西门子模块6ES7221-1EF22-0XA0厂家质保

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1．存储容量 
存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量大，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容量为几万字。 
2．I/O点数 
输入/输出（I/O）点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标。I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。 
3．扫描速度 
扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。一般以扫描1K字用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以ms/K字为单位。PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种PLC执行相同的操作所用的时间，来衡量扫描速度的快慢。 
4．指令的功能与数量 
指令功能的强弱、数量的多少也是衡量PLC性能的重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。 
5．内部元件的种类与数量 
在编制PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。 
6．特殊功能单元 
特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量PLC产品的一个重要指标。近年来各PLC厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊功能单元种类日益增多，功能越来越强，使PLC的控制功能日益扩大
7．可扩展能力 
PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择PLC时，经常需要考虑PLC的可扩展能力。

1、基本概念

        我们生活在一个物质的世界中。世间所有的物质都包含了化学和物理特性，我们是通过对物质的表观性质来了解和表述物质的自有特性和运动特性。这些表观性质就是我们常说的质量、温度、速度、压力、电压、电流等用数学语言表述的物理量，在自控领域称为模拟量。这种表述的优点是直观、容易理解。在电动传感技术出现之前，传统的检测仪器可以直接显示被测量的物理量，其中也包括机械式的电动仪表。

2、标准信号

        在电动传感器时代，控制成为可能，这就需要检测信号的远距离传送。但是纷繁复杂的物理量信号直接传送会大大降低仪表的适用性。而且大多传感器属于弱信号型，远距离传送很容易出现衰减、干扰的问题。因此才出现了二次变送器和标准的电传送信号。二次变送器的作用就是将传感器的信号放大成为符合工业传输标准的电信号，如0－5V、0－10V或4－20mA（其中用得多的是4－20mA）。而变送器通过对放大器电路的零点迁移以及增益调整，可以将标准信号准确的对应于物理量的被检测范围，如0－100℃或-10－100℃等等。这是用硬件电路对物理量进行数学变换。控制室的仪表将这些电信号驱动机械式的电压表、电流表就能显示被测的物理量。对于不同的量程范围，只要换指针后面的刻度盘就可以了。换刻度盘不会影响仪表的根本性质，这就给仪表的标准化、通用性和规模化生产带来的无可的好处。

3、数字化仪表

        到了数字化时代，指针式显示表变成了直观、的数字显示方式。在数字化仪表中，这种显示方式实际上是用纯数学的方式对标准信号进行逆变换，成为大家习惯的物理量表达方式。这种变换就是依靠软件做数学运算。这些运算可能是线性方程，也可能是非线性方程，现在的电脑对这些运算是易如反掌。

4、信号变换中的数学问题

        信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。

         声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。

       定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。

       如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。

5、PLC中逆变换的计算方法

             以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。

             例如：某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数学运算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为模拟量。

            用同样的原理，我们可以在HMI上输入模拟量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。

            在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100％）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。

           以上讲述的是PLC中模拟量转换的基本方法，程序的编写则因人、因事而异。但是万变不离其衷

（一）分析被控对象并提出控制要求

    详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

    （二）确定输入／输出设备

    根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

    （三）选择PLC

    PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章二节。

    （四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

    1.分配I/O点

    画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在２步中进行。

    2.设计PLC外围硬件线路

    画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

    由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

    （五）程序设计

    1.程序设计

    根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：

    1）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。

    2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对立，一般在程序设计基本完成时再添加。

    3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，。

    2.程序模拟调试

    程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

    1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

    （六）硬件实施

    硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：

    1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

    2)设计系统各部分之间的电气互连图。

    3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。

    由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

    （七）联机调试

    联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。

    全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。

    （八）整理和编写技术文件

    技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

我们在实际工作中，会遇到控制的某一变量作为输出时,如:运行的物体、转速、流量、压力等，由于受到机械结构、材料等物理参数的限制，往往需要减缓启动或停止时的冲击，即建立启动加速度或停止减速度，以减缓对物理结构的冲击。

运动物体启动时，如果该物体为重载荷，如：起重机，重型车辆，其物理惯性太大，如果起动加速度太大，会造成动力源冲击但，甚至机械结构遭到破坏；

流量控制系统，如：大的电动阀门，当开启阀门时，如果开启阀门过快，势必会对管道、泵等造成冲击，引起管道振动，泵停转（电动机过流保护造成）等等。

压力控制系统，如液压管道、拉力、张力等，过高的启动加速度会造成管道振动、被拉物体物理变形等。

笔者经过实践，使用了一种既简单又准确的解决方案：根据受控对象的物理参数，确定机械加速的允许值，如加速度、单位时间流量变化率、单位时间压力（拉力、张力）变化率,然后算出加速时间（减速时间）或变化时间，设该时间为T，运动物体的速度V，系统大压力为P，大流量为Q，所对应的模拟量输出为0～10V电压，PLC为15位，对应的PLC内部值为0～32767，即输出0V时，PLC内部值为0，输出10V时PLC内部值为32767,我们只要把输出值0～32767的变化上下间控制到等于T，就可实现匀加速控制，思路如下：

一．    选用PLC内部2个计时控制功能功能块TON，并使他们交替周期性工作，同时选用一个加法器；

二．    采用近似折线的取值方式，当2个计时器交替周期性工作时，加法器将一个常数C依次累加并送给PLC的输出。见下图：