6ES7322-1BL00-0AA0型号介绍

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一、PLC技术
可编程序逻辑控制器PLC问世以来，尽管时间不长，但是发展迅速。较先研发的主要目的是使PLC来取代其继电器的逻辑控制系统，同时PLC的功能还仅**制在级数、执行继电器逻辑以及计时上。逐渐随着微电子技术的发展，到20 世纪70 年代，将微处理器以及微型的计算机应用到PLC 控制器中，从而使其发挥更多的功能，相应的增加了数据传达、数据运算以及处理等功能，让PLC 编程器真正的运用到工业上，进一步的提高了生产效率。
近几年来，随着电子技术的发展，将其微机技术运用到 PLC 中，使得它能更多的发挥其计算机的功能，不仅用逻辑编程取代了硬连线逻辑，还增加了数据传达、数据运算、以及数据处理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设备。由于自身具备的优点以及*特功能，在煤矿皮带运输上得到了广泛的应用，提高了其工作效率。
PLC 技术有以下的几个特点，其一是具有良好的扩展性能，可以进行系统扩建；其二是维护方便，使用可拆卸的接线端子，所有的模块都能带电插拔，便于维护和模块更换；
其三是系统采用了不间断U PS 系统供电设计，可以保证数据的安全性和系统的稳定性，提高系统使用寿命；其四是具有在线编辑的功能，可随时根据工艺流程的改变对设备的启 动顺序进行改变。
二、PLC技术在煤矿皮带运输系统中的应用
煤矿皮带运输系统*有两个通过ControlN et网络扩展的机架，且容量可以根据需要进行扩展。数字量输入模块采用16 点独立绝缘模块IM 16I。数字量输出采用16 点独立绝缘输出模块 O W 16I。模拟量输入采用16 通道模拟量输入模块 IF16，该模块可以接受单端模式下16 通道的模拟量输入、差动模式下8 通道模拟量输入、高速模式下的4通道模拟量输入。模拟量输出模块采用8 通道电流电压输出模块。由于煤矿井下具有的特殊环境以及要求对电气线路进行保护，实现控制元件需配备转换以及隔离电路等，无电位接点16 路本安开关量信号转换成非安无单位接点输出；PLC 在输入或者输出时必须有隔离设施，同时隔离数一般为 16 路，接点容量为250A/5A。为使PLC 能够延长其控制距离，就扩大其PLC 输出时的容量，这时就需要配置隔离板以及转换板等，从而实现其信号隔离以及放大
等，较大限度的实现其控制距离。因为PLC 控制的设备是通过隔离电路直接带动，减少了中间环节，从而即使有故障发生时，造成的短路等或者是窜入高压现象，也不会直接LC 造成损坏，这样一来，就提高了皮带运输系统的安全性。
PLC 在皮带运输系统中的工作原理为，整个皮带运输系统都是由罗克佳华PLC 按设定好的程序运行，四台启动柜由PLC 发出的合闸命令给PLC 控制柜的四个合闸中间继电器，他们的常开点串接在启动柜的合闸回路中，动作后由其自保点构成合闸回路，合闸后真空断路器的辅助触点给PLC 一个运行返回信号，在预先设好的时间里PLC 接收不到返回点的信号后就认为启动柜故障。同时操作台主屏显示主电机返回故障，同理停机由其控制的分闸继电器控制，PLC 柜与组合开关和拉紧装置通过CO N TRO LN ET 电缆连接，控制剩余辅助电机。同理给了PLC 柜返回点信号，各台驱动配备各自分站，分别采集主电机三相电流，三相绕组温度，前后轴温度，减速器压力返回，温度返回，液力耦合器压力返回，速度返回等。起车前先进行预警，控制对沿线皮带保护进行检测，若保护正常则其主电机输出点给皮带运行返回信号允许起车，否则不能起车，程序里设有张紧返回，三相功率平衡保护等。根据PLC 控制器所表现的情况，在很大程度上提高了工作效率，减少了工人的劳动量，缩短了工作时间。

