西門子plc200CN數字量模塊西門子plc200CN數字量模塊

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1.西門子LOGO模塊

2.西門子S7-1200可編程控制器

3.西門子S7-200可編程控制器

4.西門子S7-300可編程控制器

5.西門子S7-200 SMART

6.西門子S7-400可編程控制器

  v  

7.西門子電線電纜

8.西門子S7-1500可編程控制器

9.西門子ET200模塊

10.西門子軟件

11.西門子觸摸屏

12.西門子SITOP電源

*節 PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC 
2、PLC的基本結構 
PLC實質是一種于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示：
a. 處理單元(CPU)
處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源 
PLC的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術
當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。
(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和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執行階段
在用戶程序執行階段，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，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。
比較下二個程序的異同：
程序1：
程序2：
這兩段程序執行的結果*一樣，但在PLC中執行的過程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對%M4的刷新；
※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對%M4的刷新。
這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區別了。
一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執行、輸出刷新等所有時間的總和。
二. PLC的I/O響應時間
為了增強PLC的抗力，提高其可*性，PLC的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術。
為了能實現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算機的運行方式(掃描技術)。
以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應比一般微型計算機構成的工業控制系統滿的多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。
所謂I/O響應時間指從PLC的某一輸入信號變化開始到系統有關輸出端信號的改變所需的時間。其短的I/O響應時間與長的I/O響應時間如圖所示： 
第(n-1)個
掃描周期
短I/O響應時間：
長I/O響應時間
SIEMENS PLC在中國的產品，根據規模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產品的一些特性。
S7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制系統，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網絡聯接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設備。
其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數字量輸出（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（傳感器和執行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展S7-200的輸入和輸出點數。
 

• 診斷中繼器具有對線纜進行診斷的功能，這樣就可以盡早的檢測和定位電纜上的故障點。
  為了能夠在網絡上定位故障點，診斷中繼器必須知道所連接的 PROFIBUS 子網的網絡拓撲結構。使用“預備電纜診斷”功能，診斷中繼器能夠確定出到所有的節點的距離。

  在 STEP 7 的硬件配置中或者網絡視圖中，通過菜單命令 "PLC > PROFIBUS > Prepare Line Diagnostics" 來觸發“預備電纜診斷”功能。

  也可以在 CPU 的用戶程序中，使用系統功能塊 SFC103 "DP_TOPOL" 來觸發拓撲結構的識別。當調用系統功能塊 SFC103 "DP_TOPOL" 時，DP 主站系統上的診斷中繼器被尋址。

  注意
  在一個 DP 主站系統上只能同一時刻只能運行一個拓撲結構識別。

  --在同一時刻，只能針對一個DP主站系統進行拓撲檢測。

  確定出拓撲結構是當錯誤發生時能夠詳細的顯示故障位置的先決條件。當每次設置或者更改 DP 主系統的物理結構時，都要通過 SFC103 "DP_TOPOL" 運行拓撲結構的檢測。

