• 西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8型号齐全
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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

西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8型号齐全


通过本方法优化可以极大的减少程序语句数,使程序更简洁、可读性更好,由于不需要做耗时的类型转换,程序运行效率也得到提高。且数学运算量越大,效率提高越明显。

缺点是要多占用两字节的内存,以后程序中不能使用VW0。但S7-200的RAM空间很大,一般是用不完的,以226为例,有多达10K的RAM,偶从来没有超过1K。这些RAM都是花钱买来的,不用白不用,不用也是浪费了。

同理,如果有字节型变量经常需要与字类型变量相互转换,让字节变量占用一个字的内存宽度浪费一个字节,避免类型转换。具体步骤如下:


1:根据工程实际需求,进行功能块规划,编写子程序

在PLC中子程序是为一些特定的控制目的编制的相对独立的程序。执行子程序调用指令CALL等,如果条件不满足子程序调用时,程序的扫描就仅在主程序中进行,不再去扫描这段子程序,这样就减少不必要的扫描时间。


2:用字或双字数据传送给DO点方法来控制输出

在PLC的应用中通常都会有大量的输出控制,用字或双字数据传送给DO点方法来控制输出可以提高速度,只要根据实际应用的要求,合理分配输出,变换控制输出控制字,可以大大减少PLC程序执行的步数,从而加快PLC的程序运行速度。


3:脉冲触发SET、RESET

PLC中,使用SET指令只执行一次即可,不必每次扫描都执行这个指令,很适合与脉冲输出(PLS/PLF)指令配合使用。有些工程人员忽视了这个问题,使用了常规的方法来驱动SET指令,无意中增加了PLC程序扫描运行时间。


4:避免了类型转换,方法如下:


以S7-200为例,它的内存格式与我们常用的PC机正好相反,它是高字在前,低字在后的。所以我们可以将字变量放在后两个字节,在程序初始化时将前两个字节清零(程序的其它地方不得使用这两个字节)。

如我们定义符号时将字变量定义在VW2,同时保持VW0的值为零。则程序中可以用VW2以字型访问该变量,同时也可以VD0以双字型访问,避免了类型转换。

为了避免使用时混淆,较好以明确的符号定义来区分字类型和双字类型。在此强烈推荐类匈牙利命名法:以前缀指示变量类型,用首字母大写的有意义的英文单词的组合作变量名。本人习惯用以下缀:b————字节型变量(byte)

w————字型变量(word)

d————双字变量(double)

r————实型变量(real)

f————位变量(flag)

btn——-自复位按钮式输入(button)

sw————切换开关或自锁按钮输入(switch)

sig——-传感器、编码等电平信号输入(**)

rly——-输出继电器位(relay)

……

当然,这个根据个人习惯来,没有定则,主要是利于自己区分。

如有一个字类型变量名为VarName,为使用的转换技巧,我们可以这样定义:

wVarName————VW2

dVarName————VD0

在程序初始化时将VW0清零(如果是不需要记忆的变量,直接将dVarName清零也可)或者在数据块中将VW0设置为零。则以后需要以字类型访问变量时就用wVarName,需要以双字类型访问变量时就用dVarName。完全不需要类型转换。

本方法可以极大的减少程序语句数,使程序更简洁、可读性更好,由于不需要做耗时的类型转换,程序运行效率也得到提高。且数学运算量越大,效率提高越明显。

缺点是要多占用两字节的内存,以后程序中不能使用VW0。但S7-200的RAM空间很大,一般是用不完的,以226为例,有多达10K的RAM,偶从来没有超过1K。这些RAM都是花钱买来的,不用白不用,不用也是浪费了。

同理,如果有字节型变量经常需要与字类型变量相互转换,让字节变量占用一个字的内存宽度浪费一个字节,避免类型转换

 PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强烈,或安装使用不当,都不能保证PLC的正常运行,因此在使用中应注意以下问题。
   
    一、工作环境
   
    1. 温度
    PLC要求环境温度在0~55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足
   
    够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。
   
    2. 湿度
    为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。
   
    3. 震动
    应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避
   
    免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。
   
    4. 空气
    避免有腐蚀和易燃的气体,例如、等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。
   
    5. 电源
    PLC供电电源为50Hz、220(1±10%)V的交流电,对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境,可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接LC滤波电路。如图1所示。
   
    FX系列PLC有直流24V输出接线端,该接线端可为输入传感器(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。当输入端使用外接直流电源时,应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源,由于纹波的影响,容易使PLC接收到错误信息。
   
