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PLC为什么能够在工控行业长盛不衰
自从1969年美国研制出台PLC,几十年来PLC在工业中迅速发展,成为了自动化控制的主流,这期间虽然有部分新品面市,但都是作为PLC功能的补充,PLC的地位一直都在,是什么了PLC的地位长盛不衰呢?
1、可靠性高,抗干扰能力强。
工业生产一般对控制设备的可靠性要求很高,并且要有很强的抗干扰能力。PLC能在恶劣的环境中可靠的工作,平均无故障时间达到数万小时以上,已被公认为的工业控制设备之一。
PLC本身具有较强的自诊断功能,硬件核心设备(CPU、存储器、I/O总线等)在正常情况下执行用户程序,一旦出现故障则立即给出出错信号,停止用户程序的执行,切断所有输出信号,等待修复。PLC的主要模块均采用大规模和超大规模集成电路,I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路。在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有的考虑,在硬件上采用隔离,屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施,在软件上采用数字滤波等措施。与继电器系统和通用计算机相比,PLC更能适应工业现场环境要求。
2、硬件配套,使用方便,适应性强
PLC是通过执行程序实现控制的。当控制要求发生改变时,只要修改程序即可,限度地缩短了工艺更新所需要的时间。PLC的产品已标准化、系列化、模块化,而且PLC及配套产品的模块品种多,用户可以灵活方便地进行系统配置组合成各种不同规模、不同功能的控制系统。在PLC控制系统中,只需在PLC的端子上接入相应的输入/输出信号线即可,不需要进行大量且复杂的硬接线,并且PLC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。
3、编程直观、易学易会
PLC提供了多种编程语言,其中梯形图使用普遍。PLC是面向用户的设备,PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯,因此PLC程序的编制采用梯形图的简单指令形式。梯形图与继电原理图相似,这种编程语言形象直观,易学易懂,不需要的计算机知识和语言,现场工程技术人员可在短时间内学会使用。用户在购买PLC后,只需按说明书的提示,做少量的接线和进行简易的用户程序编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。
4、系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便
PLC用软件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,使控制柜的设计、安装、接线工作量大为减少。同时PLC的用户程序大部分可以在实验室进行模拟调试,模拟调试好后再将PLC控制系统安装到生产现场,进行联机调试,既安全,又快捷方便。
PLC的故障率很低,并且有完善的自诊断和显示功能。当发生故障时,可以根据PLC的状态指示灯显示或编程器提供的信息迅速查找到故障原因,排除故障。
5、体积小,能耗低
由于PLC采用了半导体集成电路,其体积小,重量轻,结构紧凑、功耗低、便于安装,是机电一体化的理想控制器。对于复杂的控制系统,采用PLC后,一般可将开关柜的体积缩小到原来的1/10~1/2。
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S7-200CPU上的两个通讯口基本一样,没有什么特殊的区别。它们可以各自在不同的模式、通讯速率下工作;它们的口地址甚至也可相同。分别连接到CPU上两个通讯口上的设备,不属于同一个网络。S7-200CPU不能充当网桥的作用。
15、S7-200CPU上的通讯口都能干什么用?
1)安装了编程软件Micro/WIN的编程电脑可以对plc编程
2)可以连接其他S7-200CPU的通讯口组成网络
3)可以与S7-300/400的MPI通讯口通讯
4)可以连接西门子的hmi设备(如TD200、TP170micro、TP170、TP270等)
5)可以通过OPCServer(PCAccessV1.0)进行数据发布
6)可以连接其他串行通讯设备
7)可以与第三方HMI通讯
16、S7-200CPU上的通讯口是否可以扩展?
不能扩展出与CPU通讯口功能完全一样的通讯口。
在CPU上的通讯口不够的情况下,可以考虑:
购买具有更多通讯口的CPU
考察连接设备的种类,如果其中有西门子的人机界面(HMI,操作面板),可以考虑增加EM277模块,把面板连接到EM277
17、S7-200CPU上的通讯口,通讯距离究竟有多远?
《S7-200系统手册》上给出的数据是一个网段50m,这是在符合规范的网络条件下,能够的通讯距离。凡超出50m的距离,应当加中继器。加一个中继器可以延长通讯网络50米。如果加一对中继器,并且它们之间没有S7-200CPU站存在(可以有EM277),则中继器之间的距离可以达到1000米。符合上述要求就可以做到非常可靠的通讯。
实际上,有用户做到了超过50m距离而不加中继器的通讯。西门子不能这样的通讯一定成功。
18、用户在设计网络时,应当考虑到哪些因素?
S7-200CPU上的通讯口在电气上是RS-485口,RS-485支持的距离是1000m
S7-200CPU上的通讯口是非隔离的,需要注意网络上的各通讯口电位相等
信号传输条件(网络硬件如电缆、连接器,以及外部的电磁环境)对通讯成功与否的影响很大
19、S7-200的有实时时钟吗?
CPU221、CPU222没有内置的实时时钟,需要外插“时钟/电池卡”才能获得此功能。CPU224、CPU226和CPU226XM都有内置的实时时钟。
20、如何设置日期、时间值,使之开始走动?
1)用编程软件(Micro/WIN)的菜单命令PLC》TimeofDayClock.。。,通过与CPU的在线连接设置,完成后时钟开始走动
2)编用户程序使用Set_RTC(设置时钟)指令设置。
21、智能模块的地址是如何分配的?
