 奇偶校验位 停止位
1位 8位 d7…d0 1位 1位
l 传输数据帧格式
byte（0）…byte（n） fcs
byte（0）…byte（n）为字符串;
fcs为异或校验码，是发送的所有数据字节和地址字节之异或值。
l 主站命令帧结构
从站地址 从站地址补码 控制字节 命令字节 fcs
l 从站应答帧结构
从站地址 从站地址补码 控制字节 应答字节 fcs
4 通讯口初始化
plc内部特殊存储器位smb30和smb130分别配置通讯端口0和1，为自由端口通讯选择波特率、奇偶校验和数据位数。自由端口的控制字节描述如表1所示。
例如:在通讯协议中规定奇偶校验为奇校验、每个字符的数据为8位、波特率为19200、自由口协议，采用通讯端口0，则在plc初始化程序中将smb30赋值为0c5h。
例://串口初始化
┋
network 7
ld sm0.0
movb 16#c5, smb30 //波特率为19200奇校验 //1起始位1停止位8数据位
eni //允许中断
movb 2, smb34
movb 20, smb35
atch int_0, 8
┋
5 plc实时数据处理
由于s7-200系列plc在自由口模式下，通讯协议完全由梯形图程序或stl编辑器控制，程序可以使用接收中断、发送中断、发送指令和接收指令来控制通讯操作。cpu连续扫描用户程序，执行用户任务。plc在程序执行过程中，基于稳定、快速灵活等方面考虑，cpu每个扫描周期都通过输入输出映像寄存器来执行实际输入输出操作，即读实际输入点值到映像寄存器、写映像寄存器值到实际输出点。由于在中断中不能顺利进行数据读写操作，因此，可通过编程，利用plc循环扫描执行程序的特点，使得在程序扫描期间实现数据存储区与输入输出映像寄存器区交换数据。
在本实例中，plc上电初始化后转入接收字符中断，当上位机发出查询命令后，plc判断所发命令的地址和地址补码是否正确;如果正确判断上位机是向plc发送命令还是查询plc状态;如果执行命令则plc转入主程序执行相关命令，如果查询plc状态则将协议定义的信息发送给上位机，上位机收到信息后发送应答帧给plc。

可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，作为工业控制领域的核心控制器，随着工业设备自动化控制技术的发展，在工业设备控制中的应用越来越广泛。可编程控制器(PLC)具有控制功能强、编程简单、使用灵活方便、易于扩展等优点。PLC控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。PLC 中采用了高集成度的微电子器件可靠性高,但由于使用时工业生产现场的工作环境恶劣，如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰和电磁辐射等恶劣电磁环境，大大降低了PLC控制系统的可靠性。为了确保整个系统稳定可靠，除PLC生产厂家要提高设备的抗干扰能力；还要求应用部门分析干扰源，采取必要的抗干扰措施，保证PLC控制系统的可靠性。
    一、  电磁干扰的类型
影响PLC控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，可分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。
共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压迭加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，影响测控信号，造成元器件损坏。差模干扰是指作用于信号两较间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的，这种干扰叠加在信号上，直接影响控制精度。
     二、电磁干扰的主要来源和途径
1、来自空间的辐射干扰。
空间辐射电磁场主要来自现场动力线路、电气设备的暂态过程、雷电、无线信号、高频感应加热设备等，与现场设备布置及设备所产生的电磁场有关。PLC系统受到的辐射干扰，主要通过两条路径：一是对PLC通信网络的辐射，由通信线路感应引入干扰；二是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰。
2、来自电源的传导干扰
PLC电源通常采用隔离电源，但因其机构及制造工艺等因素使其隔离性并不理想。实践中，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多。
PLC系统的正常供电电源均由电网供电，由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流，尤其是电网内部的变化、大型设备起停、开关操作浪涌、短路电流冲击、交直流传动装置引起的谐波等，都通过输电线路传到电源原边，产生干扰。主要通过两条路径：一是通过PLC供电电源引入的干扰；二是通过变送器电源或共用信号仪表的供电电源引入的干扰。
3、来自信号线引入的传导干扰
   与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，还会受到外部干扰信号侵入。由信号引入的干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰。对于隔离、屏蔽性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，严重时造成系统误动和死机。
4、来自接地系统传导干扰。
接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一，正确的接地既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统无法正常工作。 PLC控制系统的接地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等，接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，地环电流作用于PLC系统，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层。