三、主运输皮带智能控制系统的设计
现代化煤矿安全生产的主要运输设备是主运输皮带，主运输皮带运行情况的稳定与否直接关系到煤矿的生产状况。运输皮带智能控制系统参数设置十分的准确、方便，便于现场的维护与使用。当出现了打滑、跑偏、或者皮带纵向撕裂等一系列故障的时候，该系统可据故障的类型进行必要的保护，对于故障进行一些记忆和显示，可以发出语言故障的报警信号，对的多台保护装置进行通讯，同时维护人员进行及时的处理也十分的方便。由检测装置、通信装置、控制装置、执行装置等组成的主运输皮带智能控制系统。它的控制装置是由PLC 、A /D 及以太网转换模块等组成，控制装置可实现功率平衡、启动信号给定、速度控制、数据采集、与其他控制器通信等功能。
PLC是整个主运输皮带智能控制系统的核心，它采集系统所有输入信号，包含起停控制信号及系统自动反馈的控制信号，实现对所有动作器件的控制，完成和上位机的数据通讯。使整个系统性能可靠控制方便的关键是合理的选择PLC。在选择PLC 时，要考虑PLC的指令执行速度的方便与否等多方面因素，它具有较高的可靠性、丰富的指令集、丰富的内置集成功能、实时性特性强和强大的通信功能，完**够满足系统需求。
操作台主屏显示主电机返回故障，同理停机由其控制的分闸继电器控制，PLC 柜与组合开关和拉紧装置通过CO N TRO LN ET 电缆连接，控制剩余辅助电机。给了PLC 柜返回点信号，各台驱动配备各自分站，分别采集主电机三相电流，三相绕组温度，前后轴温度，减速器压力返回，温度返回，液力耦合器压力返回，速度返回等。起车前先进行预警，控制对沿线皮带保护进行检测，若保护正常则其主电机输出点给皮带运行返回信号允许起车，否则不能起车，程序里设有张紧返回，三相功率平衡保护等。根据PLC 控制器所表现的情况，在很大程度上提高了工作效率，减少了工人的劳动量，缩短了工作时间。
四、主运输皮带监控系统组态要求
监视功能的系统处于某种工作方式下，系统有对设备的状态和参数进行实时监测的功能。组态软件在实时数据库中的数据记录，把数据的变化用动画方式表示出来，监测信号的设置是根据系统控制需要，保护设备安全需要及历史数据查询需要系统主要显示状态等。
通过和PLC实现数据交换实现上位机的控制功能。控制方式发生变化，系统自动运行在一定的状态，系统设置手动和自动切换功能，在上位机上实现系统参数的设置，PLC作为终端控制设备对现场的大量数据进行处理，执行相应的程序。PLC与上位机将处理的结果及现场检测传送到PLC的信号传送至上位机，使系统值班人员及管理者能实时掌握系统工作状态。报表及打印功能，系统能实现各种监控参数如历史数据、报警记录以及系统历史运行状况的报表自动生成，各种监控参数的*区段数据打印，各种监控参数的报表打印，异常状态及控制行为的报表打印。
皮带运输系统中包含多个特点，例如设备多、运输距离远、布置分散、类型杂等，但在对运输系统的改造过程中其解决方案是多样的。通过采用PLC控制煤矿的运输系统，达到保护的自动控制，提高系统的安全与可靠性，且在实际中的应用取得良好的效果，在确保运输的基础上减少了维护的工作量。相信通过PLC在皮带输送机上的使用，会使运输系统的改造和控制呈现更加便捷。

