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西门子6ES7368-3BC51-0AA0安装调试
在现代化的工业生产设备中,有大量的数字量及模拟量的控制装置,例如电机的起停,电磁阀的开闭,产品的计数,温度、压力、流量的设定与控制等,工业现场中的这些自动控制问题,若采用可编程控制器(PLC)来自动控制问题已成为较有效的工具之一,本文叙述PLC控制系统设计时应该注意的问题。 本文由整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
硬件选购目前市场上的PLC产品众多,除国产品牌外,国外有:日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。那么,如何选购PLC产品呢? 本文由整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
1、系统规模首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点。数,并且在选购PLC时要在点数的基础上留有余量(10%)。
2、确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。
3、存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体,但也有的区别。目前还未发现各公司兼容的产品。各个公司的开发软件都不,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
4、编程器的选购PLC编程可采用三种方式:
一是用的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低。
一是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高。
一是用IBM个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率较高的一种方式,但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵,并且该方式不易于现场调试。
,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的合理选购PLC产品。
5、尽量选用大公司的产品其质量有**,且技术支持好,售后服务也较好,还有利于你的产品扩展与软件升级。
一、输入回路的设计
1、电源回路PLC供电电源为 AC85—240V(也有DC24V),适应电源范围较宽,但抗干扰,应加装电源净化元件(如电源滤波器、1:1隔离变压器等)。
2、PLC上DC24V电源的使用各公司PLC产品上都有DC24V电源,但该电源容量小,为几十毫安至几百毫安,用其带负载时要注意容量,作好防短路措施(该电源的过载或短路都将影响PLC的运行)。
3、外部DC24V电源 若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等,而PLC上DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源;但该电源的“—”端不要与 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相连,否则会影响PLC的运行。
4、输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定,如日本三菱公司F7n系列PLC的输入值为:DC24V、7mA,启动电流为4.5mA,关断电流小于1.5mA,,当输入回路串有二极管或电阻(不能启动),有并联电阻或有漏电流时(不能切断),就会有误动作,灵敏度下降,对此应采取措施。另一,当输入器件的输入电流大于PLC的较大输入电流时,也会引起误动作,应采用弱电流的输入器件,并且选用输人为共漏型输入的 PLC,Bp输入元件的公共点电位为负,电流是流出 PLC的输入端。
二、输出回路的设计
1、各种输出方式的比较
(1)继电器输出:优点是不同公共点可带不同的交、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而减少,在几十万次至Jl百万次,有的公司产品可达1000万次,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,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。
2、抗干扰与外部互锁当 PLC输出带感性负载,负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击,为此,对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管,对交流感性负载应并接浪涌吸收电路,可有效保护PLC。当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后,在PLC的外部也应进行互锁,以加强系统的可靠性。
3、“GOM“点的选择不同的 PLC产品,其“COM”点的数量是不一样的,有的一个“COM”点带8个输出点,有的带4个输出点,也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多,且电流大时,采用一个“COM”点带1—2个输出点的 PLC产品;当负载数量多而种类少时,采用一个“COM”点带4—8个输出点的PLC产品。这样会对电路设计带来方便,每个“COM”点处加一熔丝,1—2个输出时加2A的熔丝,4—8点输出的加5—10A的熔丝,因 PLC内部没有熔丝。
4、PLC外部驱动电路对于 PLC输出不能直接带动负载的下,在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式,易于维修。
PLC的输入输出布线也有的要求,请看各公司的使用说明书。
三、扩展模块的选用