此外，屏蔽层、接地线和大地可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
5、来自PLC系统内部的干扰。
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如元器件间的相互不匹配使用、逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响等。这都属于PLC制造厂家的设计问题，应用部门虽然无法改变，但选择时要多加考证、比较。
三、  抗干扰对策
进行具体工程的抗干扰设计时，要选择有较高抗干扰能力的产品，采取抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径和利用软件手段等措施，提高装置和系统的抗干扰能力。
1、采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰。
对于PLC系统供电的电源，应采用非动力线路供电，直接从低压配电室的主母线上采用**线供电。选用隔离变压器，且变压器容量应比实际需要大1.2～1.5倍左右，还可在隔离变压器前加入滤波器。对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、采用多次隔离和屏蔽及漏感技术的配电器。 控制器和I/O系统分别由各自的隔离变压器供电，并与主电路电源分开。PLC的24V直流电源尽量不要给外围的各类传感器供电,以减少外围传感器内部或供电线路短路故障对PLC系统的干扰。
此外，为保证电网馈电不中断，可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电，UPS具备过压、欠压保护功能、软件、与电网隔离等功能，可提高供电的性。对于一些重要的设备，交流供电电路可采用双路供电系统。
2、正确选择电缆的和实施敷设，空间辐射干扰。
不同类型的信号分别由不同电缆传输，采用远离技术，信号电缆按传输信号种类分层敷设，相同类型的信号线采用双绞方式。严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠行敷设，增大电缆之间的夹角，以减少电磁干扰。为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰，从干扰途径上阻隔干扰的侵入，要采用屏蔽电力电缆。
3、输入输出通道的抗干扰措施
输入模块的滤波可以降低输入信号的线间的差模干扰。为了降低输入信号与大地间的共模干扰，PLC要良好接地。输入端有感性负载时，对于交流输入信号，可在负载两端并接电容和电阻，对于直流输入信号可并接续流二极管。为了抑制输入信号线间的寄生电容、与其他线间的寄生电容或耦合所产生的感应电动势，可采用RC浪涌吸收器。
输出为交流感性负载，可在负载两端并联RC浪涌吸收器；若为直流负载，可并联续流二极管，也要尽可能靠近负载。对于开关量输出的场合，可以采用浪涌吸收器或晶闸管输出模块。另外，采用输出点串接中间继电器或光电耦合措施，可防止PLC输出点直接接入电气控制回路，在电气上完全隔离。
4、抗干扰的软件措施
由于电磁干扰的复杂性，仅采取硬件抗干扰措施是不够的，要用PLC的软件抗干扰技术来加以配合,进一步提高系统的可靠性。采用数字滤波和工频整形采样、定时校正参考点电位等措施，有效周期性干扰、防止电位漂移。采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件保护等。例如对开关量输入信号，采用定时器延时的方式多次读入，结果一致再确认有效， 提高了软件的可靠性。
5、正确选择接地点，完善接地系统。
良好的接地是保PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害，还可以抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
PLC控制系统属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上**地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地（如图一），禁止与其他设备串联接地（如图二）。接地点应尽可能靠近PLC。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地较。分散布置的PLC系统，应采用串联一点接地方式。接地较的接地电阻小于2Ω，接地较较好埋在距建筑物10～15m远处，而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。
如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。
信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；信号源不接地时，应在PLC侧接地。信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，各屏蔽层应相互连接好。选择适当的接地处单点接地，要避免多点接地。
6、设备选型。
在选择设备时，首先要了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等，要选择有较高抗干扰能力的产品，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统。
PLC控制系统现场应用时的抗干扰问题，是复杂而细致的。抗干扰性设计是一个十分复杂的系统性工程，涉及到具体的输入输出设备和工业现场的具体环境，要求我们要综合考虑各方面的因素，必须根据现场的实际情况，从减少干扰源、切断干扰途径等方面进行全面的考虑，充分利用各种抗干扰措施来进行PLC控制系统的设计。才能真正提高PLC系统现场应用时的抗干扰能力，确保系统安全稳