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西門(mén)子稱重模塊SIWAREX 7MH全系列
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SIWAREX U模塊
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o 料斗倉(cāng)的料位監(jiān)視。
o 起重機(jī)和鋼絲繩負(fù)載,其它張力測(cè)量。
o 工業(yè)升降機(jī)和軋鋼廠的負(fù)載測(cè)量
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1. PROFIBUS DP系統(tǒng)之一:帶DP口的主/從系統(tǒng)
帶DP口的主/從系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分靈活,它允許用CPU中不同的數(shù)據(jù)區(qū)域來(lái)儲(chǔ)存DP過(guò)程數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)域的選擇取決于CPU的類型和應(yīng)用。過(guò)程映像區(qū),位存儲(chǔ)器以及數(shù)據(jù)塊都可用于DP輸入,輸出數(shù)據(jù)。
過(guò)程映像是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分配。在CPU的過(guò)程映像中須有充分的空間為DP保留一個(gè)連續(xù)的輸入?yún)^(qū)域和一個(gè)連續(xù)的輸出區(qū)域。這可能受中央配置中過(guò)程映像大小和信號(hào)模塊數(shù)量的限制。
位存儲(chǔ)器與過(guò)程映像相同,這個(gè)區(qū)域適合于DP信號(hào)的全局存儲(chǔ)。例如,如果過(guò)程映像可利用的空間(沒(méi)有被中央信號(hào)模塊占據(jù)的空間)不夠用,則可以使用位存儲(chǔ)區(qū)。
數(shù)據(jù)塊也可以用來(lái)存儲(chǔ)DP信號(hào)。有關(guān)的DP數(shù)據(jù)區(qū)只被一個(gè)程序調(diào)用時(shí)使用這種存儲(chǔ)。
F 建立S7-300 PLC主站的硬件組態(tài)(帶DP口):雙擊“X2/DP”欄或“CP342-5”欄,在對(duì)話框內(nèi)選中“DP-Master”
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o 起重機(jī)和鋼絲繩負(fù)載,其它張力測(cè)量。
o 工業(yè)升降機(jī)和軋鋼廠的負(fù)載測(cè)量
o 危險(xiǎn)爆炸區(qū)域的稱重 (帶有SIWAREX IS 防爆接口)
o 皮帶張力的測(cè)量 節(jié) PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱PLC,它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆,所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC
2、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實(shí)質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,如圖所示:
a. 中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可*性,近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
b、存儲(chǔ)器
存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。
存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。
C、電源
PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的,因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù)
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即,在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC的真正輸出。
比較下二個(gè)程序的異同:
程序1:
程序2:
這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果*一樣,但在PLC中執(zhí)行的過(guò)程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期,就可完成對(duì)%M4的刷新;
※ 程序2要用四次掃描周期,才能完成對(duì)%M4的刷新。
這兩個(gè)例子說(shuō)明:同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,也可以看到:采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略,那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。
一般來(lái)說(shuō),PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等,如下圖所示,即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。
二. PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間
為了增強(qiáng)PLC的抗干擾能力,提高其可*性,PLC的每個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。
為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制,PLC采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。
以上兩個(gè)主要原因,使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多,其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期,一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。
所謂I/O響應(yīng)時(shí)間指從PLC的某一輸入信號(hào)變化開(kāi)始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。其短的I/O響應(yīng)時(shí)間與長(zhǎng)的I/O響應(yīng)時(shí)間如圖所示:
第(n-1)個(gè)
掃描周期
短I/O響應(yīng)時(shí)間:
長(zhǎng)I/O響應(yīng)時(shí)間
SIEMENS PLC在中國(guó)的產(chǎn)品,根據(jù)規(guī)模和性能的大小,主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種,下面就簡(jiǎn)單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。
S7-200
針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng),它多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力,在模塊中集成背板總線,它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有RS-485通訊接口和Profibus兩種,可通過(guò)編程器PG訪問(wèn)所有模塊,帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。
其中的擴(kuò)展模塊(EM)有以下幾種:數(shù)字量輸入模塊(DI)——24VDC 和 120/230VAC;數(shù)字量輸出(DO)——24VDC 和 繼電器;模擬量輸入模塊(AI)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。 還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器(CP)——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口(傳感器和執(zhí)行器接口),通過(guò)AS-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備,這樣就可以顯著的擴(kuò)展S7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。
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可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
一、問(wèn)題提出
可編程控制器技術(shù)主要是應(yīng)用于自動(dòng)化控制工程中,如何綜合地運(yùn)用前面學(xué)過(guò)知識(shí)點(diǎn),根據(jù)實(shí)際工程要求合理組合成控制系統(tǒng), 在此介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的一般方法。
二、可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟
1 .系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
( 1 )擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的形式來(lái)確定,它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù);
( 2 )選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu);
( 3 )選定 PLC 的型號(hào);
( 4 )編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖;
( 5 )根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫(xiě)軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū),然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言(常用梯形圖)進(jìn)行程序設(shè)計(jì);
( 6 )了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué),重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì),增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系;
( 7 )設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件;
( 8 )編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和使用說(shuō)明書(shū);
根據(jù)具體任務(wù),上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。
2 . 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟
可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟,如圖 1 所示。
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