优点
调制解调器通讯
通过有线或无线网络的调制解调器,在世界上几乎任何地方均可以访问S7- 200 CPU。
远程服务:现代通讯选项有助于避免昂贵的服务。只需两个调制解调器即可实现远程使用完整的功能,如程序转移、状态或控制;各种通讯工具都集成在一起作为标准功能。本地调制解调器可作为外置调制解调器使用。
远程控制:您可以通过调制解调器呼叫消息和实测值,以及定义新的设定点或命令。在这种情况下,一个基站S7-200可以控制几乎无限数量的远程站点。可以自由选择数据传输的协议,例如:文字信息直接到手机上,错误信息到机或ModbusRTU。
快速PROFIBUS连接
通过EM277通讯模块可以运行222以上所有CPU,作为PROFIBUS DP网络上的标准从站,传输速率高达12 Mbit/s。S7-200对更高水平PROFIBUS DP控制水平的开放特点,确保您可以将单台机器集成到生产线中。使用EM277扩展模块,您可以实现配备了S7-200的单独机器的PROFIBUS能力。
功能*的AS-Interface连接
在AS- Interface网络上CP243-2将从CPU从222上升到功能*的主站。根据新的AS-V2.1接口规范,可以多连接62个站,甚至易于集成的模拟传感器。使用AS-Interface,可以在配置中多连接248个DI+186DO。 62站的数量多可以包括31个模拟模块。方便AS-Interface接口向导支持从站和读/写入数据的配置。
设计和功能
内置的RS485接口可以工作在数据传输速率高达187.5 kbit / s的情况下工作,其功能如下:
作为一个拥有126个站点的系统总线。在这种容量中,可以连网编程设备,SIMATIC HMI产品和SIMATICCPU,没有任何问题。集成的PPI协议用于纯的S7- 200支持来自一个端口多台主机的网络。在西门子其他器件(SIMATICS7-300/400和SIMATIC HMI等)组成的网络中,将S7- 200 CPU集成为MPI的从站。
在Freeport模式(高达115.2kbaud)中,采用用户特定的协议(例如ASCII协议)这意味着SIMATIC S7-200对连接的任何设备都是开放的,例如,它可以连接一个调制解调器,条码扫描仪,PC,非西门子PLC等等。通过驱动器用的USS协议,多可以控制32台西门子变频器,无需额外的硬件。
包括在该包中的Modbus RTU库还可以作为主站或从站连接到一个Modbus RTU网络。
带有PC Access的OPC驱动器
PC Access是S7- 200和所连接PC之间数据交换的理想基础-与通讯链路选择无关(PPI,调制解调器,以太网/ITCP)。作为一个OPC服务器,PC ACCESS使您可以使用Microsoft Excel写或读S7-200数据,或任何其它OPC客户端应用程序。
作为一个OPC客户端,它可用于 ProTool Pro,WinCC flexibleRT,WinCC等使用高达8个连接的容量,可以从一个中央位置实现配置、编程和监控,节省了时间和金钱。通过FTP,HTTP,Java和电子邮件方式允许将PLC连接到不同计算机的简单的通用连接,InternetTechnology模块CP243-1 IT还为您提供快速访问功能。以太网模块CP243-1可以通过以太网快速访问S7 -200的过程数据,进行归档或进一步处理。STEP7-Micro/WIN的配置支持确保简单的调试和方便的诊断方案。
一体化PPI接口作为S7-200system总线或自由编程接口 -用于连接打印机,条码扫描仪等
类型模块
PROFIBUS DP 从站 EM 277

PROFIBUS-DP可用作与其他MPI主站通讯的通讯口,无论其是否作为PROFIBUS-DP从站。使用S7-300/400的XGET/XPUT功能时,S7-200可以通过该模块与S7-300/400连接。使用MPI协议或PROFIBUS协议的STEP 7-Micro/WIN软件和PROFIBUS卡,以及OP面板或TD200(版本2), 均可通过EM277模块与S7-200通讯
AS-Interface主站CP 243-2

CP 243-2是SIMATIC S7-200(CPU22x)的AS-i主站。该通讯处理器具有以下功能:多可连接31个AS-i从站,并具有集成模拟量值传送系统(按照扩展AS-i规范,V2.1)。按照扩展AS-i规范V2.1,例如主站类别M1e,支持所有AS-i主站功能。 前面板的LED显示运行状态及所连接从站的准备显示。通过前面板的LED指示错误(包括AS-i电压错误,组态错误)。 紧凑的外壳
