产品描述
西门子模块6ES7232-0HB22-0XA8货源充足
一、要学习PLC 要有一台供学习和实验的样机以及该机和型号的硬件资料和软件、编程资料,还要一台计算机(以前的手持编程器或图形编程器也可以,但没有电脑灵活方便)。否则无从学起。
二、如果你的单位或朋友、师傅可以借一成的PLC 给你,那么祝贺你!可以开始了。你可以跳过购买的过程,直接进入编程学习。
三、如果你还没有PLC,那么去找一套。无论是借或者买,光靠纸上谈兵是很难学会的。至于PLC ,可以是三菱的FX、可以是松下的FP、也可以是台达的、光洋的……。其实PLC的原理结构都差不多,这些的编程软件基本上是日系的,比较符合我们的形象思维方式;至于西门子、ABB、西屋等使用欧系编程软件的多数是适合逻辑思维方式和集体协作编程,不适合初学者。所以我们还是从三菱或三菱的兼容系统开始吧。
四、寻找合适的PLC :初学者只是从开关量逻辑开始学习,先从替代普通的电工线路着手。所以不必买的PLC ,三菱的FX-1N、1S、2N等就很合适。也可用松下的FP0、FP1、FPM、FP-e等,一些国产的与三菱兼容的PLC 也是不错的选择(支持国产、不能老让外国人卡着脖子过日子啊)。这些PLC 虽然是的普及型产品,但其功能已经远远过50年前上千万元的产品了,应付工业环境下的设备电气化控制、替代庞大的继电器系统有着大的优越性。至于价格,个人的承受能力不同,可选不同的产品。目前国产的(如我现在使用的)在500以下,三菱的、松下的都在1000以下,二手市场甚至有300以下的(但没好货,太的一般都会有点内在问题)。按自己的实际情况搞一套来玩玩是很值得的。现在小学生买个MP3也要这价钱啊。
PLC买来了。
1、不要急于开包,先仔细检查外包装有无破损、浸水,有没有严重挤压或摔碰的痕迹?如果有,就可以拒收或退换。
2、开包,按照发货清单逐一核对(主机、电源、附件、说明书、合格证等)
3、所有外包装、合格、保修卡等任何“无用”的东西暂时不要丢弃。保存到保修期满或至少保存到产品能够正常运行。(一些供应商会借口包装不全拒绝三包)
拿出PLC,按照硬件手册或说明书仔细连接开关电源(不可经验主义)一定要分清正负,负与接地千万不能混淆(这些都是对还未入门的新手说的,已经有经验的高手大虾请不要嫌我罗嗦,哈哈)
一切正常的话,插上电源PLC 的电源指示灯(一般为)就会亮起。如果不亮或亮得不正常(亮得发白、严重闪烁、时亮时不亮)要立即切断电源、查找原因,请有经验的老师傅帮忙看一下。
如果电正常,拨动“运行/编程”开关,相应的指示灯会亮起。这几个基本的检查完成后关断电源、等几分钟让电容里残余电流放完,按硬件手册接上合格的编程电缆(不要接“大兴”的自制电缆,没有合格电缆可临时借一根。否则下不了程序会走许多弯路),PLC 、电脑两头都连接(带电插拔很容易损坏PLC 的通讯芯片,电脑方面特别是USB倒没什么大问题)给PLC 上电,打开编程软件,先“上传”(PLC 传、到电脑)一遍程序,正常情况下是空白的。如果有程序或提示输入密码,这个PLC 肯定不是新的。如果不知道密码的话PLC 根本不能用。
在做以上每一步时都要认真做好书面记录,万一发生问题也有据可查。(这在初学时就要养成良好的习惯。毛毛躁躁的即使一时没遇到问题日后难免要吃大亏。)
好了,切断电源、检查记录,休息一下不要急着继续干。先熟悉一下电脑里的编程软件,看看如何写入、如何删除。梯形图与指令表能否顺畅跳转。。。。。。。
累了的话,喝一杯绿茶、打一套太拳,站起来活动一下筋骨。不是我吓你,每天在电脑前过6小时你的头发会越来越少,每天编程过8小时你三年内会得系统的毛病(供血不畅、脑缺氧)。
休息好了?我们继续干!
