西門子CPU模塊6ES7212-1BE40-0XB0

PLC組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的PLC組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，它解決了控制系統(tǒng)通用性問題。其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O產(chǎn)品，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。 PLC組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能： （1）強大的界面顯示組態(tài)功能。目前，工控組態(tài)軟件大都運行于Windows環(huán)境下，充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點，可視化的m風格界面、豐富的工具欄，操作人員可以直接進人開發(fā)狀態(tài)，節(jié)省時間。豐富的圖形控仵和工況圖庫，既提供所需的組件，又是界面制作向?qū)АＬ峁┙o用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲地繪制出各種工業(yè)界面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的界面設計中解放出來，豐富的動畫連接方式，如隱含、閃爍、移動等等，使界面生動、直觀。 （2）良好的開放性。社會化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬件不可能出自一家公司的產(chǎn)品，“異構(gòu)"是當今控制系統(tǒng)的主要特點之一。開放性是指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設備。開放性是衡量一個組態(tài)軟件好壞的重要指標。 PLC組態(tài)軟件向下應能與低層的數(shù)據(jù)采集設備通信，向上能與管理層通信，實現(xiàn)上位機與下位機的雙向通信。 （3） 豐富的功能模塊。提供豐富的控潲功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場要求。利用各種功能模塊，完成實時監(jiān)控 產(chǎn)生功能報表 顯示歷史曲線、實時曲線、提俠報警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機界面，易于操作，系統(tǒng)既叫適用于單機集中式控制、DCS分布式控制，也可以是帶遠程遇信能力的遠程測控系統(tǒng)． （4）強大的數(shù)據(jù)庫。配有實時數(shù)據(jù)庫，可存儲各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實現(xiàn)與外部設備的數(shù)據(jù)交換。 （5）可編程的命令語言。有可編程的命令語言，使用戶可根據(jù)自己的需要編鸞程序，蹭強圖形界面 （6）周密的系統(tǒng)安全防范，對不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)眼，保證整個系統(tǒng)的安全可靠運行。 （7）仿真功能．捉供強大的仿真功能使系統(tǒng)并行設計，從而縮短開發(fā)周期。   PLC系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的主要形式   PLC系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的主要形式 PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式 PLC網(wǎng)絡；3）PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡）。 為減輕CPU通信任務，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器

PLC系統(tǒng)設計的五大步驟

（一）分析工藝流程，明確控制要求，確定控制方案

首先要詳細分析實際生產(chǎn)的工藝流程，工作特點及控制系統(tǒng)的控制任務、控制過程、控制特點，控制功能，明確輸入，輸出量的性質(zhì)，充分了解被控對象的控制要求。

在分析被控對象的基礎上，根據(jù)PLC的特點，與繼電器控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)進行控制方案的分析與比較，如果被控系統(tǒng)的應用環(huán)境較差，而安全性，可靠性要求較高，輸入輸出多為開關(guān)量，而用常規(guī)的繼電器接觸器實現(xiàn)，系統(tǒng)較復雜或難以實現(xiàn)，工藝流程經(jīng)常改變，那么，用可編程序控制器進行控制將是合適的。

（二）選擇機型

隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類和型號越來越多，功能日趨完善。從美國，日本、德國等國家引進的PLC產(chǎn)品及國內(nèi)廠商組裝或自行開發(fā)的PLC產(chǎn)品已有幾十個系列。上百種型號。其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法、價格等各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC產(chǎn)品，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標起著重要作用。一般來說，各個廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在可靠性上都是過關(guān)的，機型的選擇主要是指在功能上如何滿足自己需要，而不浪費機器容量。PLC的選擇主要包括機型選擇，容量選擇，輸入輸出模塊選擇、電源模塊選擇等幾個方面。

（三）輸入輸出設備選擇及輸入輸出點分配

在PLC控制系統(tǒng)中，通常用作輸入器件的強電元件是控制按鈕，行程開關(guān)、繼電器等的觸點。PLC的執(zhí)行元件通常有接觸器、電動機、電磁閥，信號燈等。要根據(jù)控制系統(tǒng)的需要進行選擇。

（四）施工設計

與一般電氣施工設計相同， PLC控制系統(tǒng)的施工設計需完成下列工作：畫出完整的電路圖；注明電氣元件清單；畫出電氣柜內(nèi)電器位置圖和電器安裝接線互連圖。

（五）總裝調(diào)試

1、程序調(diào)試

將設計好的程序用編程器輸入到PLC中，進行編輯和檢查，發(fā)現(xiàn)問題，立即修改和調(diào)整程序。

2、現(xiàn)場調(diào)試

現(xiàn)場安裝完畢后，可對硬件和軟件進行聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)對某些參數(shù)的現(xiàn)場確定和調(diào)整。

