6ES7138-6DB00-0BB1西门子ET200订货号

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PLC选型及设计要点

一 选型要点

　　S7-300 PLC的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型，并考虑维护的方便性、备件的通用性，以及是否易于扩展和有无功能等要求。选型时具体注意以下几方面：

　　(1)有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个重要依据，一定要根据实际情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时，其存储容量应选大一些。

　　(2)系统软硬件选择。一是扩展方式选择，S7-300 PLC有多种扩展方式，实际选用时，可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/O及PLC子站等多种方式来扩展PLC或预留扩展口；二是PLC的联网，包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因S7-300 PLC的工业通信网络淡化了PLC与DCS的界限，联网的解决方案很多，用户可根据企业的要求选用；三是CPU的选择，CPU的选型是合理配置系统资源的关键，选择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有 

     PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等)，并好在西门子公司的技术支持下进行，以获得合理的选型；四是编程软件的选择，这主要考虑对CPU的支持状况，我们的体会是：STEP7 V4.0对有些型号的CPU不支持，硬件组态时会发生故障出错，而STEP7V5.0则不存在这种问题。 

　　二 设计及使用

　　1. 设计注意事项

　　设计时主要应注以下几方面：

　　(1)PLC输出电路中没有保护，因此在外部电路中应设置串联熔断器等保护装置，以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A。

　　(2)PLC存在I/O响应延迟问题，因此在快速响应设备中应加以注意。MPI通信协议虽简单易行，但响应速度较慢

　　(3)编制控制程序时，好用模块式结构程序。这样既可增强程序的可读性，方便调试和维护工作；又能使数据库结构统一，方便WinCC组态时变量标签的统一编制和设备状态的统一显示。

　　(4)硬件资源。要合理配置硬件资源，以提高系统可靠性。如PLC电源配电系统要配备冗余的UPS不间断电源，以排除停电对全线运行的不利影响。又如对电机的控制回路要进行继电器隔离，以消除外部负载对I/O模块的可能损坏。另外，系统设备要采用立的接地系统，以减少杂波干扰。

　　2. 使用要点

　　(1)抗干扰措施。来自电源线的杂波，能造成系统电压畸变，导致系统内电气设备的过电压、过负荷、过热甚至烧毁元器件，造成PLC等控制设备误动作。所以，在电源处好应设置屏蔽变压器或电源滤波等防干扰设施。其中，电源滤波器的地要以短线路接到保护地。对于直流电源，则可加装微分电容加以干扰抑制。

 安装设计、电气连接设计的目的是指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，从而提高系统的可靠性与标准化程度。

  PLC的安装与连接设计，通常包括如下内容：

  ● 电气柜、操纵台(包括分线盒、走线槽、电缆夹等加工件)等安装部件的设计。

  ● 设备、电气控制柜、操纵台上的各电器元件的布置、安装位置及安装方法设计。

  ● 设备的电气连接、连接图、插接件的布置、电缆布置等设计。

  PLC的安装要求

  PLC虽然是可靠性很高的工业控制装置，但作为计算机控制装置的一种，为了提高其工作可靠性，它对安装环境条件与使用仍然有一定的要求。特别是PLC的外部连线、电缆的布置对PLC的工作稳定性与可靠性有较大则影响，在设计阶段就必须予以重视。

  (1) 安装环境的基本要求。不同厂家生产的PLC，其安装环境的要求有所区别，归总体来说，PLC的安装都应遵循如下的共同原则：

  1) 安装必须牢固，避免在设备使用与运输过程中的跌落与振动。

  2) 安装有PLC的电气柜，应尽量避免布置在有强烈振动与冲击的场所(PLC对振动与冲击的要求见表5-11)。

  3) 避免在周围有腐蚀件气体、可燃气体的场所安装。

  4) 避免在周围有灰尘、导电粉尘、油雾、烟雾、盐雾的场所安装。

  5) 避免在高温、潮湿的场所或者低温的环境安装(PLC对温度与湿度的要求见表5-11)。

  6) 尽量避免PLC与高压电器设备(3000V以上)布置于同一电气柜内。

  7) 尽量避免PLC与容易产生干扰的电气设备布置于同一电气柜内，以及使用同一电源，在不可避免时，应采取必要的措施。

  8) 避免在周围有强磁场、强电场的场所安装PLC。

  (2) 温度、湿度、振动、冲击的要求。

  1) 温度：PLC使用时的环境温度一般应在0~55℃的范围内(保存时的温度为-20～ 70℃)，同时应防止在阳光直接照射的场合使用。

  当环境温度无法满足以上要求时，应采取相应的措施，如在电气柜上安装空调等，保证PLC的环境温度在允许的范围。

  2) 湿度：PLC使用的环境相对湿度一般允许为20%~90%，应避免温度变化过快所造成的结露。当环境湿度无法满足以上要求时，应采取安装自动除湿装置等措施。特别是冬天，在供暖装置有可能出现停止的场合，应采取必要的措施，防止温度变化造成的结露。

  3) 振动：PLC对安装环境的振动有一定的要求，而且抗振动性能与PLC的型号(结构形式)与安装方式等因素有关。

  在结构上，一般来说I/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，其抗振动的性能要优于模块化结构的PLC。在安装方式上，利用螺钉安装的PLC，其抗振动的性能要优于导轨安装的PLC。

  通常情况下，利用螺钉安装的I/O点固定的一体化PLC，或是基本单元加扩展型PLC的基本单元，允许的振动强度为19.6m/s²(2k)左右，采用导轨安装时为9.8m/s²(1g)左右。利用螺钉安装的模块化PLC，允许的振动强度为9.8m/s²(1g)左右，采用35mm标准导轨安装时为4.9m/s2(0.5g)左右。

  4) 冲击：PLC对安装环境的冲击同样有一定的要求，而且冲击性能与安装方式等因素有关。通常情况下，利用螺钉安装的安装PLC、允许的冲击强度为15~30g(147~294m/s²)，采用导轨安装时为15μ(147m/x²)左右。

  在具有强烈振动与冲击的场合，应采取必要的防震措施。

  对于Siemens公司生产的S7系列PLC，环境的具体要求见表5-11。

  表5-11 Siemens S7系列PLC对环境的要求

  (3) 安装空间的要求。PLC安装空间直接影响到PLC的散热。PLC对安装空间的一般要求如下：

  1) PLC与其他电器间一般应保证垂直方向大于100mm、水平方向大于50mm的空间距离，并保证通风良好。

  2) PLC与其他电器或者电气柜门间的前后空间距离，一般应保证在50mm以上，并保证通风良好。

  3) 在PLC的下部，应避免直接布置强发热元件(如加热器、变压器、能耗电阻等)。

  4) 尽量采用垂直安装的方式安装PLC，水平布置会直接影响PLC的散热。

  5) PLC不应安装在电气柜的门、顶面、底面、侧面等部位。

  6) 必须保持PLC通风窗的畅通，在使用前一定要取下通风窗的保护纸。