ET 200的集成功能
(1)电动机启动器
集成的电动机启动器用于异步电动机的单向或可逆启动,可以直接控制7.5kW以下的电动机,节省了动力电缆;馈电电缆大电流达40A,一个站可以带6个电动机启动器。
(2)气动系统
经过适当配置,ET 200能用于阀门控制。ET 200X很容易安装上这种阀门,直接由PROFIBUS总线控制,并由STEP 7软件包组态。
(3)变频器
ET 200X用于为电气传动工程的模块提供变频器的所有功能。
(4)智能传感器
光电式编码器或光电开关等可以与使用IQ Sense智能传感器的ET 200S进行通信。可以直接在控制器上进行所有设置,然后将数值传送到传感器。传感器出现故障时,系统诊断功能会自动发出报警信号。
(5)安全技术
ET 200可以在冗余设计的容错控制系统或安全自动化系统中使用。集成的安全技术能显著降低接线费用,包括紧急断开开关、安全门的监控以及众多与安全有关的电路。通过ET 200S故障防止模块、故障防止CPU和PROFISafe协议,与故障有关的信号也能同标准功能一样在PROFIBUS网络上进行传送。
(6)分布式智能
ET 200S中的IM 15I/CPU功能类似于大型S7控制器,可以用STEP 7对它编程。由于它用分布式智能传送I/O子任务,因而减轻了中央控制器的负担,能对某些对时间要求很高的信号快速作出响应,可以简化对部件的管理。
(7)功能模块
功能模块是用于ET 200M和ET 200S的附加模块,例如计数器、步进电动机或定位模块,以模块化的方法扩展分布式I/O的功能
ET 200分为以下几个子系列。
1)ET 200S:分布式I/O系统,特别适用于需要电动机启动器和安全装置的开关柜,一个站多可接64个子模块。
2)ET 200M:多通道模块化的分布式I/O,采用S7-300全系列模块,多可扩展8个模块,可以连接256个I/O通道,适用于大点数、高性能的应用。ET 200M户外型是为野外应用设计的,其温度范围可达−25℃~60℃。
3)ET 200is:本质安全系统,具有紧固和本质安全的设计,适用于有爆炸危险的区域。
4)ET 200X:具有高保护等级IP 65/67(NEMA4)的分布式I/O设备,其功能相当于S7-300的CPU 314,多允许7个具有多种功能的模块连接在一块基板上。它封装在一个坚固的玻璃纤维的塑料外壳中,可以直接安装在机器上,用于有粉尘和水流喷溅的场合。
5)ET 200eco:经济实用的分布式I/O,具有很高的保护等级(IP67),能在运行时更换模块。
6)ET 200R:适用于机器人,用于恶劣的工业环境,能抗焊接火花的飞溅。
7)ET 200L:小巧经济的分布式I/O,像明信片大小,适用于小规模的任务,可以十分方便地安装在DIN导轨上。
8)ET 200B:整体式的一体化分布式I/O,有交流或直流的数字量I/O模块和模拟量I/O模块,具有模块诊断功能。
ET 200S是模块化分布式I/O机架,它按“位”模块化设计,能**地适配自动化任务的要求。
IM 151-1接口模块用来将ET 200S连接到PROFIBUS DP,用于处理与PROFIBUS-DP主站的所有数据交换。目前IM 151-1接口模块有3种型号,分别为IM 151标准型(RS 485和FO)、IM 151高性能型(RS 485)和IM 151基本型(RS 485)。
2.IM 151-7 CPU接口模块[36]
IM 151-7 CPU接口模块用于SIMATIC ET 200S,带有集成CPU,可以增强整套设备和机器的有效性和系统的可用性。IM 151-7 CPU接口模块通过PROFIBUS DP总线进行编程,并提供全新的SIMATIC微存储卡,由于没有电池,因此免维护。另外,IM 151-7 CPU接口模块与S7-314的CPU功能一致。
西门子smart200一级总代理
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ET 200S CPU脱网运行模式时,IM 151-7 CPU作为PLC单独运行,功能与S7-314一致。ET 200S CPU联网运行模式时,IM 151-7 CPU作为智能型从站运行,CPU快速响应处理现场I/O信号,并与PROFIBUS主站交换数据。
如果使用用于IM 151-7 CPU接口模块的主站接口模块(订货号MLFB 6ES7 151-7AA10-0AB0),则可将IM 151-7 CPU接口模块升级为PROFIBUS主站,即在一个IM 151-7 CPU上扩展一个新的PROFIBUS子网,功能相当于S7-314 CPU中的DP主站组态接口。通过主站接口模块,可以低成本地实现多层PROFIBUS系统,从而提高整个系统的可用性,并在PROFIBUS子网上实现高速响应(高速率为12 Mbit/s,远传输距离为1000m)
传统的生产机械多采用继电器、接触器控制,这种控制系统通常称为继电器控制系统。继电器控制系统具有结构简单、价格低廉、容易操作等优点,但它同时又具有体积庞大、生产周期长、接线复杂、故障率高、可靠性及灵活性差等缺点,比较适用于工作模式固定、控制逻辑简单的工业应用场合。
随着工业生产的迅速发展,生产规模不断扩大,控制技术不断提高,传统的继电器控制系统越来越不适应现代工业发展的需要,迫切需要设计一种先进的自动控制装置。于是,1968年美国通用汽车公司(GM)便提出一种设想:把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来,制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化,采用面向控制过程、面向对象的语言编程。