对于小的系统,如80点以内的系统.不扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构;,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,,在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有规定,请关的技术手册。
各公司的扩展模块种类,如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。 PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
四、PLC的网络设计
当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。
最后,还要向 PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的系统大小而定。
五、软件编制
在编制软件前,应首先熟悉所选用的 PLC产品的软件说明书,待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快。编程结束后先空调程序,待各个动作正常后,再在设备上调试 五、与监控系统的通信
1、人机对话操作台。这是监控系统的早期产品类型,是生产厂家专为自己的PLC产品设计的,较适合于点对点控制。结构简单,功能少,面板控制控制工程网版权所有,操作较易,现仍然广泛地应用于现场控制系统中。其优点是在远端控制失效的时候,仍能很好地控制现场。
2、随着计算机的不断发展,依靠PC(包括工控机)的监控系统越来越多地应用在自控系统中,这种监控系统一种是PLC开发商专为自己的(或特定的)产品量身定做的;另一种是软件开发公司开发的适合大多数PLC产品的监控系统。**种与PLC产品的相容性强,能够根据PLC产品的特点制定相应的控制方案,应该说仍以PLC为中心;后一种则抛开了PLC产品,注重计算机在图像、动画、声音、网络、数据等方面的优势,给二次开发提供了较宽松的开发条件,往往可以制作出优秀的监控系统,只要有相应的通信协议(目前已拥有了绝大多数生产厂家的通信协议),就可以与各种类型PLC相连,是当今自控系统可以选择。所以,在这方面应考虑所选的PLC与监控系统的通信方式是否可行。
六、可延性
这里包括三个方面含义:
1、产品寿命。大致可以保证所选择的PLC的使用年限,尽量购买生产日期较近的产品;
2、产品连续性。生产厂家对PLC产品的不断开发升级是否向下兼容,这决定是否有利于现系统对将来新增加功能的应用;
3、产品的更新周期。当某一种型号PLC(或PLC模块)被淘汰后,生产厂家是否能够保证有足够的备品(或备件)。这时应考虑选择当时比较新型的PLC。
七、售后服务与技术支持
1、选择好的公司产品;
2、选择信誉好的代理商;
3、是否有较强的售后服务与技术支持。
八、性价比
相对于自控系统性能的好坏**于价格的选择。只是在几项比较接近,又不易选择时,才考虑价格因数,选择性价比比较高的产品。
在实际选型过程中,往往受到多方面的制约,不一定要考虑以上全部方面,但其中有些项是必须考虑的,而存在的问题也必须通过其它替代方式加以解决。
一般来说通过前5项的比较,已可确定2~3种产品,再考虑到后几项,便可选中较满意的PLC。随着科学技术的不断发展,PLC产品也一定会有一个统一的标准。那时,挑选PLC将不再是困难的事情



可编程控制器(programmable logical controller,简称PLC)已经越来越多地应用于工业控制系统中,并且在自动控制系统中起着非常重要的作用。所以,对PLC的正确选择是非常重要的。
面对众多生产厂家的各种类型PLC,它们各有优缺点,能够满足用户的各种需求,但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容,没有一个统一的标准,无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法,可以在挑选PLC时作为参考。
可以通过以下几方面的比较,挑选到适合的产品。
一、工作量
这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初,就应该对控制点数(数字量及模拟量)有一个准确的统计,这往往是选择PLC的首要条件,一般选择比控制点数多10%~30%的PLC。这有几方面的考虑:
1、可以弥补设计过程中遗漏的点;
2、能够保证在运行过程中个别点有故障时,可以有替代点;
3、将来增加点数的需要。
二、工作环境
工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来,就要求自控系统能够适应复杂的环境,诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等,各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。
三、通信网络
现在PLC已不是简单的现场控制,PLC远端通信已成为控制系统必须解决的问题,但各厂家制定的通信协议千差万别,兼容性差。在这一点上主要考虑以下方面:
1、同一厂家产品间的通信。各厂家都有自己的通信协议,并且不止一种。这在大、中型机上表现明显,而在小、微型机上不尽相同,一些厂家出于容量、价格、功能等方面考虑,往往没有或者有与其它协议不同,而且比较简单的通信。所以,在这方面主要考虑的是同一厂家不同类型PLC之间的通信;
2、不同厂家产品间的通信。若所进行的自动控制系统设计属于对已有的自控系统进行部分改造控制工程网版权所有,而所选择的是与原系统不同的PLC,或者设计中需要2个或2个以上的PLC,而选用了不同厂家的产品,这就需考虑不同厂家产品之间的通信问题;
3、是否有利于将来。由于各厂家制定的通信协议各不相同,国际上也无统一标准,所以在PLC选型上受到很大限制。就要考虑影响面大、有发展的、功能完备、接近通用的通信协议。
四、编程
程序是整个自动控制系统的“心脏”,程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买,并且价格不菲,这一点也需考虑在内。