3、安全檢查

最后對系統(tǒng)的所有安全措施作*檢查，準確無誤后即可投入試運行，待一切正常后，將程序固化在有長久記憶功能的只讀存儲器EPROM中長期保存

PLC控制系統(tǒng)的設計方法

　　1、充分了解各種類型起重機生產(chǎn)過程的結(jié)構(gòu)、原理、工況和特點。

　　2、 充分了解并確定用戶提出的功能控制要求。一般用戶，特別是對PLC的特點*不熟悉的用戶，先期提出的功能要求是不*的，有的也可能是難以實現(xiàn)的。在了 解被控對象的基礎上，主動為用戶著想，介紹PLC的功能特點，對那些不需要增加額外的硬件開銷并能充分發(fā)揮PLC潛力的功能，如自動計數(shù)、設備運轉(zhuǎn)時間的 記錄等都主動為用戶考慮；對那些實現(xiàn)起來花費很大投資，而效益不大的功能向用戶解釋說明，在尊重用戶意見的基礎上，進行協(xié)調(diào)處理。

　　3、確定除PLC裝置外系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)：包括為實現(xiàn)全部控制功能所必須的傳感器、開關(guān)按鈕、執(zhí)行機構(gòu)及指示報警等輸入輸出裝置。

　　4、畫出時序圖和狀態(tài)圖等功能流程圖。深入分析系統(tǒng)功能，為編程打下基礎。

　　5、PLC裝置的選型：

　　1）系統(tǒng)本身需求的分析：

　?、俅_定系統(tǒng)所需I/O端口的數(shù)量和種類。

　　②確定CPU應有的主要功能。

　?、鄞_定內(nèi)存的容量大小和種類。

　?、芨鶕?jù)現(xiàn)場情況確定是否需要遠程I/O。

　　⑤考慮系統(tǒng)工作環(huán)境要求。

　　2）市場產(chǎn)品的分析：

　　查看哪些型號在技術(shù)性能上滿足要求，哪些可基本滿足要求，在這些型號中，再進行價格方面的比較和衡量，并綜合考慮產(chǎn)品的可靠性、供貨的及時性和售后服務方面的信譽等，從中選出較為理想的產(chǎn)品。

　　6、應用程序的設計和模擬調(diào)試，由于PLC的全部控制功能都是通過其應用程序（或稱用戶程序）的執(zhí)行而實現(xiàn)的。因此，程序設計無疑是PLC應用系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。應充分利用PLC各種簡單、高效的編程指令功能來編制程序。

　　PLC編程技術(shù)要點：

　?、倭谐鯬LC輸入/輸出通道分配表。

　　②根據(jù)功能流程圖畫出程序流程圖及程序結(jié)構(gòu)功能模塊圖。

　　③隨時登記所用程序元素，便于檢查和避免重復。

　?、芏嗍褂脙?nèi)部繼電器，避免過于復雜的混聯(lián)邏輯。

　　⑤注意考慮系統(tǒng)功能要求中沒有想到的問題，比如互鎖、聯(lián)鎖等。

　?、捱M行程序的修改及簡化。

　?、邔⒊绦蜉斎隤LC并使用模擬I/O裝置按照控制要求進行模擬調(diào)試。

　　7、進行實機的現(xiàn)場聯(lián)合調(diào)試。

　　這是一項系統(tǒng)、復雜、繁鎖而且*的工作，它需要起重機制造廠家、控制設備配套廠家、用戶和設計調(diào)試人員的密切配合。

　?、賹LC控制柜與起重機上的各種電氣設備、執(zhí)行元器件聯(lián)接好，確定準確無誤，則可進行實機的現(xiàn)場聯(lián)合調(diào)試。

　?、谑紫确謩e進行各機構(gòu)控制回路的調(diào)試，檢查各種繼電接觸器的動作情況是否符合起重機各機構(gòu)的邏輯要求，各種故障的顯示報警是否準確等，否則在現(xiàn)場修改應用程序直到準確為止。

　?、酆仙细鳈C構(gòu)主回路開關(guān)，進行各機構(gòu)空載試驗，方法與步驟同②。

　　④后進行整機的載荷試驗，載荷試驗必須由輕載、半載和額定載荷的順序逐步進行，一直到整臺設備的各種運行狀態(tài)*達到技術(shù)規(guī)格書的要求，符合國家起重運輸機械的有關(guān)規(guī)范和標準，終得到用戶的認可

變量的準確測量

憑借其較高的精度，SENTRON PAC3200能夠不斷高的準確進行電力測量的要求。它 IEC 62053-22 中有關(guān)固態(tài)有功電能表的 0.5S 級準確度要求。