在编程电缆连接、PLC 、电脑都已经上电启动,编程软件打开的情况下(这些基本动作以后就不讲了,每次都是这样的):
在输入点上接一个或几个开关,输出点先不必接负载、观察输出指示灯(发光二管)就可以了。先在电脑软件上拉一个常开点(标记为X1),拉一个输出(标记为Y1),“下载”(从电脑传到PLC)后监控,①X1开关接通(ON)X1指示灯应该亮起,软件上的X1应该反色显示。这时PLC 的Y1指示灯也亮起,软件上的Y1也应该反色显示。
就这么简单,这就是输入/输出之间的关系,这就是电工线路在PLC 内部的连接。好!我们终于迈出了步———灯亮了!(次上手的心里一定会涌起一股狂喜,老手根本不会去做这个实验)
其实很简单,你是不是对PLC 有点好感了?现在你会接电灯了,而且是用PLC 控制电灯!
这是简单的电灯,而在大楼的楼梯上有那些看起来跟这个一样的电灯,但是你有没有发现,在一楼开的灯、到二楼关(同时三楼的亮)到三楼可关二楼的灯(同时四楼的亮)。。。。。。很复杂吧?就把这个例子做个思考题吧,我们也来试一下吧:
这叫“双联开关”控制,在电工线路中是考初级电工的必考题。有“单线双开”和“双线双开”两种标准线路,当然你可以发明新的方法,只要效果相同经得起考官的实验,应该可以得到高的加分!
回家作业(哈哈,网上是没有“回家”的概念的,只是这样说惯了):
1、画出“单线双开”和“双线双开”两种标准线路。如果有三种可以加分。
2、把这个线路用PLC 程序来表达(不要死搬硬套,否则程序很难看。要充分利用PLC D的优势———否则要PLC 干什么?)。
有许多刚出校门不是电工电器的新手也许还一头雾水,那么把这个图贴出来供参考,至于PLC 的程序还是要大家再动动脑筋了.
这些基础的基础不"滚瓜烂熟"就搞不好工控.
提示:小小一个灯要讲一个月?不要怀疑!因为这里是讲堂,我不会为了多收学费而"拖堂"的.实在是这些基础的基础太重要了!我在时面试大学生,要求他们画两种双联开关接线方法并用任何PLC的程序表达出来.不及格!年轻的朋友们,千万不要轻视这些基础课程啊!
三菱有一条指令: FNC66 ALT ALT(P) 可以用在"乒乓键"程序中,试试看吧!
我们发现,PLC是很“忠诚”的,但为什么有写程序还会出现失误甚至拒绝执行呢?不要怪PLC ,我们先找一下其他原因:许多人喜欢在COM 点上接一根电线去触碰输入点以代替开关有输入。要知道即使是很的开关,在接通和断开的瞬间也会有许多“毛刺”,不那么“干净”。在乒乓键的电路中输入“ON—OFF”一次、输出就改变一次状态(也就是说的“按一下开、再按一下关”)如果“毛刺”正好是双数就不会发现问题,如果是单数就与我们的设计不一样了(好象按一下无输出或按一下开了,但再按一下关不掉)其实在你“按”的瞬间PLC 内部已经开关了无数次,只是后停下来才是你看到的结果。
所以,我们在编程序时要充分考虑这些PLC 之外的因素。那么如何来解决这个普遍存在的“毛刺”问题呢?
