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SIMATIC S7-200

??西門(mén)子S7-200是超小型化的PLC，適用于各行各業(yè)，各種中的自動(dòng)檢測、監測及控制。?從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今大致經(jīng)歷了兩代：代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 21X，主機都可進(jìn)行擴展，它具有四種不同結構配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214；CPU 215和CPU 216。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 22X，是在21世紀初投放市場(chǎng)的，速度快，具有較強的通信能力。它具有四種不同結構配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除了CPU 221之外，其他都可加擴展模塊。

 SIMATIC S7-300

西門(mén)子 S7-300是模塊化小型PLC，能中等性能要求的應用。各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構成不同要求的。

從CPU模塊來(lái)分，S7-300 PLC大致可以分為緊湊型、型、革新性、戶(hù)外性、故障性、特種這幾類(lèi)。緊湊型CPU包括312C、313C、313C-2PtP、313C-2DP、314C-2PtP、314-2DP。型CPU有313、314、315、315-2DP、316-2DP。革新性CPU有312、314、315-2DP、317-2DP、318-2DP。戶(hù)外性CPU有312 IFM、314 IFM、314（戶(hù)外性）。故障性CPU有315F、315F-2DP、317F-2DP。特種性CPU包括317T-2DP、317-2PN/DP。二人急忙伸手接住，竟是兩面青銅令牌。

SIMATIC S7-400

S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。 S7-400 PLC采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設計，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶(hù)能根據需要組合成不同的。當控制規模擴大或升級時(shí)，只要適當地一些模板，便能使升級和充分需要。

SIMATIC S7-1200

西門(mén)子S7-1200是低端的離散自動(dòng)化和自動(dòng)化中使用的小型控制器模塊。SIMATIC S7-1200 具有集成 PROFINET 接口、強大的集成工藝功能和靈活的可擴展性等特點(diǎn)，為各種工藝任務(wù)提供了簡(jiǎn)單的通訊和SIMATIC S7-1200 小型可編程控制器充分于中小型自動(dòng)化的需求。在研發(fā)中充分考慮了、控制器、人機界面和的無(wú)縫整合和協(xié)調的需求。SIMATIC S7-1200 系列的問(wèn)世，標志著(zhù)西門(mén)子在原有產(chǎn)品系列基礎上拓展了產(chǎn)品版圖，代表了未來(lái)小型可編程控制器的發(fā)展方向，西門(mén)子也將一如既往開(kāi)拓創(chuàng )新，自動(dòng)化潮流。有效的解決方案，尤其多種應用中*不同的自動(dòng)化需求。 

 PLC應用及使用中應注意的問(wèn)題

    一、簡(jiǎn)述

    多年來(lái)，可編程控制器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PLC）從其產(chǎn)生到現在，實(shí)現了接線(xiàn)邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實(shí)現了邏輯控制到數字控制的進(jìn)步；其應用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現了單體設備簡(jiǎn)單控制到勝任運動(dòng)控制、過(guò)程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數字運算、人機接口和網(wǎng)絡(luò )的各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設備，在各行各業(yè)發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越大的作用。

    二、PLC的應用領(lǐng)域

    目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂(lè )等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類(lèi)：

    1．開(kāi)關(guān)量邏輯控制

    取代傳統的繼電器電路，實(shí)現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動(dòng)化流水線(xiàn)。如注塑機、印刷機、訂書(shū)機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線(xiàn)、電鍍流水線(xiàn)等。

    2．工業(yè)過(guò)程控制

    在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續變化的量（即模擬量），PLC采用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調節是一般閉環(huán)控制系統中用得較多的一種調節方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應用。

    3．運動(dòng)控制

    PLC可以用于圓周運動(dòng)或直線(xiàn)運動(dòng)的控制。一般使用的運動(dòng)控制模塊，如可驅動(dòng)步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場(chǎng)合。

    4．數據處理

    PLC具有數學(xué)運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。數據處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統。

    5．通信及聯(lián)網(wǎng)

    PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著(zhù)工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，現在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

    三、PLC的應用特點(diǎn)

    1．可靠性高，抗干擾能力強

    高可靠性是電氣控制設備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內部電路采取了*的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線(xiàn)及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個(gè)系統將*的可靠性。

    2．配套齊全，功能完善，適用性強

    PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。

    3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

    PLC是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。

    4．系統的設計，工作量小，維護方便，容易改造

    PLC用存儲邏輯代替接線(xiàn)邏輯，大大減少了控制設備外部的接線(xiàn)，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設備經(jīng)過(guò)改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。

    四、PLC應用中需要注意的問(wèn)題

    PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強，但當生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì )造成設備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC的正常運行，要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增強系統的抗干擾性能。因此在使用中應注意以下問(wèn)題：

    1．工作環(huán)境

    (1)溫度PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應足夠大。

    (2)濕度為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%（無(wú)凝露）。

    (3)震動(dòng)應使PLC遠離強烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續振動(dòng)。當使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。

    (4)空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。

    (5)電源PLC對于電源線(xiàn)帶來(lái)的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環(huán)境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當輸入端使用外接直流電源時(shí)，應選用直流穩壓電源。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯誤信息。

    2．控制系統中干擾及其來(lái)源

    現場(chǎng)電磁干擾是PLC控制系統中見(jiàn)也是易影響系統可靠性的因素之一，所謂治標先治本，找出問(wèn)題所在，才能提出解決問(wèn)題的辦法。因此必須知道現場(chǎng)干擾的源頭。

    (1)干擾源及一般分類(lèi)

    影響PLC控制系統的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場(chǎng)，對設備產(chǎn)生電磁輻射；磁場(chǎng)改變產(chǎn)生電流，電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線(xiàn)上感應的共態(tài)（同方向）電壓疊加所形成。共模電壓通過(guò)不對稱(chēng)電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統I/O模件損壞率較高的主要原因），這種共模干擾可為直流，亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

    (2)PLC系統中干擾的主要來(lái)源及途徑

    a.強電干擾

    PLC系統的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線(xiàn)路上感應電壓。尤其是電網(wǎng)內部的變化，刀開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線(xiàn)路傳到電源原邊。

    b.柜內干擾

    控制柜內的高壓電器，大的電感性負載，混亂的布線(xiàn)都容易對PLC造成一定程度的干擾。

    c.來(lái)自信號線(xiàn)引入的干擾

    與PLC控制系統連接的各類(lèi)信號傳輸線(xiàn)，除了傳輸有效的各類(lèi)信息之外，總會(huì )有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線(xiàn)受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線(xiàn)上的外部感應干擾，這是很?chē)乐氐?。由信號引入干擾會(huì )引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時(shí)將引起元器件損傷。

    d.來(lái)自接地系統混亂時(shí)的干擾

    接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會(huì )引入嚴重的干擾信號，使PLC系統將無(wú)法正常工作。

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    e.來(lái)自PLC系統內部的干擾

    主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

    f.變頻器干擾

    一是變頻器啟動(dòng)及運行過(guò)程中產(chǎn)生諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生傳導干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；二是變頻器的輸出會(huì )產(chǎn)生較強的電磁輻射干擾，影響周邊設備的正常工作。