    二、安装与布线
   
    1.动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线,隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。
    2. PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内。
    3. PLC的输入与输出较好分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。
    4. PLC基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设,以防止外界信号的干扰。
    5.交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。
   
    三、I/O端的接线
   
    1.输入接线
    (1)输入接线一般不要超过30米。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些。
    (2)输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开。
    (3)尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。
   
    2.输出连接
    (1)输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
    (2)由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板,因此,应用熔丝保护输出元件。
    (3)采用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。
    (4)PLC的输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。
   
    四、外部安全电路
   
    为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作,避免由于外部电源发生故障、PLC出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故,PLC外部应安装必要的保护电路。
   
    (1)急停电路。对于能使用户造成伤害的危险负载,除了在控制程序中加以考虑之外,还应设计外部紧急停车电路,使得PLC发生故障时,能将引起伤害的负载电源可靠切断。
    (2)保护电路。正反向运转等可逆操作的控制系统,要设置外部电器互锁保护;往复运行及升降移动的控制系统,要设置外部限位保护电路。
    (3)可编程控制器有监视定时器等自检功能,检查出异常时,输出全部关闭。但当可编程控制器CPU故障时就不能控制输出,因此,对于能使用户造成伤害的危险负载,为确保设备在安全状态下运行,需设计外电路加以防护。
    (4)电源过负荷的防护。如果PLC电源发生故障,中断时间少于10秒,PLC工作不受影响,若电源中断超过10秒或电源下降超过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开;当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行。因此,对一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路。
    (5)重大故障的报警及防护。对于易发生重大事故的场所,为了确保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及防护,应将与重大故障有联系的信号通过外电路输出,以使控制系统在安全状况下运行。
   
    五、PLC的接地
   
    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。PLC的接地线与机器的接地端相接,接地线的截面积应不小于2mm2 ,接地电阻小于100Ω;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。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给PLC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,也必须做到与其它设备公共接地,禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近PLC。
   
    六、冗余系统与热备用系统
   
    在石油、化工、冶金等行业的某些系统中,要求控制装置有极高的可靠性。如果控制系统发生故障,将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏,给企业造成极大的经济损失。但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的,因为PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解决上述问题。
   
    1.冗余控制系统
    在冗余控制系统中,整个PLC控制系统(或系统中较重要的部分,如CPU模块)由两套完全相同的系统组成如图2所示。两块CPU模块使用相同的用户程序并行工作,其中一块是主CPU,另一块是备用CPU;主CPU工作,而备用CPU的输出是被禁止的,当主CPU发生故障时,备用CPU自动投入运行。这一切换过程是由冗余处理单元RPU控制的,切换时间在1~3个扫描周期,I/O系统的切换也是由RPU完成的。
   
    2.热备用系统
    在热备用系统中,两台CPU用通讯接口连接在一起,均处于通电状态如图3所示。当系统出现故障时,由主CPU通知备用CPU,使备用CPU投入运行。这一切换过程一般不太快,但它的结构有比冗余系统简单。


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一、触摸屏介绍
1. 简介
触摸式工业图形显示器(简称触摸屏)是一种连接人类和机器(主要为 PLC )的人机界面(国外称为 HMI 或 MMI ),被称为 PLC 的脸面。它是替代传统控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数设置、数据显示、以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程,并可简化 PLC 的控制程序。
比之模拟仪表、操作台控制的优点:
• 体积变小,几乎不占空间;
• 连线简单化。

2. 触摸屏的主要作用
监视:以数据、曲线、图形、动画等各种形式来反映 PLC 内部位状态,存储器数值,从而直观反应工业控制系统的流程、走向。
控制:可以通过触摸操作改变PLC内部位状态,存储器数值,从而参与过程控制。

3.触摸屏主要功能
• 以动画形式表现控制过程,可实现工况图、流程图,设备由静态到运行,画面模拟动画显示;
• 离散点的 ON/OFF 表示;可实现管道、阀门、指示灯的颜色变化,电气开关闸的开合、档板的开关、多选一开关的实现等;
• 参数设置、数据显示;可设计数据表格,制作操作面板的象;
• 棒图、(半)饼图、容器图、趋势图及各种仪表表示;可制作操作面板的象,可实现信号量值、液体深度的变化;模拟表头指针或游标的移动等;

• 各种报警动作:生产过程中出现异常情况,自动报警并用文字显示故障类型,画面同时自动切换至故障所在的流程画面;
• 可进行报表打印(非屏幕硬拷贝)、报警信息打印,打印时序可由用户确定;可连 CCTV 监视头( NTSC 制式),显示现场实时信息;
• 把原来的开关、指示灯等移到触摸屏上,则可省去 PLC 上原来对应开关、指示灯等的输入输出点,从而可减小 PLC 系统的规模;
• 权限管理:操作员只有在开机时输入正确的登陆密码后,触摸屏才能进入运行状态。

