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    浔之漫智控技术(上海)有限公司

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  • 公司认证： 营业执照已认证
  • 企业性质：私营企业
    成立时间：2017
  • 公司地址： 上海市 松江区 永丰街道 上海市松江区广富林路4855弄52号3楼
  • 姓名： 聂航
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    西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0产品规格

  • 所属行业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
  • 发布日期：2024-06-27
  • 阅读量：10
  • 价格：面议
  • 产品规格：模块式
  • 产品数量：1000.00 台
  • 包装说明：全新
  • 发货地址：上海松江永丰  
  • 关键词：西门子代理商,西门子一级代理商

    西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0产品规格详细内容

    西门子模块6ES7222-1BD22-0XA0产品规格


    1.引言
            在很多设备中经常会遇启动/停止，前进/后退等等的这样操作，操作者通常希望用一个按钮来实现:按一下启动，再按一下停止；如此循环往复。把这样的按钮称为双稳态按钮，即有两种稳定状态；接通和断开都能保持,我们在设计中经常会遇到控制面板的按键位置不够和PLC的输入点数不够等这一问题.如果在PLC程序中把按键做成双稳态的,一个按钮身兼二职.这一问题就可以迎刃面解了，可见PLC程序把按钮做双稳态,在经济上是合算的。

    2.成双稳态按钮的三种方法

    2.1通过SET和RST指令来实现.



    图1 通过SET和RST指令来实现
            图1程序中,当次按下按钮X0.此时条支路因串联的M1为常闭点,而使M0接通条件满足置位 .二条支路的执行条件不满足,暂不去理会.再看三条支路,设持续按着按钮不释放,因支路中串联进X0的常闭点而使接通条件不满足,直到释放按钮X0,因串联的M0已经置位,从而使M1和Y0输出保持为"1".当二次按下按钮X0时,因为M0的状态为"1",条支路条件不满足,三条支路因X0的按钮下而使M1和Y0输出为"0",M1由"1"变为"0"产生一个下降沿,使M0复位为"0",从而使M1和Y0的"0"状态得以保持,即使释放按钮X0以后,之后对按钮X0的操作,又重复上述过程.可见得到的是一个双稳态按钮.
    2.2 利用PLC基本逻辑指令来实现


    图2 利用PLC基本逻辑指令来实现
           PLC程序是按一定的PLC扫描周期循环往复地的执行程序代码.在每一个PLC扫描周期内,先读入输入内的信号状态,然后执行用户程序,后刷新输出信号状态.用户程序的执行是按照先后顺序自上往下依次执行的.图2程序中正是充分利用了PLC程序的程序的执行特点.现在分析它的工作过程.按一下按钮,使X0变为"1",在个PLC扫描周期内,M0变为"1",M1变为"1".M1等于"1"会使M0变为"0",但M0的状态变化要到下一个PLC扫描周期才会执行,可见M0是宽度为1个PLC扫描周期的脉冲信号.因为M0等于"1".这样会使原来状态为"0"的Y0变为"1"从二个PLC扫描周期起,不论X0变为"0"或保持为"1",M0都变为"0"并稳定在"0"上,这样Y0通过M0常闭点与Y0常开点串联的支路保持为"1"状态.再按一下按钮,M0又产生宽度为1个PLC扫描周期的脉冲信号,这个脉冲信号使原来状态为"1"的Y0变为''0"并稳定在"0"上.如此每次按一下按钮,Y0就在"0"和"1"之间切换一次,形成双稳态信号.
    2.3借助于算术运算指令来实现


    图3借助于算术运算指令来实现
           数字电路中,如果把输出的"非"端反馈到D触发的"D"输入端.则每来一个时钟冲,D触发器的状态就翻转一次.图3所示的程序借鉴了数字电路中的D触发器的工作原理,按钮X0每按下一次,就相当于给触发器CP端输入一个触发脉冲.相加所得和的位状态,就翻转一次,如果Y0取之位,就可得到周期性状态,在“0”、“1”之间变化的双稳态信号。 为了避免加法的计算溢出，用M0和M3使期复位,就又重新开始累加。

