SIEMENS西门子抚州代理商

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西门子PLC硬件安装与拆卸方法是什么

 硬件连接

  在第8章的编程通信中已经提到，可以用三种方式连接S7-200和编程设备:通过PPI多主站电缆直接连接,或者通过带有MPI电缆的通信处理器卡(CP)连接,或者通过以太网通信卡连接,但常用的是普通的PPI编程电缆。用于S7-200PLC的编程电缆长度一般均为5m。有RS-232和USB接口的两种编程电缆可以选择，编程电缆将PLC的编程口与计算机的RS-232口或USB口相连,连接如图10-1所示。

  图10-1主机与计算机连接

  PLC主机有两种供电方式，一种是直流供电，一种是交流供电，但一般在购买时选择交流供电方式的CPU主机单元。图10-2中给出了直流供电和交流供电两种CPU模块接线方式。

  图10-2 CPU主机单元的供电方式

  拆却CPU模块或者扩展模块

  如果需要拆卸CPU模块或其他扩展模块,请按以下步骤进行:

  (1)关闭所有电源。

  (2)拆除模块上的所有连线和电缆，主机和部分扩展模块的端子排是可拆卸的。该功能可使得拆卸I/O工作变得简单。如果有其他扩展模块连接在要拆卸的模块上,应打开前盖,拔掉相邻模块的扩展扁平电缆。

  (3)拆掉安装螺钉,拆下模块,或从35tmm标准导轨上扣下模块。

  参数设置

  用PPI多主站编程电缆与S7-200建立通信时,常用参数的设置如下:

  (1)如图10-3所示,双击指令树“项目”目录下的图标,设置PLC类型及CPU版本。

  (2)将编程设备(如PC机)的通信地址设为0,CPU的默认地址为2。

  (3)PC机的接口一般使用COM1或USB。

  (4)传输波特率为9.6kbit/Sa。

  图10-3设置PLC类型及CPU版本

  如果建立了计算机和PLC的在线联系,就可利用软件检查、设置和修改PLC的通信参数。步骤如下:

  (1)单击浏览条中的系统块图标,或从“视图(View)”菜单中选择“系统块(SystemBlock)”选项,将出现系统块对话框。

  (2)单击“通信口(Port)”选项卡。检查各参数,确认无误后单击“确定”。如果需要修改某些参数,可以行有关的修改,再单击“确认(OK)”按键,待确认后退出。

  (3)单击工具条中的下载按钮,即可把修改后的参数下载到PLC主机。当然参数块的下载也可以和程序下载同时进行。

  说明:如果使用USB编程电缆,在建立连接后,可以通过系统块更改端口的波特率,下载后端口的波特率使用新的设定值。

  与S7-200建立通信

  (1)单击浏览条中通信图标,进入通信对话框，双击刷新图标，STEP7-MicroWIN V4.0搜索并显示连接的S7-200CPU的图标。

  (2)选择相应的S7-200CPU并单击OK。

  如果STEP7-Micro/WIN V4.0未能找到S7-200CPU,应单击设置PC/PG接口按钮

  核对通信参数设置,并重复以上步骤。

PLC机型的选择步骤与原则

随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

PLC机型的选择

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及可靠、维护方便的前提下，力争佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：

 (一) 合理的结构型式

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。

整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。

(二) 安装方式的选择

  PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。

集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但要附加通讯模块。

 (三)相应的功能要求

一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。

对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。

对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或PLC。但是中、PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

 (四)响应速度要求

 PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

 (五)系统可靠性的要求

对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

 (六)机型尽量统一

一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：

1)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。

2)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。

3)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。

①硬件设计的重要性 PLC控制系统设计包括了硬件与软件两方面的内容。在控制系统的总体规划(方案设计)完成，并且选定了对应的PLC型号与规格后，从工程设计的角度，就应该进入控制系统的技术设计阶段，即进行系统的硬件与软件设计。

  PLC控制系统的硬件设计，并非像某些人主观想象的那样，由于PLC具有灵活、通用的特点，全部控制要求均可以通过软件解决，因此设计时只要进行PLC与输入/输出信号间的简单连接即可，而是直接关系到控制系统的安全性、可靠性与生产制造成本等诸多重要问题。而且，硬件设计一旦完成，它不可以像软件设计那样可以随时随地进行修改，因此，它是决定控制系统设计成败的关键问题，必须引起设计者的高度重视。

  虽然，PLC是专门为工业环境设计的控制装置，其本身的安全性、可靠性已经得到了良好的保证，但如果外部条件不能满足PLC的基本要求，同样可能影响系统的正常运行，造成设备运行的不稳定，甚至危及设备与人身安全。因此，在系统硬件设计阶段，就必须考虑到系统的安全性与可靠性，并始终将其放在Zui为重要的位置。

  硬件设计是对系统进行的原理、安装、施工、调试、维修等方面的具体技术设计，设计必须认真、仔细;确保全部图样与技术文件的完整、准确、齐全、系统、统一，并贯彻国际、国内有关标准。

  ②硬件设计的基本内容 一般来说，PLC系统硬件设计应包括如下内容。

  a.控制系统主回路设计、控制回路设计、安全电路、PLC输入/输出回路等方面的设计;b.控制拒、操纵台的机械结构设计;c.控制柜、操纵台的电器元件安装设计;d.电气连接设计等。

