西门子变频器6SL3131-6TE23-6AA3

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PLC控制系统类型怎么选择

 在控制系统的控制要求明确以后，应根据对象的要求，确定系统的总体控制方案。一般来说，以PLC作为主体的控制系统，根据不同的应用场合，可选择如下四种基本的控制类型。

  (1) 单机控制。单机控制是指一个控制对象(设备、简单生产线等)采用一台PLC进行控制的情况，适用于控制对象单一、设备的各控制部分相对集中、控制对象与其他设备间无协同控制要求的场合。单机控制在PLC应用领域的用量大，大多数采用中、小规格PLC的控制系统均属于此类。

  单机控制系统的硬件构成主要以PLC的I/O模块、功能模块及其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器、外部传感器)为主；软件设计时着重于PLC基本指令与应用指令的编程；通信一般在PLC与人机界面(如触摸屏等)、PLC与其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器等)之间进行，直接使用PLC的标准RS-232、RS-422、RS-485等接口，不需要进行通信的编程。

  (2) 集中控制系统。集中控制是指利用一台PLC控制多个控制对象(如数台设备、生产线等)的情况、适用于控制对象相对集中，单台设备的动作较简单，对象动作间有协同控制要求的多对象控制的场合。

  集中控制系统与单机控制系统一样，只使用一台PLC进行控制，从某种意义上说，它只是单机控制系统的扩展，其实质相同，系统的硬件、软件构成一致。

  采用了集中控制的全部控制对象的动作由同一台PLC进行控制，对象间的动作协调性好，现场调试方便。另外，控制对象间的数据传送、状态检测无须的通信线路与通信程序，故可以降低生产成本，方便调试与维修。

  集中控制的缺点是当控制对象的某一部分发生故障时，全系统都要停止上作。因此，在PLC选择、系统设计时应特别注重系统的安全性与“冗余”条件。

  (3) 远程I/O控制系统。远程I/O控制系统可以说是集中控制系统的一种，它同样是由一台PLC控制多个控制对象，但远程I/O控制系统中的部分控制对象远离PLC主机布置，需要通过远程I/O模块与主机进行连接。远程I/O控制系统适用于设备体积较大，控制对象相对分散，但对象动作间有协同控制要求的场合。

  采用远程控制的PLC系统与单机控制、集中控制的区别主要是在PLC主机与远程I/O的通信上。远程I/O控制系统一般都需要采用现场总线(如PROFIBUS-DP、CC-Link等)进行PLC与I/O单元间的数据通信与信息交换，它对PLC的通信功能有一定的要求。

  远程控制系统的硬件构成，需要在单机与集中控制I/O模块、功能模块以及其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器、外部传感器)的基础上，增加远程I/O模块、总线接口通信模块、现场总线等必要的功能模块与硬件设施。为了更好地对控制现场进行观察与监控、系统中一般需要现场监视器、状态显示器等必要的外部设备，系统构成相对较复杂。

  远程控制系统软件设计不仅需要应用PLC基本指令与应用指令，而且还需要对现场总线的通信，现场监视器、状态显示器等外部设备进行设计与编程，用户程序较复杂，对程序存储容量要求较高；系统软件设计、现场调试的工作量较大；安装、调试的时间较长。

  (4) 分布式控制系统。分布式PLC控制系统是一种以PLC为主体构成的网络控制系统。系统的一个(或相对集中的数个)控制对象由一台立的PLC进行控制，构成相对立的单机(或集中控制)控制单元；各单元PLC之间通过网络总线连接，组成生产现场控制网，并由上位机进行统一调度与管理。分布式PLC控制系统适用于柔性加工系统(FMS)、车间自动化系统、大型生产线、装配流水线等，是目前PLC应用领域的阶段。

  分布式PLC控制系统与远程I/O控制系统、集中控制系统是整体与局部的关系，系统需要对多台PLC控制单元进行集中、统一的调度与管理。因此，它事实上是单机控制系统、集中控制系统、远程ID控制系统的集成与综合。