    3.结束语
            文章开始提到的启动/停止,前进/后退等两种状态,也可以选用具有保持功能的三位选择开关,这是一种硬件实现方案.也可以选用本文所述的软件实现方案.殊途同归.但通过软件的方式,却节省PLC输入点的开销。如果PLC的输入非常紧张，这是一种行之有效的方法，但若是输入点绰绰有余，这样做就有画蛇添足之嫌了。软件方案和硬件方案哪一是的,那就要看实际情况而定了.如果硬件很贵,那就用软件人来实现这一功能.如果硬件很.那何不充分发挥硬件的功能.PLC输入点的问题正是如此.适合才是的


    在火电厂热工自动化领域，DCS和PLC是两个不同而又有着千丝万缕联系的概念。DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物，火电厂主机控制系统用的是DCS，而PLC主要应用在电厂辅助车间。DCS和PLC都有操作员站提供人机交互的手段、都依靠基于计算机技术的控制器完成控制运算、都通过I/O卡件完成与一次元件和执行装置的数据交换、都具备称之为网络的通信系统。DCS和PLC如此相似，为什么会有不同的概念，我们在工程实践中如何进行选择？本文从历史沿革、技术特点、发展方向等几个方面作一综述，希望能够对热工人员有所借鉴。其中的DCS的情况以科远的NT6000为例，力求例举详实阐述清晰。

    1、DCS和PLC的历史沿革及概念

    DCS为分散控制系统的英文（TOTAL DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）简称。指的是危险分散、数据集中。70年代中期进入市场，完成模拟量控制，代替以PID运算为主的模拟控制仪表。提出DCS这样一种思想的是仪表制造厂商，当时主要应用于化工行业。而PLC于60年代末研制成功，称作逻辑运算的可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。主要应用于汽车制造业。

    DCS和PLC的设计原理区别较大，PLC是从摸原继电器控制原理发展起来的，70年代的PLC只有开关量逻辑控制。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求。将其存入PLC的用户程序存储器，运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。

    DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。把所有的函数、各过程变量之间的关系都设计成功能块。70年代中期的DCS只有模拟量控制。

    DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟量的运算上，即使后来两者相互有些渗透，但是仍然有区别。80年代以后，PLC除逻辑运算外，也增加了一些控制回路算法，但要完成一些复杂运算还是比较困难，PLC用梯形图编程，模拟量的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在解算逻辑方面，表现出快速的优点。而DCS使用功能块封装模拟运算和逻辑运算，无论是逻辑运算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰，但相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。

    DCS和PLC在历史沿革上的差异是明显的，对它们后续的发展产生了重大影响。然而，对后续发展影响大的，并不是起源技术上的差别，而是其起源概念的差别。DCS的概念是危险分散，数据集中的计算机控制系统，因此DCS的发展过程，就是在不断的运用计算机技术、通讯技术和控制技术的新成果，来构建一个完整的集散控制体系，DCS给用户提供的是一个完整的面向工业控制的灵活的解决方案。而PLC的概念是可编程序控制器，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制装置。所以，PLC不断发展的主线是在不断地提高各项能力指标，给用户提供一个完善的功能灵活的控制装置。

    DCS是一个体系，PLC是一个装置，这是两者在概念上的根本区别。这个区别的影响是深刻，它渗透到了技术经济的每一个方面。

    2、DCS和PLC的技术特点与相互渗透

    不同的概念基础、不同的发展道路使得DCS和PLC有着各自不同的技术特点，而技术的发展也不是封闭的，相互学习相互渗透也始终贯穿在发展过程之中。

    2．1、控制处理能力

    我们知道，一个PLC的控制器，往往能够处理几千个I/O点（多可达8000多个I/O）。而DCS的控制器，一般只能处理几百个I/O点（不过500个I/O）。难道是DCS开发人员技术水平太差了吗？恐怕不是。从集散体系的要求来说，不允许有控制集中的情况出现，太多点数的控制器在实际应用中是毫无用处的，DCS开发人员根本就没有开发带很多I/O点数控制器的需要驱动，他们的主要精力在于提供体系的性和灵活性。而PLC不一样，作为一个立的柔性控制装置，带点能力越强当然也就代表其技术水平越高了，至于整个控制体系的应用水平呢，这主要是工程商和用户的事情，而不是PLC制造商的目标。