S7-200系统中除了数字量和模拟量I/O扩展模块占用输入/输出地址外,一些智能模块(特殊功能模块)也需要在地址范围中占用地址。这些数据地址被模块用来进行功能控制,一般不直接连接到外部信号。
CP243-2(AS-Interface模块)除了使用IB/QB作为状态和控制字节外,AI和AQ用于AS-Interface从站的地址映射。
22、Step7-Micro/WIN的兼容性如何?
目前常见的Micro/WIN版本有V4.0和V3.2。再老的版本,如V2.1,除了用于转化老项目文件,已经没有继续应用的价值。
不同版本的Micro/WIN生成的项目文件不同。高版本的Micro/WIN能够向下兼容低版本软件生成的项目文件;低版本的软件不能打开高版本
保存的项目文件。建议用户总是使用的版本,目前的版本是Step7-Micro/WINV4.0SP1。
23、通讯口参数如何设置?
缺省情况下,S7-200CPU的通讯口处于PPI从站模式,地址为2,通讯速率为9.6K。
要更改通讯口的地址或通讯速率,在系统块中的CommunicaitonPorts(通讯端口)选项卡中设置,然后将系统块下载到CPU中,新的设置才能起作用。
24、如何设置通讯口参数才能提高网络的运行性能?
假设一个网络中有2号站和10号站作为主站,(10号站的)高地址设置为15。则对于2号站来说,所谓地址间隙就是3到9的范围;对于10号站来说,地址间隙就是11到高站址15的范围,同时还包括0号和1号站。
网络通讯中的主站之间会传递令牌,分时单控制整个网络上的通讯活动。网络上的所有主站不会同时加入到令牌传递环内,因此由某个持有令牌的主站定时查看比自己高的站址是否有新的主站加入。刷新因数指的就是在第几次获得令牌后检查一次高站址。
如果为2号站设置了地址间隙因数3,则在2号站第三次拿到令牌时会检查地址间隙中的一个地址,看是否有新的主站加入。
设置比较大的因数会提高网络的性能(因为无谓的站址检查少了),但会影响新的主站加入的速度。如下设置会使网络的运行性能提高:
1)设置接近实际高站址的高地址
2)使所有主站地址连续排列,这样就不会再进行地址间隙中的新主站检测。
25、如何设置数据保持功能?
数据保持设置定义CPU如何处理各数据区的数据保持任务。在数据保持设置区中选中的就是要“保持”其数据内容的数据区。所谓“保持”就是在CPU断电后再上电,数据区域的内容是否保持断电前的状态。在这里设置的数据保持功能靠如下几种方式实现:
在这里设置的数据保持功能靠CPU内置的超级电容实现,超级电容放电完毕后,如果安装了外插电池(或CPU221/222用的时钟/电池)卡,则电池卡会继续数据保持的电源供电,直到放电完毕数据在断电前被自动写入相应的EEPROM数据区中(如果设置MB0-MB13为保持)
26、数据保持设置与EEPROM有什么关系?
如果将MB0-MB13共14个字节范围中的存储单元设置为“保持”,则CPU在断电时会自动将其内容写入到EEPROM的相应区域中,在重新上电后用EEPROM的内容覆盖这些存储区。
如果将其他数据区的范围设置为“不保持”,CPU会在重新上电后将EEPROM中数值复制到相应的地址。
如果将数据区范围设置为“保持”,如果内置超级电容(+电池卡)未能成功保持数据,则会将EEPROM的内容覆盖相应的数据区,反之则不覆盖。
27:设置的密码分哪几种?
在系统块中设置CPU密码以限制用户对CPU的访问。可以分等级设置密码,给其他人员开放不同等级的权限。
28、设置了CPU密码后,为何看不出密码已经生效?
在系统块中设置了CPU密码并下载后,因为你仍然保持了Micro/WIN与CPU的通讯连接,所以CPU不会对设置密码的Micro/WIN做保护。
要检验密码是否生效,可以:
1)停止Micro/WIN与CPU的通讯一分钟以上
2)关闭Micro/WIN程序,再打开
3)停止CPU的供电,再送电
29、数字量/模拟量有冻结功能吗?
数字量/模拟量输出表规定的是当CPU处于停机(STOP)状态时,数字量输出点或者模拟量输出通道如何操作。
此功能对于一些保持动作、运转的设备非常重要。如抱闸,或者一些关键的阀门等,不允许在调试西门子PLC时停止动作,就在系统块的输出表中进行设置。
数字量:在选中“Freezeoutputinlaststate”后,冻结后的状态,则在CPU进入STOP状态时数字量输出点保持停机前的状态(是1仍然是1,是0保持为0),同时下面的b.表不起作用如果未选中,那么选中的输出点会保持ON(1)的状态,未选中的为0。
模拟量:在选中“Freezeoutputinlaststate”后,冻结后的状态,则在CPU进入STOP状态时模拟量输出通道保持停机前的状态,同时下面的表不起作用,未选中时。在下面表中各个规定模拟量输出通道在CPU进入STOP状态时的输出值。
30、数字量输入滤波器是什么作用,该如何设置?
可以为CPU上的数字量输入点选择不同的输入滤波时间。如果输入信号有干扰、噪音,可调整输入滤波时间,滤除干扰,以免误动作。滤波时间可在0.20~12.8ms的范围中选择几档。如果滤波时间设定为6.40ms,数字量输入信号的有效电平(高或低)持续时间小于6.4ms时,CPU会忽略它;只有持续时间长于6.4ms时,才有可能识别。
另外:支持高速计数器功能的输入点在相应功能开通时不受此滤波时间约束。滤波设置对输入映像区的刷新、开关量输入中断、脉冲捕捉功能都有效。维修西门子模块 维修西门子模块

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