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山东西门子PLC代理商

发布时间: 2021-07-10  点击次数: 25次

山东西门子PLC代理商

可编程序控制器(PLC)的特点

为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PLC机有以下特点:

1. 可靠性高,抗干扰能力强

    工业生产对控制设备的可靠性要求:

①平均故障间隔时间长

②故障修复时间(平均修复时间)短

任何电子设备产生的故障,通常为两种:

     ①偶发性故障。由于外界恶劣环境如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、欠电压、振动等引起的故障。这类故障,只要不引起系统部件的损坏,一旦环境条件恢复正常,系统也随之恢复正常。但对PLC而言,受外界影响后,内部存储的信息可能被破坏。

     ②性故障。由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。

如果能限制偶发性故障的发生条件,如果能使PLC在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在范围,使PLC在恶劣条件消失后自动恢复正常,这样就能提高平均故障间隔时间;如果能在PLC上增加一些诊断措施和适当的保护手段,在性故障出现时,能很快查出故障发生点,并将故障限制在局部,就能降低PLC的平均修复时间。为此,各PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施,使PLC除了本身具有较强的自诊断能力,能及时给出出错信息,停止运行等待修复外,还使PLC具有了很强的抗干扰能力。

·硬件措施:

主要模块均采用大规模或超大规模集成电路,大量开关动作由无触点的电子存储器完成,I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。

    屏蔽——对电源变压器、CPU、编程器等主要部件,采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,以防外界干扰。

    滤波——对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波,如LC或π型滤波网络,以消除或高频干扰,也削弱了各种模块之间的相互影响。

    电源调整与保护——对微处理器这个核心部件所需的+5V电源,采用多级滤波,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。

    隔离——在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系,减少故障和误动作;各I/O口之间亦彼此隔离。

    采用模块式结构——这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障,能迅速更换,使系统恢复正常工作;同时也有助于加快查找故障原因。

·软件措施:

    有极强的自检及保护功能。

①故障检测——软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等。以便及时进行处理。

②信息保护与恢复——当偶发性故障条件出现时,不破坏PLC内部的信息。一旦故障条件消失,就可恢复正常,继续原来的程序工作。所以,PLC在检测到故障条件时,立即把现状态存入存储器,软件配合对存储器进行封闭,禁止对存储器的任何操作,以防存储信息被冲掉。

③设置警戒时钟WDT(看门狗)——如果程序每循环执行时间超过了WDT规定的时间,预示了程序进入死循环,立即报警。

④加强对程序的检查和校验——一旦程序有错,立即报警,并停止执行。

⑤对程序及动态数据进行电池后备——停电后,利用后备电池供电,有关状态及信息就不会丢失。

    PLC的出厂试验项目中,有一项就是抗干扰试验。它要求能承受幅值为1000V,上升时间1nS,脉冲宽度为1μS的干扰脉冲。一般,平均故障间隔时间可达几十万~上千万小时;制成系统亦可达4~5万小时甚至更长时间。

2 .通用性强,控制程序可变,使用方便

PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下,不必改变PLC的硬设备,只需改编程序就可以满足要求。因此,PLC除应用于单机控制外,在工厂自动化中也被大量采用。

3.功能强,适应面广

现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线,又可控制一个生产过程。

4.编程简单,容易掌握

目前,大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。既继承了传统控制线路的清晰直观,又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训,电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。

PLC在执行梯形图程序时,用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行(PLC内部增加了解释程序)。与直接执行汇编语言编写的用户程序相比,执行梯形图程序的时间要长一些,但对于大多数机电控制设备来说,是微不足道的,完全可以满足控制要求。

5.减少了控制系统的设计及施工的工作量

由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时,PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,更减少了现场的调试工作量。并且,由于PLC的低故障率及很强的监视功能,模块化等等,使维修也极为方便。

6.体积小、重量轻、功耗低、维护方便

PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品,其结构紧凑,坚固,体积小,重量轻,功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。以庆惜公司的F1-40M型PLC为例:其外型尺寸仅为305×110×110mm,重量2.3kg,功耗小于25VA;而且具有很好的抗振、适应环境温、湿度变化的能力。现在三菱公司又有FX系列PLC,与其超小型品种F1系列相比:面积为47%,体积为36%,在系统的配置上既固定又灵活,输入输出可达24~128点。

 

1.开关量逻辑控制

利用PLC基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制,可以取代传统的继电器控制,用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等,例如:机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC基本的应用,也是PLC广泛的应用领域。

 2.运动控制

大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于各种机械设备,如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。

3.过程控制

大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能,有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制,而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制,用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。

   4.数据处理

 现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能,可进行数据的采集、分析和处理,同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置,如计算机数值控制(CNC)设备,进行处理。

 5.通信联网

 PLC的通信包括PLC与PLC、PLC与上位计算机、PLC与其它智能设备之间的通信,PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络,以实现信息的交换,并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统,满足工厂自动化(FA)系统发展的需要

