在PLC上可以选择插入一张SD卡。该卡有3种用途:一是用于传递程序;二是用于传递固件升级包;三是为其CPU的内部载入内存(Load Memory)拓展。当然如果没有插入SD卡,PLC依然可以使用。
(5)使用TIA博途软件编程,可以应用一切软件专为本设备设计的新功能。
S7-200 SMART PLC的硬件
S7-200 SMART PLC是西门子公司在S7-200的基础上发展起来的小型PLC。它具有紧凑的设计、良好的扩展性、灵活的组态及功能强大的指令系统,提供了控制各种设备以满足自动化需要的灵活性和强大功能,可为各种控制应用提供完美的解决方案。本节主要介绍S7-200 SMART PLC的硬件结构、CPU模块、信号板、信号模块及集成的PROFINET接口。
1.2.1 S7-200 SMART PLC简介
S7-200 SMART PLC主要由CPU模块、信号板、信号模块、通信扩展模块和编程软件组成,各种模块安装在标准DIN导轨上。
1.CPU模块
S7-200 SMART PLC的CPU模块将微处理器、集成电源、输入电路和输出电路组合到一个结构紧凑的外壳中,形成功能强大的控制器。
在图1-3中:
① I/O的LED:输入指示灯亮,表示有输入信号接入PLC;输出指示灯亮,表示有输出信号驱动外部设备。
② 端子连接器:外部信号与PLC连接的接线端子。
③ 以太网通信端口:用于程序下载和设备组态。
④ 标准DIN导轨夹片:用来将PLC固定在导轨上。
⑤ 以太网状态LED(保护盖下方):LINK、RX/TX灯指示以太网工作状态。
⑥ 状态LED(RUN、STOP和ERROR):RUN指示灯亮表示PLC处于运行状态;STOP指示灯亮表示PLC处于停止状态;ERROR指示灯亮表示系统出现故障,PLC停止工作。
⑦ RS485通信端口:用于连接以RS485方式与PLC进行通信的设备的接口。
⑧ 可选信号板安装区(标准型):用于安装信号板或通信板。
⑨ 存储卡读卡器(保护盖下方,标准型):可以插入Micro SD卡,用于下载程序以及PLC固件版本的更新。
CPU模块相当于PLC的大脑,能根据用户程序逻辑监视输入并更改输出。用户程序可以包含布尔运算、计数、定时、复杂数学运算以及与其他智能设备的通信。
2.信号板
每块CPU模块内可以安装1块信号板(Signal Board,SB),安装后不会改变CPU模块的外形和体积。可以选择添加具有1路模拟量输入或输出的信号板、具有2路开关量输入/2路开关量输出的信号板、提供RS485/RS232接口的通信扩展板或者用于实时时钟长期备份的电池板。
西门子S7-400 PLC有更高的处理速度和高确定性的响应时间,能够确保制造业高速加工中的短机器循环周期。
在S7-400 PLC机架扩展中,IM460-0和IM461-1是配对使用的发送接口模块和接收接口模块,属于集中式扩展,大距离为3m。IM460-0有两个接口C1和C2,每个接口多可以连接4个扩展机架,模块多可以扩展8个机架。同时,IM460-0发送接口模块将P总线和K总线传输到扩展机架,有3个`LED(用于故障指示)、两个接口,通过468-1连接电缆连接扩展模块。
STEP7 V5.5是西门子S7-300、S7-400、ET200的编程软件,可以使用多种编程语言,采用FB、FC、DB结构化编程方法,
西门子S7-1200 PLC
西门子S7-1200 PLC具有集成PROFINET接口,以及运动控制、PID调节、高速计数等强大的功能,西门子S7-1200 CPU型号有CPU 1211C、CPU 1212C、CPU 1214C、CPU 1215C、CPU1217C及安全型CPU、户外型CPU
S7-1200 CPU由微处理器、集成电源模块、输入电路、输出电路组成。S7-1200 CPU集成了一个PROFINET网络通信接口
(1)数字量I/O:可以选用8点、16点和32点的数字量I/O模块来满足不同的控制需要。
(2)模拟量I/O:在工业控制中,某些输入量(温度、压力、流量、转速等)是模拟量,某些执行机构(如电动调节阀和变频器等)要求PLC输出模拟量信号,而有些PLC的CPU只能处理数字量。模拟量I/O模块的任务就是实现A/D转换和D/A转换。模拟量首先被传感器和变频器转换为标准量程的电压或电流,如4~20mA、1~5V、0~10V,PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。模拟量输出模块的D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流,再去控制执行机构。A/D和D/A的二进制位数反映了它们的分辨率,位数越多,分辨率越高。3.信号板SB(Signal Board)
通过信号板可以给CPU增加I/O。SB连接在CPU的前端
中型PLC一般指I/O点数为256~2048点、采用双CPU或多CPU、用户程序存储器的容量为2~8KB或更大的PLC,具有开关量和模拟量的控制功能以及更强的数字计算能力。由于中型PLC控制点数较多,控制功能很强,可用于对设备直接控制,还可以对多个下一级的PLC进行监控,适用于中型或大型控制系统的控制。西门子公司的S7-300系列、日本OMRON公司的C200H系列、日本三菱公司的Q系列的部分机型均属于中型PLC。
3)大型PLC
