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更新時間:2017-04-20 09:59:44瀏覽次數(shù):159次
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--- SIMATIC S7-300的大量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動和維護(hù)
通訊
---- SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口:
---- 這是一個經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案;方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能,這使得組態(tài)非常容易、簡單。
---- CPU 支持下列通訊類型:
通過PROFIBUS的過程通訊
---- S7-300通過通訊處理器,或通過集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。
---- 帶有PROFIBUS-DP主站/從站接口的CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高速的、用戶方便的分布式自動化組態(tài)。
---- 從用戶觀點(diǎn)出發(fā),通過PROFIBUS-DP分布式I/O就像處理集中的I/O一樣,具有相同的組態(tài)、地址和編程。
---- 下列設(shè)備可以作為主站:
---- 由于性能的原因,在一條線上不要連接2個以上的主站。
---- 下列設(shè)備可以作為從站:
通過AS-i的過程通訊
---- 對于AS-i接口總線,S7-300有合適的通訊處理器
---- (CP342-2)用來連接現(xiàn)場設(shè)備。 
數(shù)據(jù)通訊概述
---- S7-300 具有多樣的通訊方式。
---- 與全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對比,必須為通訊功能建立通訊連接。
通過CP的數(shù)據(jù)通訊(點(diǎn)對點(diǎn))
---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經(jīng)濟(jì)而方便的點(diǎn)到點(diǎn)鏈。在3種通訊接口的基礎(chǔ)上,有多種通訊協(xié)議可以使用。
通過多點(diǎn)接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊
---- 多點(diǎn)接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯(lián)網(wǎng)。
通過CP進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng))
---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連。
---- 可連接的包括
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模板的診斷及過程監(jiān)視
---- S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能:
診斷

---- 通過診斷可以確定模板所獲取的信號(例如數(shù)字量模板) 或模擬量處理 (例如模擬量模板) 是否正確。在診斷評估中,可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別。
---- 如果發(fā)送診斷信息(例如無編碼器電源),則模板執(zhí)行一個診斷中斷。此時CPU中斷執(zhí)行用戶程序,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB 82)。
| 數(shù)字量輸入/輸出模板 | |||
| 診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 |
| 無編碼器電源 無外部輔助電壓 無內(nèi)部輔助電壓 熔斷器熔 斷模板參數(shù)錯誤 | 編碼器電源過載編碼器 電源與 M 短路 模板 L+ 無電壓 模板 L+ 無電壓內(nèi)部模板 熔斷器損壞 內(nèi)部模板熔斷器損壞 傳向模板的參數(shù)錯誤 | 看門狗故障 EPROM故障 RAM故障 過程報警丟失 | 高電磁干擾模板損壞 高電磁干擾模板損壞 高電磁干擾模板損壞 過程中斷到達(dá)時間快于CPU處理時間 |
| 模擬量輸入模板 | |||
| 診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 |
| 無外部電壓 組態(tài)/參數(shù)錯誤 共模故障 斷線 | 模板L+無電壓 傳向模板的參數(shù)錯誤 輸入(M)與測量電路的參考 電勢差UCM太高 編碼器連接阻抗太高模板和傳感器之間斷線通道開路 | 測量范圍下溢 測量范圍上溢 | 輸入值低壓下限
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| 模擬量輸入模板 | |||
| 診斷信息 | 可能的錯誤原因 | 診斷信息 | 可能的錯誤原因 |
| 無外部電壓 組態(tài)/參數(shù)錯誤 | 模板L+無電壓 傳向模板的參數(shù)錯誤 | 對地短路 斷線 | 輸出過載輸出QV與MANA短路 執(zhí)行器阻抗太高模擬與執(zhí)行器之間斷線通道開路 |
| 過程中斷 | |||
