安阳西门子中国授权总代理商

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5000点），et200(分布式，高防护等级 200点到2000点)
3、、常用的是s7-200cn和s7-300

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卡
客户主要用cpu单元和可扩展io模块，

s7-300是模块化plc，记电源模块，cpu模块，存储卡模块，io模块，导轨，
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可编程控制器的软硬件组成详细介绍 可编程序控制器(programmablecontroller)原本应简称pc，为了与个人计算机专称pc相区别，所以可编程序控制器简称定为plc(programmablelogiccontroller)，但并非说plc只能控制逻辑。plc是专门针对工业应用设计的，自带直观、简单并易于编程语言的工业现场控制装置。plc的基本组成plc基本组成包括处理器(cpu)、存储器、输入/输出接口(缩写为i/o，包括输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口等)、外部设备编程器及电源模块组成，见图1。plc内部各组成单元之间通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接，外部则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置构成plc控制。图1 plc的基本组成 1. 处理器处理器(cpu)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。cpu通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。小型plc的cpu采用8位或16位微处理器或单片机，如8031、m68000等，这类芯片价格很低；中型plc的cpu采用16位或32位微处理器或单片机，如8086、96系列单片机等，这类芯片主要特点是集成度高、运算速度快且可靠性高；而大型plc则需采用高速位片式微处理器。cpu按照plc内程序赋予的功能指挥plc控制完成各项工作任务。 2. 存储器 plc内的存储器主要用于存放程序、用户程序和数据等。1)程序存储器plc程序决定了plc的基本功能，该部分程序由plc制造厂家编写并固化在程序存储器中，主要有程序、用户指令解释程序和功能程序与程序调用等部分。程序主要控制plc的运行，使plc按正确的次序工作；用户指令解释程序将plc的用户指令转换为机器语言指令，传输到cpu内执行；功能程序与程序调用则负责调用不同的功能子程序及其程序。程序属于需长期保存的重要数据，所以其存储器采用rom或eprom。rom是只读存储器，该存储器只能读出内容，不能写入内容，rom具有非易失性，即电源断开后仍能保存已存储的内容。eperom为可电擦除只读存储器，须用紫外线照射芯片上的透镜窗口才能擦除已写入内容，可电擦除可编程只读存储器还有e2prom、flash等。2)用户程序存储器用户程序存储器用于存放用户载入的plc应用程序，载入初期的用户程序因需修改与调试，所以称为用户调试程序，存可以随机读写操作的随机存取存储器ram内以方便用户修改与调试。通过修改与调试后的程序称为用户执行程序，由于不需要再作修改与调试，所以用户执行程序就被固化到eprom内长期使用。 3)数据存储器plc运行中需生成或调用中间结果数据(如输入/输出元件的状态数据、定时器、计数器的预置值和当前值等)和组态数据(如输入输出组态、设置输入滤波、脉冲、输出表配置、定义存储区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配置、通信组态等)，这类数据存工作数据存储器中，由于工作数据与组态数据不断变化，且不需要长期保存，所以采用随机存取存储器ram。ram是一种高密度、低功耗的半导体存储器，可用锂电池作为备用电源，一旦断电就可通过锂电池供电，保持ram中的内容。 3. 接口输入输出接口是plc与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。plc的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输入等类型；输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路，晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载；继电器输出为有触点输出型电路，用于低频负载。现场控制或检测元件输入给plc各种控制，如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等，通过输入接口电路将这些转换成cpu能够接收和处理的。输出接口电路将cpu送出的弱电控制转换成现场需要的强电输出，以驱动电磁阀、器等被控设备的执行元件。1)输入接口输入接口用于接收和采集两种类型的输入，一类是由按钮、转换开关、行程开关、继电器触头等开关量输入；另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入。以图2所示的直流输入接口电路为例，r1是限流与分压电阻，r2与c构成滤波电路，滤波后的输入经光耦合器t与内部电路耦合。当输入端的按钮接通时，光耦合器t导通，直流输入被转换成plc能处理的5v电平(简称ttl)，同时led输入指示灯亮，表示接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路组成，这些电路集成在一个芯片上。