6ES7221-1EF22-0XA0大量供应

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信捷PLC中增强的特殊功能 

l  高速脉冲计数，高达80KHz 

XC2/XC3/XC5系列PLC的基本单元配备了3 通道、2 相高速计数器和高速计数比

较器，可进行单相、脉冲＋方向、AB相 3 种模式进行计数，频率可达 80KHz。 

l  强大的通讯组网能力 

由于配备多通讯口， 同时又支持多种通讯协议，如 Modbus协议、自由通讯协议等，

因此可组建不同的通讯网络。 

Modbus组网中，PLC可作主或从；XC5 系列可构建CAN 总线；可通过 T-BOX 模

块组成以太网络；还可通过G-BOX 接入GPRS网络。 

l  高速脉冲输出，高达200KHz 

XC系列PLC※1

一般具有2个脉冲输出端子，可输出高达 200KHz的脉冲。特殊机

型※2

拥有4路脉冲输出功能。 

l  中断功能 

XC系列PLC具有中断功能，分为外部中断、定时中断以及高速计数中断，可满足

不同的中断需求。 

l  I/O 点的自由切换 

XC系列PLC有的特殊功能，针对端子损坏处理而开发的技术， 改动程序就

可实现正常的运行。 

l  C语言编辑功能块 

利用 C 语言来编写功能块，具有加优越的程序保密性。同时，由于引进了 C 语

言丰富的运算函数，因此可实现各种功能。节省了内部空间，提高了编程效率。 

l  本体PID 功能 

XC系列PLC※1

的基本单元也具有 PID 控制功能，同时还可进行自整定控制。 

l  顺序功能块BLOCK 

在顺序功能块中，可实现指令的顺序执行，特别适用于脉冲输出、通讯、运动控

制、变频器读写等功能，简化了程序的编写。 

l  24段高速计数中断 

XC系列PLC※1

的高速计数器拥有 24段 32 位的预置值，每一段都可产生中断，实

时性好，可实现电子凸轮功能。 

l  PWM脉宽调制 

XC系列信捷PLC※1

具有PWM脉宽调制功能，可用于对直流电机的控制。 

l  频率测量 

XC系列PLC※1

可实现对频率的测量。 

l  定时 

XC系列PLC※1

可进行定时，定时器为 1ms 的 32 位定时器。 

l  运动控制 

XCM系列PLC为运动控制机型，可实现圆弧插补、定位控制等功能。

1  信捷PLC的高速运算 

基本处理指令 0.2～0.5us，扫描时间 10,000步 5ms，程序容量高达 160K。 

2  丰富的扩展 

信捷PLC的基本单元一般可支持7个不同种类、型号的扩展模块和1 个扩展 BD 板。 

3  多通讯口 

基本单元具备 1～4个通讯口，支持 RS232、RS485、CAN 总线，可连接多种外部设备，如变频器、仪表、打印机等。 

4  充裕的软元件容量 

XC系列信捷PLC的5个子系列， 具备不同规格的内部资源数目，以适应不同场合的需求。 

资源量多可达1024点流程 S、8768 点中间继电器M、544 点输入继电器X、544点输出继电器 Y、640 点定时器 T、640 点计数器 C、9024 点数据寄存器 D、2048点FD、36864点扩展寄存器 ED。 