    控制处理能力的另一个指标，运算速度，在人们印象当中PLC也比DCS要快很多。从某一个角度来看，情况也的确如此，PLC执行逻辑运算的效率很高，执行1K逻辑程序不到1毫秒，其控制周期(以DI输入直接送DO输出为例)可以控制在50ms以内；而DCS在处理逻辑运算和模拟运算时采用相同的方式，其控制周期往往在100ms以上。我们用PID算法来比较时，可以发现PLC执行一个PID运算在几个毫秒，而NT6000DCS的T2550控制器解算一个PID也需要1个毫秒，这说明PLC和DCS和实际运算能力是相当的,某此型号的DCS控制器甚至强。而控制周期上的差异主要与控制器的调度设计有关。大型PLC往往使用副CPU来完成模拟量的运算，主CPU高速地完成开关量运算，所以即使模拟运算速度一般，在开关量控制方面的速度表现还是非常的。而DCS以同样的速度来处理开关量和模拟量运算，控制周期的指标确实不理想。新型的DCS控制器学习了大型PLC的设计，在控制周期方面的表现获得了大幅度的提高。以NT6000DCS的T2550控制器为例。控制器可以设置四个不同级的任务，小运算周期可以设为10ms，配合高速I/O卡件，控制周期能够达到15~20ms。而模拟量运算设置在其它周期较长的任务中。

    2．2、数据通讯交换

    数据通讯交换主要是指控制系统网络及其数据交换形式。在这个方面DCS有着先天的优势。集散系统的“分散”主要体现在立的控制器上，“集中”主要体现在具有完整数据的人机交互装置上，而将分散和集中连接成集散系统的正是网络。因此，从DCS发展的早期，网络就成为了DCS生产厂家的技术方向，冗余技术、窄带传输技术都是DCS厂家早研发或应用成功的。PLC主要是按照立装置来设计的，其 “网络”实际上是串行通讯。

    工业以太网技术的发展和广泛应用，从形式上拉平了DCS和PLC网络方面的差距。从表面上看很多DCS和PLC都应用了工业以太网，但是其实质上的差距却依然存在。以很多PLC采用的MODBUS-TCP以例。MODBUS是串行通讯协议，不是网络，大家都没有疑问；MODBUS-TCP是网络吗？很多人就有疑问了。仔细分析，MODBUS-TCP是将MODBUS通讯协议加载到以太网的TCP协议之上的一种通讯方式，它虽然具有了网络的外形，但依然是一主多从的管理方式，数据表的传输结构。而DCS呢，以NT6000的ELIN网为例，虽然也是基于工业以太网的，但其应用层协议是积累了近30年的无主令牌LIN网协议，在1M的OLIN，2.5M和20M的ARCNET上都有长期成功的应用。ELIN网上，各站平等，不存在主要管理站。而且数据通讯是以模块为单位的结构化数据，数据管理能力非数据表方式可比。

    以PID模块为例，其中的基本数据有PV、SP、OP，采用数据表的传输方式，你先定义PV、SP、OP的数据地址为01、02、03，其它的站也以数据表的方式接收数据，但是01是什么数据？02是什么数据？通过数据定义表才能还原。数据表的管理方式烦琐易错,一个大型系统的上万点数据采用这个方式,平铺在数据表中进行管理，是非常可怕的。而NT6000DCS以模块为单位的结构化管理，将一个PID作为一个模块进行处理，要访问其PV值，访问其模块，以PID.PV的形式来管理。这就将所有平铺的数据，分类归属集中到一个个小盒子中，按模块.分量的方式进行管理，管理的效率大大提高。

    PLC数据通讯交换的问题，主要源于PLC长期以来做为一个立装置在发展，没有系统概念；而且主要应用在小型控制系统中，问题暴露得并不明显，所以发展较慢。目前也有一些大型PLC在这个方面有所提高，但是要达到DCS的水平还需要一个相当长的过程。

    2．3、组态维护功能

    组态维护功能包括逻辑组态、下载修改、运行调试、远程诊断等。

    早期，PLC以梯形图为主，DCS以模块功能图为主。经过多年的发展，电工通过IEC1131-3标准规定了五种编程语言,目前主流的DCS和PLC都表示符合这个标准，支持其中的几种或全部编程语言。从开发效率和程序可读性来考虑，模块功能图和顺序功能图越来越成为主要的编程方式，梯形逻辑和结构化文本成为了自定义模块的开发工具。大型PLC在组态方式上越来越像DCS，差距在逐渐缩小，而小型PLC仍然以梯形图为主。