| 通過過程中斷,可以對過程信號進(jìn)行監(jiān)視和響應(yīng)。 數(shù)字量輸入模板 根據(jù)設(shè)置的參數(shù),模板可以對每個通道組進(jìn)行過程中斷,可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可。CPU中斷執(zhí)行用戶程序,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40)。信號模板可以對每個通道的一個中斷進(jìn)行暫存。 模擬量輸入模板 通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進(jìn)行比較。如果超限,則執(zhí)行過程中斷。 CPU中斷執(zhí)行用戶程序,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級的中斷,來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40)。 | |||
| S7-300、S7-300F總體技術(shù)規(guī)范 | |||
| 保護(hù)等級 | 符合IEC 529的IP 20 | ||
環(huán)境溫度
| 0 - 60oC 0 - 40oC | ||
| 相對濕度 | 5 - 95%,無凝結(jié) | ||
| 大氣壓 | 750 - 1080 hPa | ||
隔離
| 500VDC測試電壓 1460VAC測試電壓 | ||
| 電磁兼容 | 符合EMC需求: 噪聲抑制 EN 50082-2,測試: IEC 801-2,ENV 50140,IEC 801-4,ENV 50141,IEC 801-5; 輻射干擾EN 50081-2,測試EN55011,*,第1組 | ||
| 機(jī)械強(qiáng)度 | IEC 68,2-6部分/10-58Hz; 恒定振幅 0.075mm; 58-150Hz,恒定加速度 1g; IEC 68,2-27部分/半波正弦: 沖擊強(qiáng)度:15g(峰值),持續(xù)時間11ms | ||
| S7-300戶外型??傮w技術(shù)規(guī)范 | |||
| 氣候運(yùn)行條件 | |||
| 溫度 | 水平安裝:-25oC-60oC 0 - 40oC 垂直安裝:-25oC-40oC | ||
| 相對濕度 | 5 - 95%,允許短時凝結(jié) | ||
| 短時結(jié)冰 | -25oC-0oC,IEC 721 3-3,級別3K5 | ||
| 大氣壓 | 750 - 1080 hPa, 對應(yīng)高度:-1000至2000m | ||
| 污染濃度 | SO2:<0.5ppm,相對濕度<60%,測試:10ppm,4天H2S:<0.1ppm,相對濕度<60%,測試:1ppm,4天 | ||
zui初,PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
如今,PLC不僅用于開關(guān)量控制,還用于模擬量及數(shù)字量的控制,可采集與存儲數(shù)據(jù),還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控;還可聯(lián)網(wǎng)、通訊,實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色。。
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1用于開關(guān)量控制
PLC控制開關(guān)量的能力是很強(qiáng)的。所控制的入出點(diǎn)數(shù),少的十幾點(diǎn)、幾十點(diǎn),多的可到幾百、幾千,甚至幾萬點(diǎn)。由于它能聯(lián)網(wǎng),點(diǎn)數(shù)幾乎不受限制,不管多少點(diǎn)都能控制。
所控制的邏輯問題可以是多種多樣的:組合的、時序的;即時的、延時的;不需計數(shù)的,需要計數(shù)的;固定順序的,隨機(jī)工作的;等等,都可進(jìn)行。
PLC的硬件結(jié)構(gòu)是可變的,軟件程序是可編的,用于控制時,非常靈活。必要時,可編寫多套,或多組程序,依需要調(diào)用。它很適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場多工況、多狀態(tài)變換的需要。
用PLC進(jìn)行開關(guān)量控制實例是很多的,冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織等等,幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。目前,PLC首用的目標(biāo),也是別的控制器無法與其比擬的,就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制。
2用于模擬量控制
模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等等,它的大小是連續(xù)變化的。工業(yè)生產(chǎn),特別是連續(xù)型生產(chǎn)過程,常要對這些物理量進(jìn)行控制。
作為一種工業(yè)控制電子裝置,PLC若不能對這些量進(jìn)行控制,那是一大不足。為此,各PLC廠家都在這方面進(jìn)行大量的開發(fā)。目前,不僅大型、中型機(jī)可以進(jìn)行模擬量控制,就是小型機(jī),也能進(jìn)行這樣的控制。
PLC進(jìn)行模擬量控制,要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D、D/A單元。它也是I/O單元,不過是特殊的I/O單元。
A/D單元是把外電路的模擬量,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后送入PLC。D/A單元,是把PLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,再送給外電路。