大型PLC一般指I/O点数大于2048点采用双CPU或多CPU(16位或32位)、用户程序存储器的容量为8~16KB或更大的PLC。由于其控制点数多,控制功能很强,有很强的计算能力,运行速度很高,不仅能完成较复杂的算术运算,还能进行复杂的矩阵运算。大型PLC不仅可用于对设备直接控制,还可以对多个下一级的PLC进行监控,组成一个集散的生产过程控制系统。大型PLC适用于设备自动化过程、过程自动化控制和过程监控系统。西门子公司的S7-400系列、日本OMRON公司的CVM1和CS1系列、日本三菱公司的Q系列的部分机型均属于大型PLC。
2.按PLC的控制性能分类
PLC按控制性能可以分为低档机、中档机和机。
1)低档机
这类PLC具有基本的控制功能和一般的运算能力,工作速度比较低,支持的输入和输出模块的数量和种类比较少。这类PLC只适合小规模的简单控制,在联网中一般适合作为从站使用。例如,西门子公司的S7-200系列就属于这一类。
2)中档机
这类PLC具有较强的控制功能和较强的运算能力,不仅能完成一般的逻辑运算,也能完成比较复杂的三角函数运算、指数运算和PID运算,工作速度比较快,支持的输入和输出模块的数量比较多,输入和输出模块的种类也比较多。这类PLC不仅能完成小规模的控制任务,也可以完成较大规模的控制任务,在联网中既可以作为从站使用,也可以作为主站使用。例如,西门子公司的S7-300系列就属于这一类。
3)机
这类PLC具有强大的控制功能和强大的运算能力,不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算,还能进行复杂的矩阵计算,工作速度很快,能够带动的输入和输出模块的数量很多,种类全面。这类PLC不仅能完成中等规模的控制任务,也可以完成规模很大的控制任务,在联网中一般作为主站使用。例如,西门子公司的S7-400系列就属于这一类。
PLC性能的一项主要指标。
运行速度是指操作处理时间的长短,可以用基本指令执行时间来衡量,时间越短越好,一般在微秒级以下。指令的功能越强,说明PLC的性能越佳。
元件种类和数量的多少不仅反映了PLC的性能,也说明了PLC的规模。I/O元件的数量说明了PLC的输入输出能力;I/O元件的种类(直流、交流、模拟量、高速计数、定位、PID)多少,说明了PLC性能的高低。
上海西门子S7-1500代理商
浔之漫智控技术(上海)有限公司
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3.主要性能指标介绍
1)存储容量
这里的存储容量指用户程序存储器的容量。存储容量决定了PLC可以容纳的用户程序的大小,一般以字节为单位计算。每1024字节为1KB。中、小型PLC的存储容量一般在8KB以下,大型PLC的存储容量可达到256KB~2MB。也有的PLC用存放用户程序指令的条数来表示容量,一般中、小型的PLC存储指令的条数为2000条。
2)输入/输出(I/O)点数
I/O点数指输入点数及输出点数之和。I/O点数越多,外部可接入的输入器件和输出器件就越多,控制规模就越大,因此I/O点数是衡量PLC规模的指标。国际上流行将I/O总点数在64点及以下的PLC称为微型PLC;64~256点的称为小型PLC;256~2048点的称为中型PLC;2048点以上的称为大型PLC。
3)扫描速度
扫描速度是指PLC执行程序的速度。一般以执行1KB所用的时间来衡量扫描速度。不同功能的指令执行速度差别较大,目前也有以布尔指令的执行速度来表征PLC工作的快慢。有些品牌的PLC在用户手册中给出执行各种指令所用的时间,可以通过比较各种PLC执行类似操作所用的时间来衡量PLC工作速度的快慢。
4)指令的功能和数量
指令功能的强弱及数量的多少体现了PLC能力的强弱。一般来说编程指令种类及条数越多,处理能力、控制能力就越强,用户程序的编制也就越容易。
5)内部元件的种类及数量
在编制程序时,需要用到大量的内部元件来存储变量、中间结果、定时计数信息、模块设置参数及各种标志位等。这类元件的种类及数量越多,表示PLC的信息处理能力越强。
6)智能单元的数量
为了完成一些特殊的控制任务,PLC厂商都为自己的产品设计了专用的智能单元,如模拟量控制单元、定位控制单元、速度控制单元以及通信工作单元等。智能单元种类的多少和功能的强弱是衡量PLC产品水平高低的重要指标。
7)扩展能力
PLC的扩展能力含I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展及各种模块的连接扩展等。绝大部分PLC可以用I/O扩展单元进行I/O点数的扩展;有的PLC可以使用各种功能模块进行扩展。但PLC的扩展功能总是有限制的。
在了解了PLC的各种指标后,就可以根据具体控制工程的要求,从众多PLC中选取合适的产品了。
3.按PLC的结构分类
PLC按结构可以分为整体式和组合式两类。
1)整体式
整体式结构的PLC把电源、CPU、存储器、I/O系统紧凑地安装在一个标准机壳内,作为一个整体,构成PLC的基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC,可以实现各种控制。控制点数不符合需要时,可再连接扩展单元,扩展单元不带CPU。基本单元和若干扩展单元可组成较大的系统。整体式结构的优点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便,其缺点是输入与输出点数有限定的比例。小型PLC多为整体式结构。例如西门子公司的S7-200系列和日本三菱公司的FX系列PLC即为整体式结构。