  改變物理結構包括以下幾方面：

• 改變了電纜長度
• 增加或者移出了具有中繼器功能的節點
• 更改了節點的地址

• 西門子原裝DP接頭     西門子DP接頭 用于不同應用區域的不同類型（例如，地下電纜、拖曳電纜、危險區域（Zone 1 和 Zone 2）） 雙層屏蔽，抗干擾性能好 阻燃總線連接電纜（不含鹵素）。 由于電纜上印有以米表示的長度標記，因此易于確定長度 UL 認證 由于特殊的總線電纜，有很廣的應用范圍。 由于使用了雙層屏蔽電纜和集成式接地技術，網絡具有抗干擾功能。 采用 FastConnect （快速連接） 電纜，連接器連接簡單又快速，從而節省了時間。 產品中不含硅硐，因此特別適用于汽車工業 （如上釉流水線）。 除了 FastConnect 系統之外還有適用于電氣 PROFIBUS 網絡的其它組件： ■ DP/DP 耦合器 ■ 中繼器 ■ 總線連接插頭 6AG1500-0EA02-2AA0 SIPLUS NET PB ConNECTOR FOR -25 ... +60 DGR C AND MED baseD ON 6GK1500-0EA02 ? 6AG1972-0BA12-2XA0 SIPLUS DP PB ConNECTOR W R - 90 DEGREES CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH ConFORMAL COATING baseD ON 6ES7972-0BA12-0A0 ? 6AG1972-0BB12-2XA0 SIPLUS DP PB-ConNECTOR M R - M PG - 90 DGR CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH ConFORMAL COATING baseD ON 6ES7972-0BB12-0A0 6ES7972-0BA12-0A0 SIMATIC DP，總線連接器，用于PROFIBUS，高達12 MBIT/S，90度出線電纜（W X H X D）：15，8 X 54 X 34 MM，端接電阻，帶隔離 ? 6ES7972-0BA30-0A0 BUSANSCHLUSS-SIMATIC DP，總線連接器，用于PROFIBUS，帶斜出線電纜，絕緣刺破連接裝置（W X H X D）15 X 58 X 34 MM，高達1.5 MBIT/S，無 LAN端接電阻 6ES7972-0BA42-0A0 SIMATIC DP，總線連接器，用于 PROFIBUS UP，傳輸速率達 12 Mbit/s，帶彎式電纜引出口，15.8 X 54 X 39.5 mm（寬 x 高 x 深），端接電阻器，帶隔離功能，無編程器插口 6ES7972-0BA52-0A0 SIMATIC DP, 連接 PROFIBUS（高達 12Mbit/s）的總線連接器，90 度電纜出線，15.8 X 59 X 35.6 mm(W X H X D),IPCD TECHOLOGY 快速連接，無 PG 插 ? 6ES7972-0BA60-0A0 SIMATIC DP，總線連接器，用于PROFIBUS，高達12 MBIT/S，35度出線電纜（WX H X D）：16 X 72.7 X 34 MM，IPCD 快速連接技術， 6ES7972-0BA70-0A0 SIMATIC DP, BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S 90 DEGREE ANGLE CABLE OUTLET, 15.8 X 72.2 X 36.4 MM (WXHXD), IPCD TECHOLOGY FAST CONNECT, WITHOUT PG SOCKET 6ES7972-0BB12-0A0 SIMATIC DP，總線連接器，用于PROFIBUS，高達12 MBIT/S，90度出線電纜（W X H X D）：15.8 X 54 X 34 MM，端接電阻，帶隔離 6GK1500-0FC10 PB FC RS 485 PLUG 180, PB-PLUG WITH FASTConNECT ConNECTOR AND AXIAL CABLE- OUTLET F. INDUSTRY PC, SIMATIC OP, OLM, TRANSMISSION RATE: 12 MBIT/S, TERMINATING RESISTOR WITH SERAR. FUNCTION, PLASTIC HOUSING 6GK1500-0EA02 SIMATIC NET，PB 總線連接器，帶有用于工業 PC，SIMATIC OP，OLM 的軸線電纜引出端；傳輸速率 12Mbit/s;帶隔離功能的終端電阻 金屬外殼 6ES7972-0BB70-0A0 SIMATIC DP,BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S 90 DEGREE ANGLE CABLE OUTLET, 15,8 X 72,2 X 36,4 MM (WXHXD), IPCD TECHOLOGY FAST CONNECT, WITH PG SOCKET 6ES7972-0BB60-0A0 SIMATIC DP，總線連接器，用于PROFIBUS，高達12 MBIT/S，35度出線電纜（WX H X D）：16 X 72.7 X 34 MM，IPCD 快速連接技術， 西門子網絡連接器有編程口 6ES7972-0BB52-0A0 SIMATIC DP, 連接 PROFIBUS（高達 12Mbit/s）的總線連接器，90 度電纜出線，15.8 X 59 X 35.6 mm(W X H X D),IPCD TECHOLOGY 快速連接，帶 PG 插座 6ES7972-0BB42-0A0 SIMATIC DP, BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S WITH TILTED CABLE OUTLET, 15,8 X 54 X 39,5 MM (WXHXD), TERMINAT. RESIST. WITH ISOLAT. FUNCTION, WITH PG SOCKET 除了電信號網絡 （RS485） 之外還有 用于 PROFIBUS PA 的電信號網絡 6XV1830-0EH10【技術指標】 1、實心裸銅線導體，2芯并合成對，芯線紅綠二色。 2、鋁箔、裸金屬絲編織雙層屏蔽，PVC外護套，阻燃,外觀紫色。 3、符合VDE 0472標準；B類試驗（IEC332.1）。 4、帶米標識，分100米、200米、300米包裝，500米、1000米木輪包裝。 5、工作參數：單線傳輸大規格：1000m，加中繼器可延長至10000m 西門子PROFIBUS-DP總線電纜6XV1830-0EH10其它介紹： 1．借助于其雙屏蔽層，尤其適用于安裝在易受電磁干擾的工業環境中 2．通過總線終端的接地觸點的外包層，可實現接地的連續性 3．按米銷售 4．當連接各站時，應確保數據線不要擰絞，系統在高電磁發射環境（如汽車制造業）下運行應使用帶屛蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。 5．如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復蓋，以保持良好的傳導性。另外建議數據線必須與高壓線隔離。 6．超過500Kbit/s的數據傳輸速率時應避免使用短截線段，應使用市場上現有的插頭可使數據輸入和輸出電纜直接與插頭連接，而且總線插頭可在任何時候接通或斷開而并不中斷其它站的數據通信。