    DCS经过多年的发展，积累了大量的算法模块。例如NT6000具有的设备级模块，在一个模块中集中完成了面向设备的基本控制和故障报警功能，在网络通讯中也已此模块为单位进行传递，大大提高了软件开发的效率。一个设备模块相当于0.5K的梯形图逻辑量，PLC要完成同样的功能，就要烦琐得多了。

    在下载修改、运行调试、远程诊断方面，PLC缺乏解决方案。而DCS从一设计之初就是从系统需要的角度出发的，有着多年积累的完善的解决方案。以NT6000DCS为例，系统既可以在线修改控制策略，也可以在线下载控制策略，修改和下载过程中，对系统的正常运行没有影响。NT6000DCS有完善的虚拟DCS功能，不但可以用于组态逻辑的验证，而且能够构建成完整的虚拟DCS与模型相连，完成系统的调试。NT6000DCS具有完善的措施，提供基于广域网的远程调试方案。

    2．4、硬件封装结构

    PLC一般为大底版式机架，封闭式I/O模件，封闭式结构有利与提高I/O模件的性，抗射频、抗静电、抗损伤。PLC模件的I/O点数有8点、16点、32点。

    DCS大部分为19英寸标准机箱加插件式I/O模件，I/O模件为裸露式结构。每个模件的I/O点数有8点和16点，很少使用32点模件。

    DCS的这种结构源于其使用领域主要在大型控制对象，19英寸标准机箱便于密集布置，较少的I/


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    概述

           随着工业自动化的快速发展，PLC作为工业自动化发展的控制手段，也将会随之快速的发展，在未来，PLC要想适应工业的发展还需要从以下几个方面进行改进：

    一、PLC控制系统的功能应该加丰富。

    1、  信号采集功能的拓展。除了采集开关量、模拟量和脉冲量外，还应该能够采集如视频信号、声音信号及图像信号等所有现场有的信号；

    2、  输出控制功能的拓展。除了输出开关量、模拟量和脉冲量外，还应该能够输出如视频信号、声音信号及图像信号等所有现场可以及接收的信号；

    3、  逻辑处理功能的拓展。充分应用PC的逻辑处理能力和PLC现有的逻辑能力相结合。

    4、  数据运算功能的拓展。进行各种类型的整数运算、实数运算、二进制运算、浮点型运算等各种形式的运算。

    5、  定时功能的拓展。达到延时控制、定时控制、时间的运算可以到毫秒级。

    6、  计数功能的拓展。达到计数控制、高速计数频率可以达到数百赫兹。

    7、  中断处理功能的拓展。实现内部中断和外部中断。提高对输入输出的响应速度和精度。

    8、  存储功能的拓展。存储容量扩大，提高数据掉电不丢失的技术能力。

    9、  网络通信功能的拓展。采用开放式的网络通讯模块，实现稳定的远程控制。

    通过丰富以上功能，为未来工业自动化、远程化、信息化和智能化创造条件。

    二、完善PLC的型。

           随着工业自动化的发展，工业生产对电气控制设备的性的要求也越来越高，PLC应当具有很强的抗干扰能力，能够在非常恶劣的环境下长期连续地工作，平均无故障时间增加，故障的修复时间缩短。就PLC而言，我们认为性应该是作为选取的要条件。其次是性能和维修方便等原因。

         就性而言，应该从PLC的硬件和软件两个方面采取有效措施来提高系统的性。具体的方式如下：

    1、  选用性能优良的开关电源，对选用的电子器件进行严格筛选，对印刷电路板的设计、加工及焊接都采取为的工艺措施。

    2、  采用合理的系统结构与制造工艺，加固和简化安装模式，具有较强的抗震动、抗冲击、耐高温、耐低温、防腐蚀、防爆炸等能力。

    3、  采用软件代替传统继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器，减少与输入和输出有关的硬件，减少接线，降低应触电不良而造成的故障。

    4、  对输入信号进行滤波，普通输入端采用RC滤波器，高速输入端采用数字滤波器，实现对高频干扰信号的滤波作用。

    5、  输入输出电路与内部CPU电路之间采用光电隔离，使得工业现场的外部电路与PLC的内部电路之间实现电气上光电隔离。其信息依靠光耦合见和电磁器进行传递。同时，CPU还有抗电磁干扰的屏蔽措施，保证PLC不受外界的干扰。