可编程控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC或PC，是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。
PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求：高可靠性、强抗各种干扰的能力、编程安装使用简便、低价格**命。比之单片机，它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和成本。PLC的下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件，而上端一般是面向用户的微型计算机。人们在应用它时，可以不必进行计算机方面的专门培训，就能对可编程控制器进行操作及编程。用来完成各种各样的复杂程度不同的工业控制任务。
自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。至今，在PLC的编程语言——梯形图中还可以看到这些布线的影子。直到60年代末、70年代初可编程控制器问世，随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展，以及微处理器的出现，PLC产品朝小型和**小型化方面进行了一次飞跃，较终使早期的PLC从较初的逻辑控制、顺序控制，发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能的现代PLC。
一、可编程控制器的主要功能
PLC是应用面很广，发展非常迅速的工业自动化装置，在工厂自动化(FA)和计算机集成制造系统(CIMS)内占重要地位。今天的PLC功能，远不仅是替代传统的继电器逻辑。
PLC系统一般由以下基本功能构成：·多种控制功能·数据采集、存储与处理功能·通信联网功能·输入/输出接口调理功能·人机界面功能·编程、调试功能1、控制功能逻辑控制：PLC具有与、或、非、异或和触发器等逻辑运算功能，可以代替继电器进行开关量控制。
定时控制：它为用户提供了若干个电子定时器，用户可自行设定：接通延时、关断延时和定时脉冲等方式。
计数控制：用脉冲控制可以实现加、减计数模式，可以连盘进行位置检测。
顺序控制：在前道工序完成之后，就转入下一道工序，使一台PLC可作为多部步进控制器使用。
数据采集、存储与处理功能数学运算功能：
基本算术：加、减、乘、除。
扩展算术：平方根、三角函数和浮点运算。
比较：大于、小于和等于。
数据处理：选择、组织、规格化、移动和先入先出。
模拟数据处理：PID、积分和滤波。3、输入/输出接口调理功能具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。
具有温度测量接口，直接连接各种电阻或电偶。4、通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。
通信接口或通信处理器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门子S7-200的Profibus现场总线口，其通信速率可以达到12Mbps。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。5、人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整。
实现人机界面功能的手段：从基层的操作者屏幕文字显示，到单机的CRT显示与键盘操作和用通信处理器、**处理器、个人计算机、工业计算机的分散和集中操作与监视系统。6、编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。