7、中断处理功能的拓展。实现内部中断和外部中断。提高对输入输出的响应速度和精度。这样的系统可以产生海量数据。西门子发布的称:“在监测和控制一座中型建筑物(3000平方米)的过程中,高效的EMS系统每天要采集约40000个带时间戳的数据点。对于一个拥有1000家门店的企业,这相当于每年产生超过100亿个数据点。”为帮助零售商将EMS数据转化为有价值的信息,系统将这些数据洪流细化为数十组智能观察数据,以分析其模式并从中提炼出可指导行动的真知灼见。 如今,PLC不仅用于开关量控制,还用于模拟量及数字量的控制,可采集与存储数据,还可对控制系统进行监控;还可联网、通讯,实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。工艺模块用于高速计数、位置检测或测量等功能。共模错误保卫数字堡垒存储设备:它用于性地存储用户数据,使用户程序不丢失。这些设备,如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器。而为实现这些存储,相应的就有存卡器、磁带机、软驱或ROM写入器,以及相应的接口部件。各种PLC大体都有这方面的配套设施。 是不是设置得越短,通信就越快呢?当变量很少时,基本上是这样。但若变量很多时,则不然。因为大量的通信任务执行的时间远超刷新周期,将导致通信堵塞。表现就是通信速度反而会下降。所以应该根据项目的实际需要,变量刷新周期该长的长,该短的短。当PLC的用户程序要保留在RAM中时,就会用到电池,电池通常是3V或3.6V的不可充电的锂电池,电池的使用寿命通常是五年左右,电池用久了,电压就会下降,当其下降到不足以保证RAM中数据时,RAM中的程序就会丢失。如果用户没有备份程序,就会相当麻烦。ModbusRTU 从站机械负载

2 PLC系统设备选型 3. SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计,可靠耐用,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。在之前的文章中,小编给大家详细讲解了西门子PLC的三大分类及相应的工作原理。今天小编再给大家说说西门子PLC的一些具体保养技巧:可实现长期型设计,减少了未来的工程成本SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分:电源模块+驱动模块(功率模块)。与硅相比,氮化镓仍是一种相对较新的半导体材料,有时成本略高一些。尽管如此,其前景十分广阔。Buchstaller预测:“氮化镓材料性能优异,生产过程中,它在半导体晶圆上占用的空间更少。长远来看,它的成本讲降到比硅的成本更低。”仓储技术通过密码进行知识保护,防止未经授权读取和修改程序块尽管用PLC实现对系统的控制可不用外部设备,配置好合适的模块就行了。然而,要对PLC编程,要监控PLC及其所控制的系统的工作状况,以及存储用户程序、打印数据等,就得使用PLC的外部设备。故一种PLC的性能如何,与这种PLC所具外部设备丰富与否,外部设备好用与否直接相关。继电器控制是通过元件之间的硬接线来实现的,因此其控制功能就固定在线路中了,因此功能专一,不灵活;而PLC控制是通过软件编程来解决的,只要程序改变,功能可跟着改变,控制很灵活。又因PLC是通过循环扫描工作的,不存在继电器控制线路中的联锁与互锁电路,控制设计大大简化了。 AS-I网——传感器和执行器通信的标准,扫描时间5ms,传输媒体为未屏蔽的双绞线,线路长度为300m,多为31个从站。S7-1200在先前出于经济原因而开发电子装置的领域中日益得到应用。标准模块另外也可用于非安全相关应用应用HF(高性能型):具有与通道相关的诊断和参数设置的模块;对于模拟量模块:准确度等级0.1%,抗扰度和电流隔离程度提高3.写入器的选择为了防止因干扰使锂电池电压变化等原因破坏RAM中的用户和程序,可选用EPROM写入器,通过它将用户程序固化在EPROM中。现在有些PLC或其编程器本身就具有EPROM写入器的功能。整体式PLC又叫做单元式或箱体式PLC,CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱状机壳内,结构非常紧凑。它的体积小、价格低,小型PLC一般采用整体式结构。的FX1S系列PLC。可实现范围广泛的开放式网络解决方案 西门子PLC编程软件的安装注意事项 1 安装顺序 MicroWIN→Step7→Net→Wincc→WinCCflexible→Simatic_EKB_Install 2 安装注意事项 添加消息队列 打开控制面板,找到添加/删除程序,添加/删除WINOOWs组件,选一个“消息队列”,勾上安装。安装时可能需要winxp光盘(要原版,非Ghost版),选择光盘里的i386目录。 Net问题 如果先装Net后装Step7的话, Net中Ncm选项千万不能选,否则装不上去的。 Step7和SimaticNet中都包含NCM,先安装SimaticNet后,NCM可以组态PC站,并不能打开或组态Step7项目中的AS站;再安装Step7时,安装程序检测到NCM已经存在,所以会中止安装Step7。而先安装Step7后,再安装SimaticNet时,安装程序检测到NCM已经存在,所以只是不会安装SimaticNet中的NCM,但会安装其它组件。