5  2种编程方式 

XC系列信捷PLC支持2种编程方式，即命令语编程和梯形图编程。这2 种编程可相互切换编辑。 

6  丰富的指令集 

指令丰富，除具备基本的顺序控制、数据的传送和比较、四则运算、数据的循环和移位，还支持脉冲输出、高速计数、中断、PID 等特殊指令。 

7  实时时钟 

XC系列信捷PLC可内置时钟，用于时间控制。 

8  外形小巧，安装方便 

XC系列信捷PLC拥有小巧的外形，安装方便，导轨和螺丝两种方式任选。 

PLC的硬件故障较为直观地就能发现，维修的基本方法就是换模块。根据故障指示灯和故障现象判断故障模块是检修的关键，盲目的换会带来不必要的损失。 （1）电源模块故障 

一个工作正常的电源模块，其上面的工作指示灯如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等应该是长亮的，哪一个灯的颜色发生了变化或闪烁或熄灭就表示那一部分的电源有问题。“AC”灯表示PLC的交流总电源，“AC”灯不亮时多半无工作电源，整个PLC停止。这时就应该检查电源保险丝是否熔断，换熔丝是应用同规格同型号的保险丝，无同型号的进口熔丝时要用电流相同的快速熔丝代替。如重复烧保险丝说明电路板短路或损坏，换整个电源。“5VDC”、“24VDC”灯熄灭表示无相应的直流电源输出，当电源偏差出正常值5%时指示灯闪烁，此时虽然PLC仍能工作，但应引起重视，必要时停机检修。“BATT”变色灯是后备电源指示灯，正常，黄色电量低，红色故障。黄灯亮时就应该换后备电池，手册规定两到三年换锂电池一次，当红灯亮时表示后备电源系统故障，也需要换整个模块。 

（2）I/O模块故障 

输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块根据型号不同有继电输出、晶体管输出、光电输出等。每一点输入输出都有相应的发光二管指示。有输入信号但该点不亮或确定有输出但输出灯不亮时就应该怀疑I/O模块有故障。输入和输出模块有6到24个点，如果只是因为一个点的损坏就换整个模块在经济上不合算。通常的做法是找备用点替代，然后在程序中改相应的地址。但要注意，程序较大是查找具体地址有困难。特别强调的是，无论是换输入模块还是换输出模块，都要在PLC断电的情况下进行，S5带电插拔模块是不允许的。 

（3）CPU模块故障 

通用型S5PLC的CPU模块上往往包括有通信接口、EPROM插槽、运行开关等，故障的隐蔽性大，因为换CPU模块的费用很大，所以对它的故障分析、判断要尤为仔细。 

检修实例：一台PLC合上电源时无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯先闪烁后常亮，断电复位后故障依旧，换CPU模块后运行正常。在进行芯片级维修时换了CPU但故障灯仍然不停闪烁，至到换了通信借口板后功能才恢复正常。

   1.引言

伺服电机在自动控制系统中用作执行元件，它将接收到的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种：

①通讯方式，利用RS232或RS485方式与上位机进行通讯，实现控制；

②模拟量控制方式，利用模拟量的大小和性来控制电机的转速和方向；

③差分信号控制方式，利用差分信号的频率来控制电机速度。

简单、方便的实现对伺服电机转速的控制是工业控制领域内的一个期望目标，本文主要研究如何利用PLC输出的模拟量实现对伺服电机的速度较为的控制。

    2.控制系统电路

控制装置选用西门子S7-200系列PLC CPU224XPCN，这种型号的PLC除了带有输入输出点外。还有1个模拟量输入点和1个模拟量输出点，这一型号PLC所具有的模拟量模块，能够满足控制伺服电机的需要。触摸屏选用西门子触摸屏，型号为TP177B。

具体控制方案：触摸屏是人机对话接口，初的指令信息要从这里输入。输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后，PLC输出模拟量，并连接到伺服控制器的模拟量输入端口。伺服控制器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动伺服电机达到相应的转速。伺服电机通过测速元件将转速信息反馈到伺服控制器，形成闭环系统，实现转速稳定的效果。

表1直接实测数值表 输入值 整形数值 实际转速 

500 500 70 

2000 2000 360 

4000 4000 750 

6000 6000 1145 

由表1可看出，输入值和实际转速相差甚远，而的办法是通过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要找到转速和转速对应的数值。通过实验发现，对应关系如表2所示

PLC的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的，可以根据表2的数据列出直线方程组，计算出输入值和整形数值之间的关系。

2711＝500×a+b

30854＝600×a+b

解得：a=5117；b=152

设实际转速为x，整形数值为y；那么关系方程为：

y=5117×x+152

通过PLC。实现则需妻用到数字运算指令；

运算后，将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作(由于输出口不接受双字数据；所以仅传字数据，VB2232即可)。

这样．就基本上完成了从对话框输入速度值，经过PLC运算后输出模拟量。伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机，伺服电机的转速等于输入速度值的过程。通过经过实际检验，测得输入值、整形数值、实际转速如表3。