1、我们可以采取“取上升沿”(DF/DFI)的办法,只取个接通的瞬间作为输入状态。但是如果这“毛刺”的频率比较低、过一个扫描周期,那么PLC 就会认为有二、三个信号输入,就会作出相应的输出。
2、增加一个延时器,设定时间大于开关的抖动时间(如0.1秒),虽然执行的瞬间有点迟缓,但性就提高了。(有些设备如大功率电机是不允许反复启动-停止的)当然在高要求的设备上可以考虑使用单的开关取代“乒乓键”。
有些PLC 上一时找不到“乒乓键”这些指令,或者我们感到用指令在程序中不够直观,希望用普通开关自己来“搭”出这个效果。具体在你的PLC 上怎么编?你可以考虑一下,这也是PLC 编程考试中经常出现的考题(用两种以上方法实现“乒乓键”功能)。下面是我从某设备的程序中“挖”出来的关于“乒乓键”功能的一小段程序,由于是整套程序中的一部分,所以地址的分配有点乱。(程序是松下FPWIN 软件编的)
在用“SET/RSET”做触点状态保持时要注意:因为X7是同一个按钮,按下时SET/RSET同时动作,而RSET。所以不会动作;加如R0的目的就是区分状态、但不能用R623本身来做状态控制。考虑一下为什么?还有,取上沿(DF)也不可忽略、已经讲过了。那是防止“毛刺”干扰的。
下面从8个方面对PLC与继电器控制逻辑的性能和价格进行相比较:
① 控制逻辑:继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑,其连线多而复杂,体积大,功耗大,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难。另外继电器触点数目有限,每只一般只有4~8对触点,因此灵活性和扩展性都很差。而PLC采用存储逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序,故称为“软接线”,其连线少,体积小,加之PLC中每只软继电器的触点数理论上无限制,因此灵活性和扩展性都很好。PLC由中大规模集成电路组成,功耗小。
② 工作方式:当电流接通时,继电控制线路中各继电器都处于受约状态,即该吸合的都应吸合,不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合。而PLC的控制逻辑中,各继电器都处于周期性循环扫描接通之中,从宏观上看,每个继电器受制约接通的时间是短暂的。
③ 控制速度:继电控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低。触点的开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制的,速度快,一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级。PLC内部还有严格的同步,不会出现抖动问题。
④ 控制:继电控制逻辑利用时间继电器的滞后动作进行控制。时间继电器一般分为空气阻尼式、电磁式、半导体式等,其定时精度不高,定时时间易受环境湿度和温度变化的影响,调整时间困难。有些特殊的时间继电器结构复杂,不便维护。
PLC使用半导体集成电路作定时器,时基脉冲由晶体振荡器产生,精度相当高,定时范围一般从0.1 s到若干分钟甚至长,用户可根据需要在程序中设定定时值,然后由软件和硬件计数器来控时时间,定时精度小于10 ms且定时时间不受环境的影响。
⑤ 计数控制:PLC能实现计数功能,而继电控制逻辑一般不具备计数控制功能。
⑥ 设计与施工:使用继电控制逻辑完成一项控制工程,其设计、施工、调试依次进行,周期长,而且修改困难。工程越大,这一点就越。而用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成以后,现场施工和控制逻辑的设计(包括梯形图和程序设计)可以同时进行,,且调试和修改都很方便。
⑦ 性和可维护性:继电控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏,并械磨损,寿命短,因此性和可维护性差。而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,它体积小、寿命长、性高。PLC还配备有自检和监督功能,能检查出自身的故障,并随时显示给操作人员,还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。
⑧ 价格:继电控制逻辑使用机械开关、继电器和接触器,价格比较。而PLC使用中大规模集成电路,价格比较昂贵
PLC采用循环扫描的工作方式,在PLC中用户程序按先后顺序存放,CPU从条指令开始执行程序,直到遇到结束符后又返回条,如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时,只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时,从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直循环扫描工作。
1.输入处理
输入处理也叫输入采样。在此阶段,顺序读入所有输入端子的通端状态,并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时,输入映象寄存器与外界隔离,即使输入信号发生变化,其映象寄存器的内容也不会发生变化,只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。
2.程序执行