4.触摸屏在恶劣条件下使用特点
• 防尘、抗震
• 防水、防电磁

二、可编程序控制器( PLC )在搅拌控制中的应用特点
• 可靠性高 PLC 在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施,使它可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作,防磁,抗震,防尘。
• 编程简单、容易掌握。
• 适应性强,应用灵活 搅拌中心控制室的 PLC 系统可同时控制搅拌附属设备如:搅拌的骨料上料皮带、水泥及粉煤灰的脉冲控制系统。
• 控制系统设计、修改、调试方便,工作量少。
• 功能强大 PLC 具有开关量输入 / 输出,模拟量输入 / 输出,大量的内部中间继电器,时间继电器,特殊继电器,数据寄存器,可进行逻辑控制、数据处理、模拟量处理。


三、触摸屏和PLC在搅拌控制系统中的应用
1. 数据流程
在这套控制系统中,触摸屏主要是发挥工业流程监控、数据显示、资料存储、打印、生产管理、发布生产操作命令的作用,它并不参与过程控制, PLC 主要是现场生产信息,及时向触摸屏传送各类生产状态和数据如:配料门的限位、搅拌机的状态、各称量斗的传感信号,操作台的开关信号等,使触摸屏能以生动形象的动画形式及时显示出来, PLC 根据程序运行结果和触摸屏发布的指令来控制现场设备。


2. 系统配置框

3. 系统主要构成
(1) 触摸屏:

采用天津罗升公司PWS6600系列触摸屏,它负责处理现场与运行操作有关的人机界面,使操作员通过触摸屏实时了解现场运行状态,各种生产数据的当前值以及是否有故障报警发生,并可对工艺生产过程进行控制和调节,触摸屏本身具有“配方”功能,通过其内部的宏指令可以将不同产品的不同工艺配方存储在其中,随时调用,大大节提高工作效率,它可以与近 30 个厂家的PLC通讯,兼容性极强,而且还可以和计算机通讯(开放式通讯协议),基于 bbbbbbs98/2000/XP 操作平台下的**组态软件,界面友好直观,易学易用,大大节省产品开发周期。具有RS232/422/485通讯口,方便于连接其它厂家的PLC及外设产品(如:条形码、存储卡、变频器、个人计算机等)。触摸屏上的并行口还可以直接和打印机连接实时或定时打印当前或历史数据。在编程软件中选择好触摸屏和 PLC型号后,在其系统设定中选择PLC型号,通讯的波特率为 38400bps ;奇偶校验为奇校验;数据长度8位;停止位1位;通讯方式RS-232。
(2) PLC:

可采用三菱或西门子、欧姆龙等系列产品。
(3) 打印机:

可采用HP或其他品牌的打印机。
(4) 触摸屏软件:

采用触摸屏**的制作软件 ADP 编程软件中备有大量的图形库(开关、灯、棒图等)供选择,还可以根据用户需求编辑所需要的工艺图形。在编程软件中可以设定触摸屏背光灯的关闭时间,节省其使用寿命。触摸屏中具有内部编程指令 -- 宏命令,可以减轻PLC的编程负担,甚至有些简单的设备中可以取代 PLC ,由触摸屏编程直接和其它设备通讯。
(5) PLC 编程软件:

采用的是三菱的GX编程软件,用它完成整个程序的编制、调试。
(6) 软起动器

4. 触摸屏+PLC 控制系统参数
(1) I/O 模块:采用 DC 输入输出,光电和机械隔离
(2) 配料精度: 水泥 粉状 水剂:±1% ,砂石骨料:±2%


5. 触摸屏和 PLC 控制系统的主要功能
• 整个控制过程处于中文系统下工作,管理完全汉化;
• 实现配料,下料,拌和,出砼自动控制;
• 拌和时间,下料顺序随即可调;
• 配料,下料,拌和动态模拟显示;
• 系统自动校称;
• 配方可达200余种;
• I/O 状态自动检测;
• 自动生成数据库,生产流程图,报警系统图,参数报表,历史查询,报表制作和打印。


四、下面以某电站 2× 1m3 搅拌为例介绍各方面的制作
1. 系统组成
• 触摸屏选用 TFT 液晶显示器
• 可编程序控制器选用三菱FX-2N
• 打印机选用 HP