交流输入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似。图2 直流输入接口电路滤波电路用以输入触头的抖动，光电耦合电路可防止现场的强电进入plc。由于输入电与plc内部电路之间采用光耦合，所以两者在电气上隔离，使输入接口具有抗能力。现场的输入通过光电耦合后转换为5v的ttl送入输入数据寄存器，再经数据总线传送给cpu。2)输出接口输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制。常用执行元件有器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成，与输入接口电路类似，内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗电隔离。微电脑输出接口电路一般由输出数据寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路集成在芯片上，cpu通过数据总线将输出送到输出数据寄存器中，功率放大电路是为了适应工业控制要求，将微电脑的输出放大。3)其它接口 若主机单元的i/o数量不够用，可通过i/o扩展接口电缆与i/o扩展单元(不带cpu)相接进行扩充。plc还常配置连接各种设备的接口，可通过电缆实现串行通信、eprom写入等功能。 4. 编程器编程器作用是将用户编写的程序下载至plc的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调户程序，用户程序的执行，显示plc状态、内部器件及的参数等。编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型plc的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。目前plc制造厂家大都了计算机辅助plc编程支持，当个人计算机安装了plc编程支持后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和plc之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控plc运行状态等。5. 电源plc的电源将外部供给的交流电转换成供cpu、存储器等所需的直流电，是整个plc的能源供给中心。plc大都采用高的工作性好、抗能力强的开关稳压电源，许多plc电源还可向外部提供直流24v稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化配置。西门子plc用集成脉冲输出触发步进电机驱动器 西门子cpu214有两个脉冲输出，可以用来产生控制步进电机驭动器的脉冲。功率驭动器将控制脉冲按照某种转换成步进电机线圈的电流，产生磁场，使得转子只能按固定的步数(步角a)来改变它的位置。连续的脉冲序列产生与其对应的同(同步机)步序列。如果控制足够高，步进电机的转动可看作一个连续的转动。本例叙述用q0.0的输出脉冲触发步进电机驭动器。当输入端i1.0发出“start”(起动)后，控制器将输出固定数目的方波脉冲，使步进电机按对应的步数转动。当输入端i1.1发出“stop"(停止)后，步进电机停比转动。接在输入端i1.5的方向开关位置决定电机正转或反转。例图 硬件要求 程序框图 程序和注释 一、初始化在程序的个扫描周期(0.1=1)，为两种脉冲输出功能(pto和ptw)选择参数，本例从中选择了pto，并规定了脉冲周期和脉冲数。二、选择转动方向用接在输入端i1.5的开关来选择转动方向。如果i1.5=1，将输出q0.2置成高电位，那么电机逆时针转动。如果i1.5=0，将输出q0.2置成低电位，那么电机顺时针转动。为保护电机避免漏步，电机转动方向的改变只能在电机处于停比状态(m0.1=0)时进行。三、起动电机 起动电机的3个条件如下: 1.按“start”(起动)按钮，在输入端i1.0产生脉冲上升沿(从0升到1 );2.无联锁，即联锁标志m0.2=0; 3.电机处于停比状态，即操作标志m0.1=0。 如果同时具备上述3个条件，则将m0.1置位(m0.1=1，控制器执行pls0指令，在输出端q0.0输出脉冲，其它必须预先具备的条件，己经在扫描(0.1=1)设置，主要是脉冲输出功能的基本数据。例如，时基、周期和脉冲数。这些数据置于相应的属于pto/pwm的特殊存储字w68，w70和d72。四、停止电位 停止电机的2个条件如下: 1.按“stop"(停止)按钮，在输入端i1.1产生脉冲上升沿(从0升到1);2.电机处于转状态，即操作标志m 0.1=1。如果同时具备上述2个条件，则将标志m0.1复位(m0.1=0)，并中断输出端q0.0的脉冲输出。这与执行plso指令有关，它将脉宽调制(pwm)输出的脉冲宽度减为0(所需的基本设置己在个扫描周期中定义了)，因而输出被。在完整的脉冲序列输出后，中断程序0将标志m0.1复位(m0.1=0)，从而使电机能够重新起动。为*清晰起见，这部分程序小包括在本例程序流程图中。五、联锁为保护人员和设备的女全，在按“stop"(停n)按钮(i1.1之后，必须规定驭动器联锁(或称阻塞)，将联锁标志m0.2置位(m0.2=1)，立即关断驭动器。只有在m0.2复位(m0.2=0)后，才能重新起动电机。当“stop”按钮松开后，为防比电机的意外起动，只有在“start”按钮(i1.0)和“stop”按钮i1.1都松开后，才能将m0.2复位(m0.2=0)如要再次起动电机，则必须再发出一个起动。六、程序清单