1、编程方法
一种是使用厂家提供的**编程器。也分各种规格型号,大型编程器功能完备控制工程网版权所有,适合各型号PLC,价格高;小型编程器结构小巧,便于携带,价格低,但功能简单,适用性差;另一种是使用依托个人电脑应用平台的编程软件,现已被大多数生产厂家采用。各生产厂家由于各自的产品不同,往往只研制出适合于自己产品的编程软件,而编程软件的风格、界面、应用平台、灵活性、适应性、易于编程等都只有在用户亲自操作之后才能给予评价。
2、编程语言
编程语言较为复杂,多种多样,看似相同,但不通用。较常用的可以划分为以下5类编程语言:
(1)梯形图
这是PLC厂家采用较多的编程语言,较初是由继电器控制图演变过来的,比较简单,对离散控制和互锁逻辑较为有用;
(2)顺序功能图
它提供了总的结构,并与状态定位处理或机器控制应用相互协调;
(3)功能块图
它提供了一个有效的开发环境,并且特别适用于过程控制应用;
(4)结构化文本
这是一种类似用于计算机的编程语言,它适用于对复杂算法及数据处理;
(5)指令表
它为优化编码性能提供了一个环境,与汇编语言非常相似。
厂家提供的编程软件中一般包括一种或几种编程语言,如TE公司的Xbbb编程软件可以使用梯形图(Ladder)、顺序功能图(Grafcet)、结构化文本(Literal)3 种编程语言;Siemens公司的Step7编程软件可以使用梯形图(Ladder)、指令表(STL)两种编程语言;Modicon公司的Modsoft编程软件只使用梯形图(984 梯形)一种编程语言,而另一个Concept编程软件可以使用5种编程语言,依次为梯形图(LD)、顺序功能图(SFC)、功能块图(FBD)、结构化文本(ST)、指令表(IL)。同一编程软件下的编程语言大多数可以互换,一般选择自己比较熟悉的编程语言。
3、存储器
PLC存储器是保存程序和数据的地方,分内制式和外插式两种,存储器容量在512~128M字节之间,一定要根据实际情况选取足够大的存储器,并且要求有一部分空余作为缓存。
PLC存储器按照类型可分随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除只读存储器(EPROM)等。RAM可以任意读写,在掉电后程序只能保持一段时间,较适合于在自控系统调试时使用。ROM只能读不能写,程序是由厂家或开发商事先固化的,不能更改,即使失电也不丢失。EPROM与ROM只是EPROM通过特殊的方式(如紫外线)可以擦除再写,适合于应用在长时间工作而改动不大的系统中。
4、易于更改
PLC较继电器控制的另一个优势在于它可以根据实际需要任意更改控制结构(或控制过程),这就要求更改程序方便快捷。
5、是否有**模块
部分生产厂家的PLC产品提供一些**模块,如通信模块、PID控制模块、计数器模块、模拟输入/输出模块等。在软件上也提供了与此相对应的程序块,往往只是简单的输入一些参数就能实现,便于用户编程。
与PLC打交道这么多年,经常碰到一些PLC的初学者问及西门子PLC和三菱PLC的区别,还有很多新手苦恼于该选择哪个品牌去学习,下面我就把我的个人看法分享给大家。
一、编程理念不同
三菱plc是日系品牌,编程直观易懂,学习起来会比较轻松,但指令较多。而西门子plc是德国品牌,指令比较抽象,学习难度较大,但指令较少,所以学习三菱和学习西门子的周期是一样的。
个人认为三菱(日系的中高端品牌)PLC的软件至少落后西门子5年以上,大中型的暂且不说,就拿三菱比较有优势的小型机FX系列和西门子S7-200系列相比,西门子有如下优势:
1、三菱的编程软件从早期的FXGPWIN到近期的GX8.0(我所知道较新的),和所有的日系品牌一样,该软件的编程思路是自上而下的单一纵向结构,而西门子的MicroWIN则是纵向和横向兼备的结构,而且子程序支持局部变量,相同的功能只需要编一次程序即可,大大减少了开发难度和时间。
2、S7-200一直以来支持强大的浮点运算,编程软件直接支持小数点输入输出,而三菱直至近年推出的FX3U系列才有此种功能,以前的FX2N系列的浮点功能都是的。
3、S7-200的模拟量输入输出程序非常简单方便,AD、DA值可以不需编程直接存取的,三菱的FX2N及其以前的系列都需要非常繁琐的FROM TO指令。FX3U如今倒支持此功能了,但足足晚了五年甚至更多。
4、当然三菱的FX2N系列也有它自己的优势,一是高速计数器指令比S7-200方便,二是422口比西门子的PPI口皮实(因为200系列的PPI口是非光电隔离的,非规范操作和的编程电缆可能会导致串口损坏)。
以上的比较仅仅是小型机,至于西门子的300和400系列以及更大型的TDC系列,这里就*多言了。
学PLC,三菱是很上手的,因为直来直去思路简单,但从学习的角度讲,肯定是西门子更好。
二、芯片不同
这主要体现在容量和运算速度上。西门子CPU226的程序容量20K,数据容量14K;而三菱FX2N总共才8K,后来的3U倒是有所改进。
西门子CPU226和CPU224XP标准配置2个485口即PPI口,较大通讯速度187.5K;而三菱FX3U之前的所有系列都是一个422口,而且速度是9.6K。如果需要连个智能仪表什么的则必须另购FX2N0-485BD等特殊模块。而且两个通信口可以一个连接下载数据线一个连接触摸屏进行调试程序,否则你就要拔下触摸屏数据线再连接触摸屏数据线,来回调整程序非常麻烦。
三、控制的强项不同
西门子的强项是过程控制与通信控制,西门子的模拟量模块价格便宜,程序简单,而三菱的模拟量模块价格昂贵,程序复杂,西门子做通信也,程序简单,三菱在这块功能较弱。(今天的转发暗号是:亿维品质保:半年包换、5年保修、终生维护)
三菱的优势在于离散控制和运动控制,三菱的指令丰富,有**的定位指令,控制伺服和步进实现,要实现某些复杂的动作控制也是三菱的强项,而西门子在这块就较弱,没有**的指令,做伺服或步进定位控制不是不能实现,而是程序复杂,控制精度不高。
例如某设备只是些动作控制,如机械手,可选择三菱的PLC,某设备有伺服或步进要进行定位控制,也选三菱的PLC。像空调,污水处理,温度控制等这类有很多模拟量要处理的就要选西门子的PLC比较合适,某设备现场有很多仪表的数据要用通信进行采集,选西门子的好控制。
所以针对不同的设备不同的控制方式,我们要合理的选用PLC,用其长处,避其短处。