2. 附属设备
• 强电柜一台,主要为各种动力设备提供电源、及各控制电源
• 操作台一台
• PLC 及放大器柜
• 上料皮带控制箱
• 传感器 10 套
• 其他低压电器

3. 触摸屏画面的制作采用
ADP 编辑工具软件完成。各画面画面包括各控制菜单及视频窗口,首页可由相关单位编写广告画面欢迎词或系统机型说明。本系统主要包含以下几项:
在主菜单画面中设计了 9 个画面选择开关,用于打开 9 个不同功能的画面,画面分布:
a) 流程控制:在生产过程中切换到此画面,用于生产流程监控和控制;
b) 重量设定:主要是用于配方设定和修改;
c) 时间设定:主要是用于搅拌机搅拌时间设定,配料抖动时间及提前量设定,下料顺序时间参数设定;
d) 主控画面:在进行系统校验时用于主控系统运算的基本参数,这也是程序运算的核心,因此为了防止误修改在标定画面中加入了权限功能;
e) 状态监控:真实反映现场的I/O状态,利于故障的检查和排除;
f) 配方:用于存储配方和调用配方,在此系统中设计了20个配方;
g) 数据列表:在生产过程中随时记录每一循环的称量数据,便于汇总查询和打印;
h) 打印:根据数据报表的内容控制打印机,在本系统中采用的时针式打印机;
i) 资料管理:主要是操作使用说明以及相关的接线信息。

在设计各画面控件时,首先在画面框中画出所需要的控件,然后进行大小比例调整,上色,接下来进行属性连接,画面上的控件属性数据全部由下位机PLC提供,所以触摸屏画面制作起来非常方便快捷,在实际运行过程中,若需在触摸屏画面中增加新的内容,如开关、菜单选择等,只需在设计软件中增加相应的项目传送至触摸屏即可。
在触摸屏和PLC进行通讯和调试参数前,需特别注意以下几点:
a) 选择直接传送方式:选择直接通讯方式 (选择PLC类型及对应I/O地址),该方式下,触摸屏直接读取或改写PLC的数据寄存器和继电器内容,这样可以大大减轻PLC用户程序的负担。
b) 系统数据区:当选择直接传送方式时,触摸屏内部寄存器首地址开始的数个数据寄存器被规定为系统数据区,系统数据完成画面切换等动作,触摸屏和PLC内部占用特定的寄存器区,完成各种功能。系统数据区是触摸屏与PLC交换数据的媒体,触摸屏初始化时,需确定PLC系统数据区的的起始定义号。


4. PLC 的程序分三部分设计
传感器模拟量数据采集及处理、逻辑控制部分、报表处理部分。在实际应用中,可根据需要随时增加 PLC 的功能,如:搅拌楼(站)附属设备的控制,皮带系统和水泥、煤灰脉冲系统等. PLC 实时采集传感称量值和输入信号,经逻辑运算后,由输出模块控制称量斗、搅拌机、螺旋输送机的启停以及报警等。程序设计思想和步骤:
a) 首先要全面了解被控制对象的机构、运行过程等,并明确动作逻辑关系;

b) 根据系统功能要求(包括输入、输出信号数量的多少、性质、参数;选择 PLC 型号及各种附加配置,并有规则、有目的的分配输入、输出点; 根据控制及流程要求,对应输入、输出开发相应应用程序;
c) 同时连接 PLC 与外部设备连线,将编制完成的程序写入PLC中,模拟工况运行,进行调试及修改;
d) 在模拟调试成功后,接入现场实际控制系统中进行再次调试,直至完全通过为止。FX系列编程工具是bbbbbbS环境下的PLC编程软件,利用本软件可以进行程序设计,编程实现,编写注释说明文档和维护控制应用系统,它可以用两种方式编程即梯形图编程和命令语编程,见下图:

料皮带由于在配料过程中频繁起动,所以在这里采用的是软起动器。其目的主要是保护电机和机械,另一方面是防止因频繁起动引起的电网电压冲击。

五、结束语
本系统由于采用目前国内市场占有量较高,技术成熟的罗升公司的人机界面及FX系统可编程控制器,既使生产过程中PLC控制系统硬件发生故障,也可以立即查明原因更换相应器件,较大限度的缩小在线维修时间,另外在这种配置中,当触摸屏因在运行中出现意外故障,无法显示和监控时,PLC能单独完成一系列的工作,互不受影响,这样是防止当人机界面出现问题时,带来系统控制失灵。在系统界面设计过程中,比较多的考虑了用户的实际需求,界面操作简洁,明了。当生产过程硬件状态发生变化时,勿需软件,仅需在线进行简单参数设定既可,系统维护性



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