根据PLC梯形图程序扫描原则,按先左后右先上后下的步序,逐句扫描,执行程序。遇到程序跳转指令,根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时,PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态,从输出映象寄存器读出对应映象寄存器,根据用户程序进行逻辑运算,存入有关器件寄存器中。对每个器件来说,器件映象寄存器中所寄存的内容,会随着程序执行过程而变化。
3.输出处理
程序执行完毕后,将输出映象寄存器,即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态,在输出处理阶段转存到输出锁存器,通过隔离电路,驱动功率放大电路,使输出端子向外界输出控制信号,驱动外部负载。
(1)编程简单,使用方便
梯形图是使用得多的可编程序控制器的编程语言,其符号与继电器电路原理图相似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序,梯形图语言形象直观,易学易懂,。
(2)控制灵活,程序可变,具有很好的柔性
可编程序控制器产品采用模块化形式,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,硬件配置确定后,可以通过修改用户程序,不用改变硬件,方便快速地适应工艺条件的变化,具有很好的柔性。
(3)功能强,扩充方便,性能价格比高
可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件,有很强的逻辑判断、数据处理、PID调节和数据通信功能,可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够,只要加上需要的扩展单元即可,扩充非常方便。与相同功能的继电器系统相比,具有很高的性能价格比。
(4)控制系统设计及施工的工作量少,维修方便
可编程序控制器的配线与其它控制系统的配线比较少得多,故可以省下大量的配线,减少大量的安装接线时间,开关柜体积缩小,节省大量的费用。可编程序控制器有较强的带负载能力、可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。一般可用接线端子连接外部接线。可编程序控制器的故障率很低,且有完善的自诊断和显示功能,便于地排除故障。
(5)性高,抗干扰能力强
可编程序控制器是为现场工作设计的,采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等,例如,西门子公司S7-200系列PLC内部EEPROM中,储存用户原程序和预设值在一个较长时间段(190小时),所有中间数据可以通过一个级电容器保持,如果选配电池模块,可以确保停电后中间数据能保存200天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟,加强对程序的检测和校验。从而提高了系统抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,可编程序控制器已被广大用户公认为的工业控制设备之一。
(6)体积小、重量轻、能耗低,是“机电一体化”特有的产品。
结合PLC的组成和结构分析PLC的工作原理容易理解。PLC是采用周期循环扫描的工作方式,CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描,并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期主要可分为:
(1)读输入阶段。 每次扫描周期的开始,先读取输入点的当前值,然后写到输入映像寄存器区域。在之后的用户程序执行的过程中,CPU访问输入映像寄存器区域,而并非读取输入端口的状态,输入信号的变化并不会影响到输入映像寄存器的状态,通常要求输入信号有足够的脉冲宽度,才能被响应。
(2)执行程序阶段。 用户程序执行阶段,PLC按照梯形图的顺序,自左而右,自上而下的逐行扫描,在这一阶段CPU从用户程序的条指令开始执行直到后一条指令结束,程序运行放入输出映像寄存器区域。在此阶段,允许对数字量I/O指令和不设置数字滤波的模拟量I/O指令进行处理,在扫描周期的各个部分,均可对中断事件进行响应。
(3)处理通信请求阶段。 是扫描周期的信息处理阶段,CPU处理从通信端口接收到的信息。
(4)执行CPU自诊断测试阶段。在此阶段CPU检查其硬件,用户程序存储器和所有I/O模块的状态。
(5)写输出阶段。每个扫描周期的结尾,CPU把存在输出映像寄存器中的数据输出给数字量输出端点(写入输出锁存器中),新输出状态。然后PLC进入下一个循环周期,重新执行输入采样阶段,周而复始。
如果程序中使用了中断,中断事件出现,立即执行中断程序,中断程序可以在扫描周期的任意点被执行。
如果程序中使用了立即I/O指令,可以直接存取I/O点。用立即I/O指令读输入点值时,相应的输入映像寄存器的值未被修改,用立即I/O指令写输出点值时,相应的输出映像寄存器的值被修改。
因为现在电梯己大多采用多微机网络控制系统,串行通信、智能化管理、变频调速等技术使电梯的性与舒适感大大提高,传统的继电器控制系统己退出了历史的舞台。所以许多电梯**对继电器控制系统己非常陌生。其实电梯的控制逻辑还是从继电器控制系统逐渐进化而来的。特别是想了解PLC应用及编程的朋友,因为PLC梯形图结构与继电器回路图为相似,所以这里有必要先从继电器控制系统入手。只有熟悉了继电器控制电路,才能好地用PLC编程。
本系统为有司机操作系统。在轿内操纵箱装有对应层站数的指令按钮。各层厅门外装有一只召唤盒。底层只有一只向上方向的召唤按钮。层也装有一只向下方向的召唤按钮。中间层站各装有两只,分别为向上和向下召唤按钮。