作為一種特殊的I/O單元,它仍具有I/O電路抗干擾、內(nèi)外電路隔離,與輸入輸出繼電器(或內(nèi)部繼電器,它也是PLC工作內(nèi)存的一個區(qū)??勺x寫)交換信息等等特點(diǎn)。
這里的A/D中的A,多為電流,或電壓,也有為溫度。D/A中的A,多為電壓,或電流。電壓、電流變化范圍多為0~5V,0~10V,4~20mA。有的還可處理正負(fù)值的。
這里的D,小型機(jī)多為8位二進(jìn)制數(shù),中、大型多為12位二進(jìn)制數(shù)。
A/D、D/A有單路,也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。
有了A/D、D/A單元,余下的處理都是數(shù)字量,這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強(qiáng),不僅可進(jìn)行數(shù)字的加、減、乘、除,還可開方,插值,還可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。有的還有PID指令,可對偏差制量進(jìn)行比例、微分、積分運(yùn)算,進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。計算機(jī)能算的它幾乎都能算。
這樣,用PLC實現(xiàn)模擬量控制是*可能的。控制的單位值可小到212分之一的測量程值,多數(shù)也是足夠的。
PLC進(jìn)行模擬量控制,還有A/D、D/A組合在一起的單元,并可用PID或模糊控制算法實現(xiàn)控制,可得到很高的控制質(zhì)量。
用PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是,在進(jìn)行模擬量控制的同時,開關(guān)量也可控制。這個優(yōu)點(diǎn)是別的控制器所不具備的,或控制的實現(xiàn)不如PLC方便。
當(dāng)然,若純?yōu)槟M量的系統(tǒng),用PLC可能在性能價格比上不如用調(diào)節(jié)器。這也是應(yīng)當(dāng)看到的。
3用于數(shù)字量控制
實際的物理量,除了開關(guān)量、模擬量,還有數(shù)字量。如機(jī)床部件的位移,常以數(shù)字量表示。
數(shù)字量的控制,有效的辦法是NC,即數(shù)字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國的基于計算機(jī)的控制技術(shù)。當(dāng)今已很普及,并也很*。目前,*國家的金屬切削機(jī)床,數(shù)控化的比率已超過40%~80%,有的甚至更高。
PLC也是基于計算機(jī)的技術(shù),并日益*。故它也*可以用于數(shù)字量控制。
PLC可接收計數(shù)脈沖,頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈沖,還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達(dá)幾十k。有了這兩種功能,加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力,若再配備相應(yīng)的傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器)或脈沖伺服裝置(如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)),則*可以依NC的原理實現(xiàn)種種控制。
高、中檔的PLC,還開發(fā)有NC單元,或運(yùn)動單元,可實現(xiàn)點(diǎn)位控制。運(yùn)動單元還可實現(xiàn)曲線插補(bǔ),可控制曲線運(yùn)動。所以,若PLC配置了這種單元,則*可以用NC的辦法,進(jìn)行數(shù)字量的控制。
新開發(fā)的運(yùn)動單元,甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語言,為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。
4用于數(shù)據(jù)采集
隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如OMRON公司的PLC,前期產(chǎn)品C60P的DM區(qū)僅64個字,而后來的C60H達(dá)到1000個字;到了CQMI可多達(dá)6000個字。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲區(qū),可以存儲大量數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集可以用計數(shù)器,累計記錄采集到的脈沖數(shù),并定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。
數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元,當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,再定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。
PLC還可配置上小型打印機(jī),定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。
PLC也可與計算機(jī)通訊,由計算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出,并由計算機(jī)再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時,PLC即成為計算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。