  分布式PLC控制系统各相对立的PLC单元，同样需要使用现场总线等通信技术进行PLC与I/O单元间、PLC与PLC、PLC与上位机、PLC与I/O设备间的数据通信与信息交换，系统上位机还需要对各PLC单元间进行调度与管理，因此，对PLC的网络通信功能要求很高。

  分布式PLC控制系统的硬件构成庞大，它需要在多个立PLC单元的基础上增加网络通信，现场监控、调度管理、上位机等外部设备。系统设计往往需要通过分单元设计、总体集成设计等措施，由多人协作共同完成

  分布式PLC控制系统的软件设计与其他类型控制系统的区别主要是在系统集成上，各单元间的网络通信、网络管理软件设计工作量较大，对PLC程序存储容量、通信功能要求较高，系统软件的集成调试工作量大，安装、调试的时间长，系统可靠性要求高，往往需要多人协作、分单元共同完成。

西门子SIMATIC系列PLC，诞生于1958年，经历了C3,S3,S5,S7系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器。

西门子（SIMATIC）PLC的6代

1、西门子公司的产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。

2、1979年，S3系统被SIMATIC S5所取代，该系统广泛地使用了微处理器。

3、20世纪80年代初，S5系统进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

4、1994年4月，S7系列诞生，它具有更化、更等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400。

5、1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术融为一体。

6、西门子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化系统，将PLC技术溶于全部自动化领域。

由初发展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC发展成为了西门子自动化系统的控制核心，而TDC系统沿用SIMADYN D技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统*，功能强的可编程控制器。

2产品分类编辑

可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分

西门子PLCS7-200系列

类也必然要符合现代化生产的需求。

一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。

控制规模

可以分为大型机、中型机和小型机。

西门子PLCS7-300系列

小型机: 小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。

西门子小型机有S7-200：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量248点；模拟量35路 。

中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。

西门子中型机有S7-300：处理速度0.8~1.2ms ；存贮器2k ；数字量1024点；模拟量128路 ；网络PROFIBUS；工业以太网；MPI。

大型机：大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运

西门子PLCS7-400系列

算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下的可编程序控制器进行监控。

西门子大型机有S7-400 ：处理速度0.3ms / 1k字；

存贮器512k ；I/O点12672；

控制性能

可以分为机、中档机和低档机。

低档机

这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。

比如，德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。

中档机

这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。

比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。

机

这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。

比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。

结构

整体式

整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成

plc结构

在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。

控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。

组合式

组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成

plc组合

若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。

叠装式

叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成立的基本单元（由CPU和一定的I/O点组成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。

3详细介绍编辑

1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单

西门子PLC之S7家族

的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

透明

  透明直接关系到触摸屏的视觉效果，很多触摸屏都是由多层复合薄膜制成的，其总体视觉效果技术指标应该包括4个方面：透明度、色彩失真度、反光性和清晰度。

  juedui坐标系统

  触摸屏是juedui坐标系统，与鼠标这类相对定位坐标系统具有本质区别，确定位置不仅具有直观性，而且更具准确性。juedui坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没关系，因而没有积累误差。触摸屏在物理上是一套独特的坐标定位系统，对提高同一触摸点的输出数据的稳定性具有重要意义。

  检验触摸并定位

  各种触摸技术都是依靠各自的传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。

  选择触摸屏的方法

  选择触摸屏产品，像选择其他产品一样，首先要考虑mingpai产品，mingpai产品的质量和服务都能得到可靠的保证。世界高端触摸屏的主要品牌有：Elo Touch Systems公司的Intelli Touch/Secure Touch表面声波屏，Accu Touch 五线电阻屏，Carroll Touch 红外屏，Micro Touch Systems公司的Micro Touch四、五、八线电阻屏和Clear Tek电容屏，吉锐公司的General Touch表面声波屏。然后，根据应用领域确定触摸屏类型。