当厅外有人需要搭乘电梯,就根据目的地要求按下向上或向下召唤按钮,召唤信号就被登记。同时轿内操纵箱上就有显示某层有召唤请求,并且蜂鸣器鸣叫。司机按照召唤请求需要,按下相应的层站指令按钮。层站指令被登记并显示。电梯控制系统根据当前轿厢的位置与指令的要求,自动判断出运行方向,并在操纵箱的方向按钮上显示。
司机根据方向显示,按向上或向下的方向按钮,电梯开始关门,待门全部关好,电梯向上运行,通过压降起动、加速后进入稳速快车运行。电梯运行过程中,装在厅门外的楼层显示器不断刷新当前轿厢的位置。当电梯到达目的层时,自动由快车转为慢车,并通过回馈制动使电梯速度逐级下降。电梯到达平层位置停止运行,制动器抱闸。随即电梯开门,完成了一个电梯运行的过程。
电梯检修状态的运行:电梯操纵箱、轿、机房都装有一只检修开关和上行、下行按钮,当处于检修位时,电梯切断自动定向、快车启动等回路,使电梯只能运行于慢车状态。检修人员只要按下向上或向下按钮,电梯即慢速上行或下行。但检修有级别即轿操作权。
1、电缆选择的敖设
为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆。笔者在某工程中,采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,从而降低了动力线生产的电磁干扰,该工程投产后了满意的效果。
不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敖设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敖设,以减少电磁干扰。
2、采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在PLC控制系统中,电源占有重要的地位。电网干扰串入PLC控 制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU 电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器供电的电源和PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑 制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC系统的干扰。
此外,位保证电网馈点不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC控制系统的理想电源。
3、正确选择接地点,完善接地系统
接地的目的通常有两个,其一为了,其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。
系统接地方式有:浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波 等的影响,装置之间的信号交换频率一般都1MHz,所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式,各装置的柜 体接地点以单的接地线引向接地。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体接地点,然后将接地母线直接连接接地。接地线采用截面大于22 mm2的铜导线,总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地的接地电阻小于2Ω,接地埋在距建筑物10 ~ 15m远处(或与控制器间不大于50m),而且PLC系统接地点与强电设备接地点相距10m以上。
信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的 屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。
4、 硬件滤波及软件抗如果措施
由于电磁干扰的复杂性,要根本迎接干扰影响是不可能的,因此在PLC控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的性。常用的一些 措施:数字滤波和工频整形采样,可有效周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可有效防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件陷阱等提高软件结构性。
信号在接入计算机前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两间加装滤波器可减少差模干扰。
对干较低信噪比的模拟量信号.常因现场瞬时干扰而产生较大波动,若仅用瞬时采样植进行控制计算会产生较大误差,为此可采用数字滤波方法。
现场模拟量信号经A/D转换后变成离散的数字信号,然后将形成的数据按时间序列存入PLC内存。再利用数字滤波程序对其进行处 理,滤去噪声部分获得单纯信号, 可对输入信号用m次采样值的平均值来代替当前值,但井不是通常的每采样。次求一次平均值,而是每采样一次就与近的m-l次历史采样值相加,此方法反应速度快,具有 很好的实时性,输入信号经过处理后用干信号显示或回路调节,有效地抑制了噪声干扰。
由干工业环境恶劣,干扰信号较多, I/ O信号传送距离较长,常常会使传送的信号有误。为提高系统运行的性,使PLC在信号出错倩况下能及时发现错误,并 能排除错误的影响继续工作,在程序编制中可采用软件容错技术。
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