如客户不知道型号，*确定用哪个系列的plc，如如客户没有确定用哪个系
列，就问客户大概用多少点（如200点以内**200cn，200点以上**s7-300）。
确定哪个系列后再确定型号，如是s7-200cn系列，要确定客户是订购cpu还是io模块，如是cpu，*确定是多少点数的cpu（看样本），再确定为继电器输出（cpu可接220v交流电）还是晶体管输出(cpu只能接24v直流电)，
如是io模块，也是确定多少点数，也分为继电器输出和晶体管输出，问清客户cpu是什么类型，io模块也选什么类型

cpu 312，用于小型工厂

cpu 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂

cpu 315-2 dp，用于具有中/大规模的程序量以及使用profibus dp进行分布式组态的工厂

cpu 315-2 pn/dp，用于具有中/大规模的程序量以及使用profibus dp和profinetio进行分布式组态的工厂，在profinet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

cpu 317-2 dp，用于具有大容量程序量以及使用profibus dp进行分布式组态的工厂

cpu 317-2 pn/dp，用于具有大容量程序量以及使用profibus dp和profinetio进行分布式组态的工厂，在profinet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

cpu 319-3 pn/dp，用于具有*大容量程序量何组网能力以及使用profibus dp和profinetio进行分布式组态的工厂，在profinet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

下列紧凑型cpu 可以提供：

cpu 312c，具有集成数字量 i/o 以及集成计数器功能的紧凑型 cpu

cpu 313c，具有集成数字量和模拟量 i/o 的紧凑型 cpu

cpu 313c-2 ptp，具有集成数字量 i/o 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 cpu

cpu 313c-2 dp，具有集成数字量 i/o 、profibus dp 接口和集成计数器功能的紧凑型 cpu

cpu 314c-2 ptp，具有集成数字量和模拟量 i/o 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 cpu

cpu 314c-2 dp，具有集成数字量和模拟量 i/o、profibus dp 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 cpu

下列技术型cpu 可以提供：

cpu 315t-2 dp，用于使用 profibusdp进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。

cpu 317t-2 dp，用于使用 profibusdp进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂

下列故障安全型cpu 可以提供：

cpu 315f-2 dp，用于采用 profibus dp 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂

cpu 315f-2 pn/dp，用于具有中/大规模的程序量以及使用profibus dp和profinetio进行分布式组态的工厂，在profinet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

cpu 317f-2 dp，用于具有大容量程序量以及使用profibus dp进行分布式组态的故障安全工厂

cpu 317f-2 pn/dp，用于具有大容量程序量以及使用profibus dp和profinetio进行分布式组态的工厂，在profinet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能