  ①自助服务的应用。如KIOSK一般设备放在公共场所，使用的人数较多，应选择耐久性和抗恶劣环境好的触摸屏，如表面声波屏、电容屏。

  ②工业控制的应用。如应用环境通常比较恶劣，建议选择表面声波屏，根据实际应用需求也可选择五线电阻屏或电容屏。如果需要戴手套操作，不能用电容屏。

  ③医疗设备、移动和手持式系统、办公自动化设备和信息家电的应用。由于使用的人数有限，且应用的环境通常也较好，各种类型的触摸屏都可以选用。如果应用需要高分辨率，表面声波屏和五线电阻屏能提供较高的分辨率。

  触摸屏在工业自动化中的应用

  可编程终端应用Zui早的场所是工业现场，它是一种与PLC进行人机交互的终端设备。作为智能的多媒体输入/输出设备，它取代了传统控制台的许多功能，具有图形显示等丰富的人机交互功能，带有触摸功能的可编程终端称为触摸屏。随着时间的推移和触摸技术的广泛应用，人们常把可编程终端称为触摸屏。可编程终端是由计算机逐步演变而来的，初始阶段，为了工业现场使用方便和可靠，把操作按钮放在显示器的下方并做成一体，随着检测技术的发展，使用触摸技术代替传统的键盘和操作按钮，并通过加工将触摸部分和显示器叠成一体，便构成了触摸屏。触摸屏在工业现场主要具有以下功能。

  (1)显示和状态监视功能

  触摸屏可以用来显示各种信息，例如工业控制系统或设备的工作状态。触摸屏可以通过灯、实物图形等方式来显示各开关量的状态；也可以通过液位计、折线图或趋势图等方式来显示温度、压力、流量等过程量的状态；还可通过仪表图形、数字等方式来显示电流、电压等现场参数。图形和其他指示功能可以将实时数据或现场状况以及各种控制信息显示出来，表现得更加形象逼真，使操作者更容易理解和判断现场情况。

  (2)实时报警功能

  当现场设备出现问题，或者控制系统发生错误时，将错误显示出来，发出报警声，提示操作者，并能给出多种处理方案，以便操作者进行选择，做出适当处理。也可按预定方案，通报给执行机构，进行适当处理。

  (3)数字输入功能

  使用数字输入功能，输入控制系统所需要的参数，例如PID的各种参数等。

  (4)控制功能

  利用按钮等功能元素，可通过PLC对开关量进行控制，并可在多个控制面板之间进行切换。触摸屏可以运行用户设计的各种控制界面，并且可以使用界面上的各种触摸开关作为上位机的输入。控制界面的个数以及界面的布置是根据用户需要进行设计的。触摸屏越来越多地代替了控制面板开关。与PC相比，触摸屏对环境要求低，可应用于多种环境。同时，还具有操作方便、坚固耐用、反应速度快、节省时间、易于交流信息等优点。

  触摸屏越来越多地代替了传统的按钮开关、仪表等硬件设备。使用这样的操作终端，可将仪表盘的功能更多地表现在触摸屏上，用更加人性化的表示方法，如指针图形、数字等来显示被监控的参数；同时可利用触摸屏的功能，修改输入各种参数，例如PID的值，对现场进行操作控制。先进的触摸屏技术和设备，大大提高了工厂的自动化设备的可靠水平。但对于要求高、反应快的按钮，例如紧急停车，就不适合用触摸屏开关。触摸屏价格比计算机贵，但抗干扰能力强，操作方便，因而一般用于现场条件相对较为恶劣的环境。随着技术的不断进步，集智能化、网络化于一体的可操作智能终端正在得到越来越多的应用。而触摸屏由于其自身的特点(操作方便)也在越来越多的工业现场得到广泛的应用，从而改变了以往工业现场需要安装大量仪表的状况。