表2   实测对应数值表 整形数值  实际转速  

2711  500  

30854  6000  

表3运算后的实测数值表 输入值  运算后数值  实际转速  

500  2711  500  

1000  5269  999  

2000  10386  1998  

3000  15503  3000  

4000  20620  4002  

5000  25737  5001  

6000  30854  6000  

方案中的伺服电机，设计工作转速范围为500～6000RPM，精度要求为±3RPM。

3.控制过程

在触摸屏中设置一个对话框，可输入4位数值，然后将此对话框中的数据属性设置成对应PLC中的变量数据(如VW310)。目的是当在对话框中输人数值后，电机就能够达到与该数值相同的速度。

PLC输出的模拟量是0～10V，对应的数据是0～32000；而伺服电机的输入模拟量是0～l0V。对应的转速是0-6500 RPM。由于这些数值都是理论上的，并且终希望得到的还是输入值对应上转速即可。因此，模拟量作为中间环节仅做参考。需要考虑的还是输入值、数据和实际转速。经过直接实测，测试数据如表1所示。

    4.结束语

本文提出了一种利用西门子200系列PLC所配备的模拟量输出模块，控制伺服电机的方法，方法简单，易于实现，且能够满足转速精度为±3 RPM的工作要求。

 随着科技的不断进步，PLC的种类日益繁多，功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。本文就PLC的机型、I/O、存储器类型及容量和编程器、外部设备几个方面来说明选择PLC应该考虑的因素，并给出了两个PLC应用的实例。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。

         合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。本文就PLC的机型、I/O、存储器类型及容量和编程器、外部设备几个方面来说明选择PLC应该考虑的因素，并给出了两个PLC应用的实例。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。

         从PLC的机型、I/O、存储器和编程器选型分析：

一、机型的选择

        我国市场行的有如下几家PLC产品：

        1．施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；

        2．罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品；

        3．西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；

        4．GE公司的产品；

        5．日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品，其中使用较多的是三菱PLC公司F1、F2、FX2等系列产品。                    

        PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择、维护使用方便以及性能价格比优的机型。通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则选用模块式结构的 PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或机（其中机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。

        应该注意的是，同一企业应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各立系统的多台PLC联成一个DCS系统，这样便于相互通信，集中管理。

二、I/O（输入/输出）的选择

        PLC在20世纪90年代已经形成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五种。

        PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。

        （一）确定I/O（输入/输出）点数

        根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应再增加 10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。

        （二）开关量I/O（输入/输出）

        开关量I/O（输入/输出）接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于错误信号的抖动电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。

        （三）模拟量I/O（输入/输出）

        模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混号。

        （四）特殊功能I/O（输入/输出）

        在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定（如定位、快速输入、频率等）。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从繁重的任务处理中解脱出来。

        （五）智能式I/O（输入/输出）

        当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的I/O模块。一般智能式I/O模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。

三、存储器类型及容量选择

        PLC系统所用的存储器基本上由PROM、EPROM及RAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的大存储能力6kB，中型机的大存储能力可达64kB，大型机的大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。

  PLC的存储器容量选择和计算的种方法是：根据编程使用的节点数计算存储器的实际使用容量。二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，存储容量的方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。

四、编程器和外部设备的选择

        在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。通常情况下，小型控制系统一般选用价格的简易编程器，如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强、编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用EEP-ROM模块作为外部设备。

       五、实例

        （一）利用三菱PLC实现对印刷机的控制

        印刷机的一套电气设计属于系统设计，为了使产品性能稳定，易于维护，采用以PLC为主控器的控制方案。印刷机要求易于操作，精度高，输入、输出点较多，因此采用双机通讯。上位机采用三菱的FX2N-80MR、FX2N-80MR自带I/O接口，可以接40点输入，40点输出，主要负责主传动的控制，各机组离合器的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可以接32点输入，32点输出，主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。上位机与下位机采用RS485,通讯，通讯方便，。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。本系统运行，维护方便，操作简便直观，大大提高了胶印机的档次。