我一般先安装Step7,再安装SimaticNet,安装WinCC。注意三者之间的兼容性。 反复重新启动 很多人受西门子软件安装需重新启动机器,然而启动机器后又提示重新启动机器,然而反复重新启动仍然出现这样的提示,导致软件不能安装。现在给出解决方案: 在注册表内“HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrentControlSetControlSessionManager”中删除注册表值“PendingFileRenameOperations” 解决反复重启无法安装西门子软件(VBS解决方案) ‘delete PendingFile SetWshShell=WSCRJPT.CreateObject(“WSCRJPT.Shell”) WshShell.RegDelete“HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlSessionManagerPendingFileRenameOperations” Set WshShell=Nothing 将上面的脚本保存到文本文件里,文本文件扩展名由TXT改名为VBS即可 例如:DeletePendingFile(解决重启问题).vbs 不要重新启动,继续安装软件。 现在可以安装更多程序而无需重启计算机了。 简单的安装方法就是,安装Vista系统,然后安装完所有的西门子软件,将系统升级为Win7系统。 比较折中的方式就是使用Win7的XPMode模式或者直接安装诸如WMware,VisualBox这种虚拟系统,并安装XP。 西门子PLC编程语言的特点IEC 68,Part 2-6:SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS和工业以太网总线系统。GL(德国劳氏船级社)兼容性2)独立型PLC一般采用积木式模块化结构或笼式插板式结构,各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板,具有安装方便,功能易于扩展和变更等优点。例如,可采用通信模块与外部输入输出设备、编程设备、上位机、下位机等进行数据交换;采用D/A模块可以对外部伺服装置直接进行控制;采用计数模块可以对加工工件数量、刀具使用次数、回转体回转分度数等进行检测和控制,采用定位模块可以直接对诸如刀库、转台、直线运动轴等机械运动部件或装置进行控制。

为了延长PLC控制系统的寿命,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有较明白的估计,也就是说,要知道整个系统哪些部件容易出故障,以便采取措施。现以特种水泥1号线的PLC过程控制系统为例,对PLC过程控制系统故障分布规律进行分析,希望能对PLC过程控制系统的系统设计和U常维护有所帮助。
1.系统故障的概念
系统故障一般指整个生产控制系统失效的总和,它又可分为PLC故障和现场生产控制设备故障两部分。PLC系统包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I/O端口和现场控制检测设备,如继电器、接触器、阀门、电动机等。
2.系统的故障统计及分析处理
2.1我厂特种水泥1号线过程控制系统简介
2000年该系统改造时采用日本二菱公司的A2系列PIC为核心组成的PLC过程控制系统。
该系统有2个集中控制室:窑尾控制室和窑头控制室,其中窑头控制室为主站;2个现场工作站:窑尾生料自动配料工作站和窑尾成球盘自动加水成球工作站;2个电视监控系统:预热器进口下料监控和窑头电视看火。
现场工作站是独立的微机自动控制系统,它与主站只进行模拟量的通讯和开关量的联锁。主站与从站间采用帧同步全双工通讯方式:
2.2系统
故障数据的统计
经统计,系统故障共计126次,其中PLC的故障比例约为4.7%,现场部分故障比例约为95.3%,:对照其他PLC过程控制系统的故障数据,并考虑该系统运行时间不是很长,该比例比较接近一般PLC过程控制系统的故障分布规律,有一定的普遍性。一般来讲PIC部分的故障比例约为5%,现场控制设备的故障比例约为95%。
PLC过程控制系统故障分布的估计
2.3系统故障分析及处理
2.3.1PLC主机系统