cpu 319f-3 pn/dp，用于具有大容量程序量以及使用profibus dp和profinet io进行分布式组态的故障安全型simatic s7-300 plc构成和扩展 1. simatic s7-300 plc构成主要组成部分有导轨(rack)、电源模块(ps)、处理单元模块(cpu)、接口模块(im)、模块()、功能模块(fm)等。通过mpi网的接口直接与编程器pg、操作员面板op和其它s7plc相连（见图3-1）。 除了电源模块、cpu模块和接口模块外，一个机架上多只能再安装8个模块或功能模块。 2. simatics7-300 plc的扩展 s7-300plc多可扩展4个机架，由im360/im361接口模块将s7-300背板总线从一个机架连接到下一个机架。 1. 模拟量输入模块331（1）ai模板的类型模拟量输入(简称ai)模块331目前有三种规格型号，即8ai×l2位模块、2ai×l2位模块和8ai×l6位模块。（2）ai模板的特点 331主要由a/d转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。 2.模拟量输出模块332 （1）ao模板的类型模拟量输出(简称模出(ao))模块332目前有三种规格型号，即4ao×l2位模块、2ao×12位模块和4ao×l6位模块。（2）ao模板的特点 332与负载/执行装置的连接：332可以输出电压，也可以输出电流。 3. 模拟量i/o模块334模拟量i/o模块334有两种规格，一种是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为8位，另一种也是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为12位。334模块输入测量范围为0～10 v或0～20 ma，输出范围为0～10 v或0～20 ma西门子s7-200系列plc在旋挖钻机上的应用zr200型旋挖钻机是湖南省长沙市长沙中联重工科技发展股份有限公司（简称中联重科）自主研制的一种建筑基础工程中成孔作业的施工机械。中联重科是我国工程机械制造业的*企业，主要从事建筑工程、能源工程、交通工程等**基础设施建设工程所需重大高新技术装备的研发制造。zr200型旋挖钻机中联重科zr200型旋挖钻机是一种大口径桩基工程的成孔设备，采用*可拓展履带底盘、自行起落折叠桅杆、可伸缩钻杆和液压先导控制。具有自动检测孔深、垂直度自动、回转自动定位、彩色液晶屏直接监控显示工作状态参数和防误操作的逻辑功能控制，是大口径桩基础工程的成孔设备。据统计，在相同的地层中，旋挖钻机的成孔速度是转盘钻机的5～10倍。在国外发达旋挖钻机早已作为灌注桩的主要施工机种。近几年旋挖钻机在国内已广泛应用于铁路、公路桥梁、**建设、高层建筑等地基础钻孔灌注桩工程。右图为中联重科zr200型旋挖钻机照片。zr200型旋挖钻机的控制采用西门子s7-200系列plc的cpu224主模块、em223扩展模块及em222扩展模块各一个，实现对旋挖钻机液压系统电磁阀的自动控制、外部传感检测及与液晶屏通讯实现人机界面等功能。 二、控制方案设计旋挖钻机结构复杂、外部传感装置分布较多、各机构逻辑性强，且作业时工况恶劣、机身振动强烈，需要设计采用可靠、功能丰富的控制部件以完成其控制功能。同时操作人员也需要通过清晰、直观的人机界面对设备进行的与控制。通过选型对比，设计方案上采用西门子s7-200系列plc作为控制的**实现对旋挖钻机的控制、proface*gp系列液晶屏作为人机界面对话设备，与外部传感装置、液压执行机构组成机电液一体化。下图为控制结构框图：屏作为人机界面对话设备，主要进行钻进深度、回转角度的显示、深度设置、时间校对、及实现有关功能切换、按钮、指示、调试等功能。共设有：主作业画面、参数设置画面、记录画面、调试画面。其中主作业画面是操作人员工作时的主要对话界面。下图为主作业画面图：三、控制主要功能西门子s7-200系列plc是西门子公司为用户解决中小型自动化控制的主力产品。它具有运算速度快、功能齐全、性能可靠、可灵活组合等特点，在全球的中小型自动化控制领域应用非常广泛。以下**介绍s7-200系列plc在旋挖钻机上的应用。1、双向高速计数检测s7-214cpu模块具有多路高速计数输入检测端口，可灵活设计实现多路单向、双向计数的检测。在旋挖钻机上应用其双向高速计数功能实现了上车回转角度检测、钻头钻孔深度检测。旋挖钻机上车部分为液压驱动的机构。在设计中采用编码器检测其转动角度，通过对编码器a、b两路脉冲的检测，plc的双向高速计数输入端可准确计算出旋挖钻机上车的相对角度（0-360o）变化值。同时plc的复位输入端检测编码器的c相，在上车每次回转至编码器的一固定位置时将高速计数器内变量清零，可各种原因造成的计数误差，保证计数的准确性。钻头钻孔深度检测的原理与上车回转角度检测基本相同，但复位采用按钮输入，由操作人员根据情况校准钻头深度零位值。在检测运算中计数值为钻头深度变化值。2、左右控制手柄多路按钮的检测旋挖钻机的控制主要通过驾驶座椅左右两个控制手柄的多个按钮控制实现，通过对plc的指令编程，可转换实现按钮的上升沿、下降沿、延时控制等多种逻辑功能。3、外部传感的检测西门子s7-200系列plc输入检测采用光耦隔离电流检测，可隔离输入线上因各种原因引起的非正常电气，电流检测可有效防止外部强对正常的检测。同时各输入端输入的滤波时间可根据需要分别设置。旋挖钻机各机构、控制复杂，在使用中容易因误操作造成设备损坏。在设计中对各机构关键部位均安装了外部传感装置检测其状态，当出现紧急情况时plc将通过外部传感装置控制相应机构立即保护，保护人身和设备安全。4、实现对液压执行机构的控制西门子s7-200系列plc的继电输出模块可直接控制液压的直流电磁线圈，只需在电磁线圈两端并接外部二极管，可的保护并内部继电器触点的使用寿命。5、与proface的gp系列液晶屏通讯实现方便、直观的人机界面对话显示。利用214cpu模块上的485通讯接口与proface的gp系列液晶屏通讯，将plc检测计算的旋挖钻机各参数直观的显示在屏上，同时可直接通过屏实现对液压的控制和调试。plc在中联重科zr200型旋挖钻机的应用中，能很好的实现所需的各种功能，以下为总结的设计体会。直流供电型plc可正常工作在dc20.4v-28.8v的标称值内，实际应用中可旋挖钻机dc24v的供电下，并能承受点火及作业中的各种，非常适合工程机械的柴油发动机24v电源；丰富的高速计数端口适合与各种传感装置匹配进行检测；cpu模块内部集成的ppi通讯接口可实现多种的数据通讯，与多种屏端口方便的实现通讯传输。

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