  以上内容中的主回路、控制回路、PLC输入/输出回路的设计是硬件设计的主要内容，属于电气控制原理设计的范畴，统一以"电气原理图"的形式体现设计思想与要求。

  电气原理图是系统软件设计、安装与连接设计、系统调试与维修的基础，它完整地体现了系统的设计思想与要求，系统中所使用的任何电气元件以及它们之间的连接要求、主要规格参数等，均在电气原理图上得到了全面、准确、系统的反映，因此，它是电气控制系统Zui为重要的技术资料。

  电气原理图设计应遵循国际、国家或行业的标准与规范。在国外，一般来说，除涉及安全性、可靠性的准则决不可违背外，对其他方面的要求(如图形符号、元器件代号等的表示方法)通常较灵活，因此，在阅读进口设备图纸时应注意。此外，电气原理图的具体绘制要求、读图方法等虽然是PLC系统设计中需要掌握的内容，但它们不属于这里要介绍的范畴，需要时可参考有关标准与其他参考书。

  PLC电气原理图设计中，PLC的I/O连接设计相对来说是系统中较为简单的部分，只需要根据PLC输入/输出的类型，按照PLC的连接要求进行连接即可。然而，控制系统的PLC外围电路设计，往往是影响系统运行安全性、可靠性，决定系统成败的关键，尤其应该引起设计者的重视。

  控制柜、操纵台的机械结构设计，控制柜、操纵台的电器元件安装设计，电气连接设计等属于安装与连接设计的范畴。设计的目的是用于指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，并提高系统的可靠性与标准化程度。

  ①主回路设计的内容 在电气控制系统中，习惯上将高电压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中，主回路通常包括如下部分。

  a.电动机主回路，包括用于电动机通断控制的接触器、电动机保护的断路器等;b.各种动力驱动装置的电源回路与动力回路，如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电动机的电枢回路、直流电动机的励磁回路等;

  c.各种控制变压器的一次侧输入回路，包括通断控制的接触器、保护断路器等;d.用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路，包括用于电源变压器、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。

  PLC控制系统的主回路设计与其他电气控制系统无原则性区别，但必须符合有关标准的规定，并结合PLC控制系统的自身特点，充分考虑系统的可靠性与安全性。

  ②电源总开关 根据EN60204-1(VDE0113第1部分)标准规定，为了使整个控制系统与电网隔离，机械设备的电气控制装置必须安装电源总开关。

  总开关的设计要求是：开关必须具有足够的分断能力，必须能够分断处于"堵转"状态的Zui大电动机的电流与其他所有用电设备和电动机的电流总和。

  通过总开关，原则上应能断开设备中的所有用电设备电源，例外的是，当设备安装有需要在总电源切断情况下使用的安全保护装置，如维修用电源、维修用照明、设备安全防护的解锁装置等部件时，允许这部分的电源直接连接在设备进线上，可以不通过总开关分断。但是，即便如此，以上电路仍然需要安装独立的短路保护器件(如断路器等)。

  ③保护装置的安装 为了对设备主回路进行可靠、有效的保护，设备中每一个独立的部件都必须安装用于短路、过电流保护的保护器件(如断路器等)，保护器件必须具有足够的分断能力，必须能够可靠分断被保护的用电设备或电动机。

  出于调试、维修的需要和对系统的可靠性与安全性的考虑，原则上对于不同类型的主回路，如电动机主回路、驱动主回路等，在每一部件独立安装保护器件的基础上，还应对每一大类分类安装总保护断路器。

  对于输入/输出点数、种类较多、构成复杂、控制要求较高的控制系统，当外部输入/输电信号共用电源时，应采用分组的形式进行供电，每组通过独立的保护断路器进行保护与通/断控制。

  ④接地与抗干扰 从安全角度考虑，控制系统应安装总接地母线，用于电位平衡与接地。与主回路连接的各种独立电气控制装置，应有专门的、符合要求的接地连接线与设备接地母线进行连接，以防止干扰，提高可靠性。

  系统中容易产生干扰或是容易受到外部干扰的电气控制装置，如PLC、数控装置(CNC)、伺服驱动器、变频器等，应通过隔离变压器、滤波电抗器等与电源进行连接，以抑制线路干扰。

  系统中需要通断的大功率负载，应在线路上安装浪涌电压吸收器，以抑制负载通断产生的过电压与干扰。

  ⑤辅助控制电源的设计 用于系统安全保护、紧急停机控制的装置(如制动器、安全门保护等)的辅助电源，应确保不会因“急停”等操作而分断。

  系统中可靠性要求较高的控制部件，如PLC的电源输入、CNC的电源输入等，当它们为直流DC24V供电时，应尽可能采用独立的稳压电源进行供电;当采用交流供电时，应安装独立的隔离变压器，原则上不要与系统的其他控制电路与执行元件(如电磁阀、220V/24V控制回路等)共用电源。

  PLC输入/输出所需要的传感器、开关、执行元件电源，应尽可能采用外部电源供电的形式，以防止由于外部线路故障引起PLC损坏。

  注意：在欧洲，目前已经对工业电气控制设备的主回路实行3相AC400V与单相AC230V标准、以取代传统的3相AC380V与单相AC220V标准，因此，在进行出口设备设计以及进口设备维修时应加以注意。