可编程序控制器PLC的分类
 PLC产品种类繁多,其规格和性能也各不相同。对PLC的分类,通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。

    1.按结构形式分类

    根据PLC的结构形式,可将PLC分为整体式和模块式两类。

    (1)整体式PLC  整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内, 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口,以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等,没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元,如模拟量单元、位置控制单元等,使其功能得以扩展。

    (2)模块式PLC   模块式PLC是将PLC各组成部分,分别作成若干个单独的模块,如CPU模块、I/O模块、电源模块(有的含在CPU模块中)以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活,可根据需要选配不同规模的系统,而且装配方便,便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。

    还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来,构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块,但它们之间是靠电缆进行联接,并且各模块可以一层层地叠装。这样,不但系统可以灵活配置,还可做得体积小巧。

    2.按功能分类

    根据PLC所具有的功能不同,可将PLC分为低档、中档、高档三类。

    (1)低档PLC  具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能,还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。

    (2)中档PLC   除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能,适用于复杂控制系统。

    (3)高档PLC   除具有中档机的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化。

 

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

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。

 

西门子PLC控制的优点

目前国内水泥散装机的电控部分大都是以大量的时间继电器和中间继电器组成的实序逻辑控制电路来控制各个阀门、电机的启停时间和顺序,在整个工作流程中各元器件动作很频繁,尤其是时间继电器在现场环境比较恶劣的条件下更是容易损坏,故障率高。经常造成装车工作被迫中断,降低了工作效率。而采用西门子PLC控制系统则大大避免了上述问题。西门子PLC控制系统与继电器控制系统相比有如下优点:

 


(1)控制方式

继电器的控制是采用硬件接线实现的,利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑,只能完成既定的逻辑控制。 而西门子PLC采用存储逻辑,其控制逻辑是以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序即可,方便快捷。

 

(2)控制速度

继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,毫秒级,机械触点有抖动现象。西门子PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制,速度快,微秒级,严格同步,无抖动

 


(3)延时控制

继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制,而时间继电器定时精度不高,受环境影响大。 西门子PLC用半导体集成电路作定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,调整时间方便,不受环境影响。

 

 

(4)上传数据

四、现在水泥厂的自动化程度越来越高,对设备DCS的要求也越来越高,因此在电气方面我们要实现如下功能:

⑴能自动实现从开启除尘器设备到水泥罐车装满的全过程。

⑵运行过程中,能将各设备的运行信号反馈到中控室。

⑶中控室接到备妥后可以实现远程启、停设备。

⑷停车状态下,提供设备的备妥信号。

⑸运行过程中若出现故障,可向中控室提供故障信号。

⑹实时监控水泥罐车内水泥的多少。


五、 西门子PLC控制的具体实现

基于以上几点,我们选用奥越信公司生产的OYES-200可编程序控制器作为控制核心,通过对其编程实现各设备的运行。系统硬件组成

主要构成如下:奥越信 OYES-200系列CPU一台、数字量扩展模块EM223一台、模拟量扩展模块EM231一台,我们将各个电机和阀门的状态及控制信号接入西门子PLC,由西门子PLC对这些设备进行控制;EM231可接收罐车重量信号4-20mA电流信号。我们也可以将这些信号通过EM277模块按照 PROFIBUS-DP协议将系统连接到全厂PROFIBUS-DP总线上,将系统升级为一个PROFIBUS-DP从站,实现中控室对散装车间的控制.

 

PLC的发展趋势

1、功能向增强化和专业化的方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。

2、规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。

3、系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。

通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。

PLC的功能特点

PLC的功能 随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展,PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制,而且能实现多机群控制;不仅能实现逻辑控制,还能实现过程控制、运动控制和数据处理等,其主要功能如下:

1、开关量逻辑控制

这是PLC的最基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力,它提供了与、或、非等各种逻辑指令,可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制,常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令,可实现定时、计数功能,其定时值和计数值既可由用户在编程时设定,也可用数字拨码开关来设定,其值可进行在线修改,操作十分灵活方便。

2、模拟量控制

在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块,如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等,通过使用这些模块,把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理;而CPU处理的数字结果,经D/A转换成模拟量去控制被控设备,以完成对连续量的控制。

3、闭环过程控制

使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制,而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块,对控制过程中某一变量(如速度、温度、电流、电压等)进行PID控制。

4、定时、定位、计数控制

PLC具有定时控制的功能,它为用户提供了若干个定时器,定时器的时间可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块,以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能,它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定,也可以用拨盘开关在外部设定,实现计数控制。、 5、顺序(步进)控制

在工业控制中,选用PLC实现顺序控制,可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计,可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。

6、网络通信

现代PLC具有网络通信的功能,它既可以对远程I/O进行控制,又能实现PLC与计算机之间的通信,从而构成“集中管理,分散控制”的分布式控制系统,实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备(如变频器、数控装置)实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统,可提高交流电动机的自动化控制水平。

7、数据处理

现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表[2]。

 

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