1969年,美国数字设备公司(Digital Equipment Corporation,DEC)根据这一设想,研制成功了世界上台可编程序控制器PDP-14,并在汽车自动装配线上成功试用。该设备用计算机作为核心设备,其控制功能是通过存储在计算机中的程序来实现的,这就是人们常说的存储程序控制。由于当时主要用于顺序控制,只能进行逻辑运算,故称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。
这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等优点,很快在美国其他工业领域得到推广应用。到1971年,它已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业领域。
PLC的出现,受到了其他国家的高度重视。1971年,日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了台PLC(DSC-8)。1973年,西欧国家也研制出了PLC。
1.1.2 PLC的发展历史
从PLC的控制功能来分,PLC的发展经历了以下四个阶段。
阶段,台PLC问世到20世纪70年代中期,是PLC的初创阶段。
该时期的PLC产品主要用于逻辑运算、定时和计数,它的CPU由中小规模的数字集成电路组成,它的控制功能比较简单。该阶段的代表产品有莫迪康(Modicon)公司(现在属于施耐德电气旗下的一个品牌)的084、艾伦-布拉德利(Allen-Bradley,AB)公司(Allen-Bradley现属于罗克韦尔自动化旗下重要的品牌)的PDQII、DEC的PDP-14和日立(HITACHI)公司的SCY-022等。
第二阶段,20世纪70年代中期到末期,是PLC的实用化发展阶段。
该时期PLC产品的主要控制功能得到了较大的发展。随着多种8位微处理器的相继问世,PLC技术产生了飞跃发展。在逻辑运算功能的基础上,增加了数值运算、闭环调节功能,提高了运算速度,扩大了输入/输出规模。该阶段的代表产品有Modicon公司的184、284、384,西门子公司的SYMATIC S3系列,富士电机公司的SC系列等。
第三阶段,20世纪70年代末期到20世纪80年代中期,是PLC通信功能的实现阶段。
与计算机通信的发展相联系,PLC也在通信方面有了很大的发展,初步形成了分布式的通信网络体系。但是,由于生产厂家各自为政,通信系统自成系统,因此不同生产厂家的产品互相通信是较困难的。在该阶段,由于生产过程控制的需要,对PLC的需求大大增加,产品的功能也得到了发展,数学运算的功能得到了较大的扩充,产品的可靠性进一步提高。该阶段的代表产品有富士电机公司的MI-CREX和德州仪器(Texas Instruments,TI)公司的TI530等。
第四阶段,20世纪80年代中期至今,是PLC的开放阶段。
由于开放系统的提出,使PLC得到了较快的发展。主要表现为通信系统的开放,使各生产厂家的产品可以互相通信,通信协议的标准化使用户得到了好处。在这一阶段,产品的规模增大,功能不断完善,大、中型产品多数有CRT屏幕的显示功能,产品的扩展也因通信功能的改善而变得方便,此外,产品还采用了标准的软件系统,增加了编程语言等。该阶段的代表产品有西门子公司的SYMATIC S5和S7系列和AB公司的PLC-5等。
1.1.3 PLC的发展趋势
随着控制技术的发展,PLC的结构和功能得到了不断改进,各生产厂家不断推出功能更强的PLC产品,平均3~5年更新换代一次。PLC的发展可归纳为以下几个方面。1.小型化、专用化、低成本
随着微电子技术的发展,新型电子器件的广泛应用,PLC的功能大幅度地提高,而成本大幅度地降低。PLC的功能不断加强,将原来大、中型PLC才有的功能移植到小型PLC上。PLC结构更加紧凑、小巧,体积更小,安装和操作使用十分简便。由于PLC价格不断下降,使其真正成为继电器控制系统的替代产品。2.系列化、标准化、模块化
每个生产PLC的厂家都有自己的系列产品,同一系列的产品指令及使用向上兼容,以满足新机型的推广和使用。为了推动技术标准化的进程,一些国际性组织,如国际电工委员会(IEC),不断为PLC的发展制定一些新的标准,对各种类型的产品做一定的归纳或定义,对PLC未来的发展制定一种方向(或框架)。模块式结构使系统的构成更加灵活、方便;功能明确化、专用化的复杂功能由专门模块来完成。一般的PLC可分为主模块、扩展模块、I/O模块及各种高性能模块等,每种模块的体积都较小,相互连接方便,使用更简单,通用性更强。主机仅通过通信设备向模块发布命令和测试状态,这样使得PLC的系统功能进一步增强,控制系统设计进一步简化。3.高速化、大容量化和高性能化
大型PLC采用多微处理器系统,如有的采用了32位微处理器,可同时进行多任务操作,处理速度提高,存储容量大大增加。PLC的功能进一步加强,以适应各种控制的需要,使计算、处理功能进一步完善,特别是增强了过程控制和数据处理的功能。另外,PLC可以代替计算机进行管理、监控。智能I/O组件也将进一步发展,用来完成各种专门的任务(如位置控制、PID调节、远程通信等)。