二、可编程控制器的主要特点
1、可靠性高PLC的MTBF一般在40000～50000h以上，西门子、ABB、松下等微小型PLC可达10万h以上，而且均有完善的自诊断功能，判断故障迅速，便于维护。
2、模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构来完成不同的任务组合。I/O从8～8192点，有多种机型、多种功能模板可灵活组合，结构形式也是多样的。
3、功能强PLC应用微电子技术和微计算机，简单型式都具有逻辑、定时、计数等顺序控制功能。基本型式再加上模拟I/O、基本算术运算、通信能力等。复杂型式除了具有基本型式的功能外，还具有扩展的计算能力、多级终端机制、智能I/O、PID调节、过程监视、网络通信能力、远程I/O、多处理器和高速数据处理能力。
4、编程方便PLC适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能表图(SFC)编程，不需要太多的计算机编程知识。新的编程工作站配有综合的软件工具包，并可在任何兼容的个人计算机上编程。
5、适应工业环境PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境下可靠工作。这是PLC产品的市场生存价值。
6、安装、维修简单与计算机系统相比，PLC安装不需要特殊机房和严格的屏蔽。使用时只要各种器件连接无误，系统便可工作，各个模件上设有运行和故障指示装置，便于查找故障，大多数模件可以带电插拔，模件可更换，使用户可以在较短的时间内查出故障，并排除，较大限度地压缩故障停机时间，使生产迅速恢复。然后再对故障模件进行修复，这对大规模生产场合尤为适宜。一些PLC外壳由可在不良工作环境下工作的合金组成，结构简单，上面带有散热槽，在高温下，该外壳不像塑料制品那样变形，还可抗无线电频率(RF高频)电磁干扰、防火等。
7、运行速度快随着微处理器的应用，使PLC的运行速度增快，使它更符合处理高速度复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别不是很明显。
8、总价格低PLC的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低，虽然软件价格占的比重有所增加，但是各厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外，采用PLC还可以大大缩短设计、编程和投产周期，使总价格进一步降低。
PLC系统与工业总线计算机和DCS系统相互渗透，互为借鉴，相互竞争而发展。促进了工业的进步。
PLC产品面临现场总线的发展，将再次革新，满足工业与民用控制的更高需要。
三、PLC的通信及联网
PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展的需要，各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。
以西门子公司的SIMATICNET为例，在其提出的全集成自动化(TIA)的系统概念中，核心内容即包括组态和编程的集成、数据管理的集成以及通信的集成。通信网络是这个系统重要的、关键的组件，提供了部件和网络间完善的工业通信。
SIMATICNET包含了三个主要层次：
AS-I网——传感器和执行器通信的国际标准，扫描时间5ms，传输媒体为未屏蔽的双绞线，线路长度为300m，较多为31个从站。
PROFIBUS——工业现场总线，用于车间级和现场级的国际标准，传输率较大12m/s，传输媒体为屏蔽双线电缆(较长9.6km)或光缆(较长90km)，较多可接127个从站。
工业以太网——用于区域和单元联网的标准，网络规模可达1024站1.5km(电气网络)或200km(光学网络)。
在这一网络体系中，尤其值得一提的是PROFIBUS现场总线，PROFIBUS是目前较成功的现场总线之一，已得到广泛地应用。它是不依赖生产厂家的、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接换信息。为数众多的生产厂家提供了优质的PROFIBUS产品，用户可以自由地选择较合适的产品。PROFIBUS已经成为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170，并在世界拥有了较多的用户数量。
四、PLC与工业控制计算机(IPC)和集散控制系统(DCS)的比较
各自技术发展的起源计算机是为了满足快速大量数据处理要求的设备。硬件结构方面，总线标准化程度高，兼容性强，软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对要求快速、实时性强、模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。集散系统从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的集散系统，所以其在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势，初期主要用在连续过程控制，侧重回路调节功能。
PLC是由继电器逻辑系统发展而来，主要用在离散制造、工序控制，初期主要是代替继电器控制系统，侧重于开关量顺序控制方面。
近年来随着微电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术和通信技术等的发展，PLC在技术和功能上发生了飞跃。在初期逻辑运算的基础上，增加了数值运算、闭环调节等功能，增加了模拟量和PID调节等功能模块；运算速度提高，CPU的能力赶上了工业控制计算机；通信能力的提高发展了多种局部总线和网络(LAN)，因而也可构成为一个集散系统。特别是个人计算机也被吸收到PLC系统中。
PLC在过程控制的发展将是一智能变送器和现场总线，暨向下拓展功能，开放总线。相同点在微电子技术发展的背景下，从硬件的角度来看，PLC、工业计算机、集散系统(DCS)之间的差别正在缩小，都将由类似的一些微电子元件、微处理器、大容量半导体存储器和I/O模件组成。编程方面也有很多相同点。区别点由于PLC和计算机属于两类产品，经过几十年的发展都形成了自身的装置特点和软件工具。实际上的区别继续存在。
PLC用编程器或计算机编程，编程语言是梯形图、功能块图、顺序功能表图和指令表等。集散系统自身或用计算机结构形成组态构成开发系统环境。
特别提出的是与STD总线工控机的区别，无论从维修、安装和模件功能都很相似。PLC更适用于黑模式下运行，但在线运行时若要进行较大的程序修改，其能力略逊于STD工控机，但是从开关量控制而言，PLC的性能优于STD工控机。
总的来说，在选择控制器时，首先要从工程要求、现场环境和经济性等方面考虑。没有什么控制器**完善，也没有哪种产品**差，只能说选择更适用的产品。

我们对于PLC已经很熟悉，做项目就要学好PLC，但是说来简单，具体的步骤相信不是所有人都能烂熟于心的，这里呢，科创在线就根据经验丰富的前辈们总结的经验从PLC的项目流程、功能、选型等方面进行详细的说明。文字有点多，我们分两篇进行说明。