PLC主机系统容易发生故障的地方一般在电源系统和通讯网络系统,电源在连续工作、散热中,电压和电流的波动冲击是不可避免的。通讯及网络受外部干扰的可能性大,外部环境是造成通讯外部设备故障的大因素之一。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构,长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏,在空气温度变化、湿度变化的影响下,总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采用可擦写ROM,其使用寿命除了主要与制作工艺相关外,还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的中央处理器目前都采用高性能的处理芯片,故障率已经大大下降。对于PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平,加装降温措施,定期除尘,使PLC的外部环境符合其安装运行要求;同时在系统维修时,严格按照操作规程进行操作,谨防人为的对主机系统造成损害。
2.3.2PLC的I/O端口
PLC大的薄弱环节在I/O端口。PLC的技术优势在于其I/O端口,在主机系统的技术水平相差无几的情况下,I/O模块是体现PLC性能的关键部件,因此它也是PLC损坏中的突出环节。要减少I/O模块的故障就要减少
外部各种干扰对其影响,首先要按照其使用的要求进行使用,不可随意减少其外部保护设备,其次分析主要的干扰因素,对主要干扰源要进行隔离或处理。
2.3.3现场控制设备
在整个过程控制系统中容易发生故障地点在现场,表2列出了现场中容易出故障的几个方面。
1)类故障点(也是故障多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控制系统的日常维护中,电气备件消耗量大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品本身外,就是现场环境比较恶劣,接触器触点易打火或氧化,然后发热变形直至不能使用。在该生产线上所有现场的控制箱都是选用密闭性较好的盘柜,其内部元器件较其他采用敞开式盘柜内元器件的使用寿命明显要长。所以减少此类故障应尽量选用高性能继电器,改善元器件使用环境,减少更换的频率,以减少其对系统运行的影响。
2)第二类故障多发点在阀门或闸板这一类的设备上,因为这类设备的关键执行部位,相对的位移一般较大,或者要经过电气转换等几个步骤才能完成阀门或闸板的位置转换,或者利用电动执行机构推拉阀门或闸板的位置转换,机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维护,机械、电气失灵是故障产生的主要原因,因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检,发现问题及时处理。我厂对此类设备建立了严格的点检制度,经常检查阀门是否变形,执行机构是否灵活可用,控制器是否有效等,很好地保证了整个控制系统的有效性。
3)第三类故障点可能发生在开关、极限位置、安全保护和现场操作上的一些元件或设备上,其原因可能是因为长期磨损,也可能是长期不用而锈蚀老化。如该生产线窑尾料球储库上的布料行走车来回移动频繁,而且现场粉尘较大,所以接近开关触点出现变形、氧化、粉尘堵塞等从而导致触点接触不好或机构动作不灵敏。对于这类设备故障的处理主要体现在定期维护,使设备时刻处于完好状态。对于限位开关尤其是重型设备上的限位开关除了定期检修外,还要在设计的过程中加入多重的保护措施。
4)第四类故障点可能发生在PLC系统中的子设备,如接线盒、线端子、螺栓螺母等处。这类故障产生的原因除了设备本身的制作工艺原因外还和安装工艺有关,如有人认为电线和螺钉连接是压的越紧越好,但在二次维修时很容易导致拆卸困难,大力拆卸时容易造成连接件及其附近部件的损害。长期的打火、锈蚀等也是造成故障的原因。根据工程经验,这类故障一般是很难发现和维修的。所以在设备的安装和维修中一定要按照安装要求的安装工艺进行,不留设备隐患。
5)第五类故障点是传感器和仪表,这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地,并尽量与动力电缆分开敷设,特别是高干扰的变频器输出电缆,而且要在PIC内部进行软件滤波。这类故障的发现及处理也和日常点巡检有关,发现问题应及时处理。
6)第六类故障主要是电源、地线和信号线的噪声(干扰),问题的解决或改善主要在于工程设计时的经验和日常维护中的观察分析。
要减小故障率,很重要的一点是要重视工厂工艺和安全操作规程,在日常的工作中要遵守工艺和安全操作规程,严格执行—些相关的规定,如保持集中控制室的环境等等,同时在生产中也要加强这些方面的霄理。
结束语
过程控制系统本身是一个完整的系统,所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性,单独的对某一部分的优化有时并不能提高系统的整体性能。如过分追求元器件的精度而不考虑实际的需要以及和相关设备精度的匹配,将徒然增加系统成本。在日常维护中也有过把系统越改越复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率,这也是要注意的地方。
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