電業(yè)部門曾這么使用PLC,用以實時記錄用戶用電情況,以實現(xiàn)不同用電時間、不同計價的收費(fèi)辦法,鼓勵用戶在用電低谷時多用電,達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的。
5用于進(jìn)行監(jiān)控
PLC自檢信號很多,內(nèi)部器件也很多,多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。
其實,*可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控,或?qū)刂茖ο筮M(jìn)行監(jiān)控。
這里介紹一種用PLC定時器作看門狗,對控制對象工作情況進(jìn)行監(jiān)控的思路。
如用PLC控制某運(yùn)動部件動作,看施加控制后動作進(jìn)行了沒有,可用看門狗辦法實現(xiàn)監(jiān)控。具體作法是在施加控制的同時,令看門狗定時器計時。如在規(guī)定的時間內(nèi)動作完成,即定時器未超過警戒值的情況下,已收到動作完成信號,則說明控制對象工作正常,無需報警。
若超時,說明不正常,可作相應(yīng)處理。
如果控制對象的各重要控制環(huán)節(jié),都用這樣一些看門狗"看"著,那系統(tǒng)的工作將了如指掌,出現(xiàn)了問題,卡在什么環(huán)節(jié)上也很好查找。
還有其它一些監(jiān)控工作可做。對一個復(fù)雜的控制系統(tǒng),特別是自動控制系統(tǒng),監(jiān)控以至進(jìn)一步能自診斷是非常必要的。它可減少系統(tǒng)的故障,出了故障也好查找,可提高累計平均*運(yùn)行時間,降低故障修復(fù)時間,提高系統(tǒng)的可靠性。
6用于聯(lián)網(wǎng)、通訊
PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強(qiáng),不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。
PLC可與個人計算機(jī)相連接進(jìn)行通訊,可用計算機(jī)參與編程及對PLC進(jìn)行控制的管理,使PLC用起來更方便。
為了充分發(fā)揮計算機(jī)的作用,可實行一臺計算機(jī)控制與管理多臺PLC,多的可達(dá)32臺。也可一臺PLC與兩臺或更多的計算機(jī)通訊,交換信息,以實現(xiàn)多地對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。
PLC與PLC也可通訊。可一對一PLC通訊。可幾個PLC通訊。可多到幾十、幾百。
PLC與智能儀表、智能執(zhí)行裝置(如變頻器),也可聯(lián)網(wǎng)通訊,交換數(shù)據(jù),相互操作。
可聯(lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),系統(tǒng)范圍面可大到10公里或更大。
可組成局部網(wǎng),不僅PLC,而且高檔計算機(jī)、各種智能裝置也都可進(jìn)網(wǎng)??捎每偩€網(wǎng),也可用環(huán)形網(wǎng)。網(wǎng)還可套網(wǎng)。網(wǎng)與網(wǎng)還可橋接。聯(lián)網(wǎng)可把成千上萬的PLC、計算機(jī)、智能裝置組織在一個網(wǎng)中。
網(wǎng)間的結(jié)點(diǎn)可直接或間接地通訊、交換信息。
聯(lián)網(wǎng)、通訊,正適應(yīng)了當(dāng)今計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)及智能化工廠發(fā)展的需要。它可使工業(yè)控制從點(diǎn)(Point)、到線((Line)再到面(Aero),使設(shè)備級的控制、生產(chǎn)線的控制、工廠管理層的控制連成一個整體,進(jìn)而可創(chuàng)造更高的效益。這個無限美好的前景,已越來越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的面前。
以上幾點(diǎn)應(yīng)用是著重從質(zhì)上講的。從量上講,PLC有大、有小。所以,它的控制范圍也可大、可小。小的只控制一個設(shè)備,甚至一個部件,一個站點(diǎn);大的可控制多臺設(shè)備,一條生產(chǎn)線,以至于整個工廠。可以說,工業(yè)控制的大小場合,都離不開PLC。
一般講,工業(yè)生產(chǎn)過程可分為兩種類型;連續(xù)型生產(chǎn)過程(如化學(xué)工業(yè))及非連續(xù)型,即離散型生產(chǎn)過程(如機(jī)械制造業(yè))。前者生產(chǎn)對象是連續(xù)的,分不出件的;后者為離散的,一件件的。由于PLC有上述幾個方面的應(yīng)用,而且,控制的規(guī)模又可大、可小,所以,這兩種類型的生產(chǎn)過程都有其用武之地。
事實上,PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。從行業(yè)看,冶金、機(jī)械、化工、輕工、食品、建材等等,幾乎沒有不用到它的。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它,一些非工業(yè)過程,如樓宇自動化、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控,水利灌溉也用到它。
PLC能有上述幾個范圍廣泛的應(yīng)用,是PLC自身特點(diǎn)決定的,也是PLC技術(shù)不斷*的結(jié)果。
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