    6、  内部各模块均采用电磁屏蔽措施，防止外界辐射干扰。例如，原有的计算机采集卡由于干扰大而无法正常工作，改用内部各模块均采用电磁屏蔽的卡件，可以正常工作。

    7、  采用逐行扫描和不间断中断的方式工作这样即可保证实现有序和确定的控制作用，又可以处理各种中断请求，从而保证了对应情况的及时响应，使PLC能够地工作。

    8、  设置昔日运行监控程序，一旦程序出现了死循环，使之能够立即跳出、系统启动并发出报警信号。系统运行监控程序可保证PLC的用户程序正常，避免出现死循环二影响其工作的性。

    9、  设置故障检测及诊断，用来检测系统硬件或用户程序是否正常工作，健儿能够自动地作出相应的处理，如：报警、封锁输出、保护数据等。

    10、           大型PLC控制构成冗余系统或表决系统，使性进一步增强，CPU模块、I/O模块电源模块以及重要卡件和器件实现冗余。这样可以使系统出现故障的可能性几乎为零，做到万无一失。当然怎样做的成本是比较发高的，

    三、要达到以后的PLC使用起来为方便，在硬件方面，PLC的硬件应该是高度集成化，使得系统集成为系列化与规格化的各种模块，这样就可以达到使用起来非常的方便，在软件方面，PLC应采用程序来建立控制逻辑，用程序来代替硬件接线，编制程序比硬件接线要方便很多。我认为具体体现在以下几个方面：

    1、  编程组态的简单化。

    2、  设计和调试周期缩短。即实现PLC的系列化、标准化和通用化，用软件功能取代继电器控制系统珠海大量的中间继电器、时间继电器和技术器等器件，是控制柜的设计、安装和接线工作量减少，用户程序的大部分可以喜爱实验室模拟进行，调试好后在将PLC控制系统放到生产现场联机调试，即快速由方便，大大缩短了设计和调试周期。

    3、  接线和安装的简单化。即所有的接线一次性接好后，换模块时，把接线器安装到新模块上即可，可不必在接线。内部什么线都不要接，只要做些必要的软件设定就可以工作。

    4、  增加控制或改进时为方便。即在控制要求改变需要变控制系统功能是，不必改变I/O通道外部接线，只要改变存储器中的控制程序即可。

    5、  维护方便。 即PLC具有很强的自诊断能力，能随时检查出自身的故障，而且各种模块上大多有运行和故障状态指示装置，便于用户了解和运行情况和查找故障。

    6、  模块丰富且灵活性好，采用模块化硬件结构及软件设计，并形成大、中、小系列产品，使PLC不仅适应大小不同、功能繁复的系统控制要求。用户可以根据需要灵活组合成各种规模和要求的控制系统。

    7、  易于实现机电一体化。要实现PLC结构紧凑、体积小、重量轻、性高、抗干扰能力强，机器与电气部件被地结合在一个设备内，易于制造机电一体化的产品。

    8、  经济合理化。

    四、PLC的应用领域

           由于PLC的自身特点和优势，在工业控制中得到了广泛的应用，如：机械、冶金、化工、电力、运输和建筑等众多领域，，它的应用范围大致介于继电器控制装置与工业过程控制计算机之间，适用于控制功能要求比较复杂和输入、输出点数较多的场合。包括以下几个方面：

    1、  开关量的逻辑控制，它包括顺序逻辑控制、动作逻辑控制、定时逻辑控制、计数逻辑控制和组合逻辑控制等。它即可以用于单击控制，也可以用于多级控制和自动化生产线控制。

    2、  模拟量过程控制，包括电流、电压、温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。对模拟量的控制应开发出各种模块和相关软件。我认为PLC用于过程控制是一个发展的新趋势。

    3、  脉冲量运动控制，可以是单坐标控制，即控制对象做直线运动。也可以是多坐标控制，即控制对象作平面运动或空间运动。

    4、  数据处理和信息控制，具有数学运算、数据传达、转换功能，通过它可以完成数据的采集、分析和处理功能。如无人柔制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品加工中的一些大型控制系统。它也PLC应用的一个重要的方面




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