一.做一个PLC项目的大体流程如下

❶、熟悉好现场环境和工艺流程

❷、设计出的控制方案

❸、画出电气控制原理图

❹、确定好材料，制作材料物资明细表

❺、编写PLC程序，组态监控画面，设计PLC 机柜接线图，并同时制作PLC机柜

❻、沟通甲方，现场施工

❼、现场调试，并完善工艺控制方案

❽、组织甲方验收项目

二.PLC 设计原则

1、较大限度的满足被控对象提出的各项性能指标

为明确控制任务和控制系统应有的功能，设计人员在进行设计前，就应深入现场进行调查研究，搜料，与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，以便协同解决在设计过程中出现的各种问题。

2、确保控制系统的

电气控制系统的可靠性就是生命线，不能工作的电气控制系统，是不可能长期投入生产运行的。尤其是在以提高产品数量和质量，保证生产安全为目标的应用场合，必须将可靠性放在**，甚至构成冗余控制系统

3、力求控制系统简单

在能够满足控制要求和保可靠工作的前提下，应力求控制系统构成简单。只有构成简单的控制系统才具有经济性、实用性的特点，才能做到使用方便和维护。

4、留有适当的裕量

考虑到生产规模的扩大，生产工艺的改进，控制任务的增加，以及维护方便的需要，要充分利用PLC易于扩充的特点，在选择PLC的容量(包括存储器的容量、机架插槽数、Ｉ／Ｏ点的数量等)时，应留有适当的裕量。

三.PLC设计的基本步骤

在进行PLC控制系统设计，尽管有着不同的被控对象和设计任务，设计内容可能涉及诸多方面，又需要和大量的现场输入、输出设备相连接，但是基本内容应包括以下几个方面：

1、明确设计任务和技术条件

设计任务和技术条件一般以设计任务书的方式给出，在设计任务书中，应明确各项设计要求、约束条件及控制方式。因此，设计任务书是整个系统设计的依据。

2、确定用户输入设备和输出设备

用户的输入、输出设备是构成PLC控制系统中，除了作为控制器的PLC本身以外的硬件设备，是进行机型选择和软件设计的依据。因此，要明确输入设备的类型(如控制按钮、行程开关、操作开关、检测元件、保护器件、传感器等)和数量，输出设备的类型(如信号灯、接触器、继电器等执行元件)和数量，以及由输出设备驱动的负载(如电动机、电磁阀等)。并进行分类、汇总。

3、选择PLC的机型

PLC是整个控制系统的核心部件，正确、合理的选择机型对于保证整个系统的技术经济性能指标起着重要的作用。

PLC的选型应包括机型的选择、存储器容量的选择、Ｉ／Ｏ模板的选择等

4、分配Ｉ／Ｏ地址，绘制Ｉ／Ｏ接线图

通过对用户输入、输出设备的分析、分类和整理，进行相应的Ｉ／Ｏ地址分配，并据此绘制Ｉ／Ｏ接线图。

至此，基本完成了PLC控制系统的硬件设计

5、设计控制程序

根据控制任务和所选择的机型以及Ｉ／Ｏ接线图，一般采用梯形图语言设计系统的控制程序。设计控制程序就是设计应用软件，这对于保证整个系统的运行至关重要，必须经过反复调试，使之满足控制要求。

6、必要时设计非标准设备

在进行设备选型时，应尽量选用标准设备。如无标准设备可选，还可能需要设计操作台、控制柜、模拟显示屏等非标准设备。

7、编制控制系统的技术文件

在设计任务完成后，要编制系统的技术文件。技术文件一般应包括设计说明书、使用说明书、Ｉ／Ｏ接线图和控制程序(如梯形图等)

PLC控制系统与电器控制系统的区别

       PLC控制系统与电器控制系统相比，有许多相似之处，也有许多不同。不同之处主要在以下几个方面：

1）从控制方法上看，电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。另外，继电器的触点数量有限，所以电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。

2）从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。

3）从控制速度上看，继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。

4）从定时和计数控制上看，电器控制系统采用时间继电器的延时动作间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。

5）从可靠性和可维护性上看，由于电器控制系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损、电弧等，寿命短，系统的连线多，所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。