SENTRON PA200 可提供用于測定與處理電能數(shù)據(jù)和評估配電網(wǎng)的準確度較高的測量數(shù)據(jù)：

例如，對于電壓、電流、有功功率和有功電能來說，該儀表可達到 IEC 61557-12 的 0.2 級準確度。

對有功電能來說，可達到儀表 IEC 62053-22 的 0.2S 級準確度。

因此，SENTRON PA200 電力公司所采用的高精度儀表的準確度要求，通?？稍诳量痰墓I(yè)應用中使用。

電力故障的度

總共有 10 個用于測量有功、無功和視在電能的電能表，它們可按照高費率和低費率單獨、連續(xù)地對電能輸入和電能反饋進行。

除了用于視在、有功和無功電能的無限計數(shù)器之外，PA200 還可在 365 天的時間段內(nèi)每天儲存電能消耗水平。通過輸入所需的計算周期，可實現(xiàn)到天的截止日期評估。某個預選時間段內(nèi)的電能消耗可直接在儀表上調(diào)出，或使用通訊接口調(diào)出。

PA200 的每日計數(shù)指示器

SENTRON PAC3200 和 PA200 可提供負荷曲線記錄所需的有功和無功電能平均值，并可作為上層能源的可靠數(shù)據(jù)來源。

PA200 的負荷曲線記錄

一旦按測量周期測量的電能消耗狀況或無功電能成分開始對公司的電能成本產(chǎn)生影響，工廠的電力負荷曲線就顯得非常重要。

由于 SENTRON PA200 帶有一個大容量存儲器，因此在這方面非常適合。在選擇的測量周期為 15 分鐘時，它可在長達 40 天時間內(nèi)記錄視在、有功和無功功率的負荷曲線，并帶有輸入和反饋的zui小值與zui大值。根據(jù)所選擇的記錄周期，可將記錄時間或縮短。

測量周期可與電力公司所采用的測量周期實現(xiàn)同步，這樣就可將測量數(shù)據(jù)與電力公司的記錄進行比較。同步可通過一個數(shù)字量輸入或在通訊接口上使用一個同步命令來完成。如果無法進行這種同步，儀表就會與它的內(nèi)部時鐘進行同步。

對于負荷曲線記錄，SENTRON PA200 支持固定時鐘（僅一個測量周期）或時鐘（將測量周期劃分為幾個子周期）。另外，也可在算術(shù)或累積電能平均值計算之間進行選擇。

負荷曲線記錄的個別改動可通過 SENTRON powerconfig 組態(tài)來完成。

S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中的入門級 CPU

適用于對程序范圍和處理速度具有中等要求的應用

在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用

PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端換機

PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運行分布式 I/O

用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或 非西門子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 設備的 PRIFINET 智能設備

OPC UA （數(shù)據(jù)訪問）作為運行時選件，可輕易將 SIMATIC S7-1500 連接至第三方設備/

等時同步

集成運動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，凸輪/凸輪軌道和

用于診斷集成 Web ，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點的選項

CPU 1511-1 PN 是經(jīng)濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應速度要求不高的應用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設備 （PROFINET 智能設備）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口設計為 2-端換機以便在中設立總線型拓撲。 另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供控制功能，以及通過化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力

西門子CPU模塊6ES7212-1BE40-0XB0

SIMATIC S7-1200 CPUSIMATICS7-1200 系統(tǒng)有三種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。其中的每一種模塊都可以進行擴展，以您的系統(tǒng)需要?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴展數(shù)字或模擬量I/O，同時不影響控制器的實際大小?？蓪⑿盘柲K連接至 CPU 的右側(cè)，進一步擴展數(shù)字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C可連接 2 個信號模塊，CPU 1214C 可連接 8 個信號模塊。更后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU控制器的左側(cè)均可連接多達 3 個通訊模塊，便于實現(xiàn)端到端的串行通訊。

節(jié)省空間的設計所有的SIMATIC S7-1200 硬件都經(jīng)過設計，以節(jié)省控制面板的空間。例如，經(jīng)過測量，CPU 1214C 的寬度僅為 110mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90mm。結(jié)合通信模塊和信號模塊的較小占用空間，在安裝過程中，該模塊化的緊湊系統(tǒng)節(jié)省了寶貴的空間，為您提供了更和更大靈活性。SIMATICS7-1200可擴展的緊湊自動化的模塊化概念。SIMATICS7-1200 具有集成的 PROFINET接口、強大的集成技術(shù)功能和可擴展性強、靈活度高的設計。它實現(xiàn)了簡便的通信、技術(shù)任務解決方案，并能一系列的獨立自動化需求。

USB

使用 通過 X125（正面，保護蓋后）和 X135 （背面）這兩個 USB 接口可以連接一個 USB閃存驅(qū)動器，以便傳送用戶數(shù)據(jù)和調(diào)試數(shù)據(jù)。

屬性 USB 接口是標準接口，此處不詳細說明。

X125 和 X135 上電纜的規(guī)格

5 V 電源是抗短路電源。

手輪

使用 PPU 背面的插頭 X143 上多可連接 2 個電子手輪。 手輪必須符合以下要求： ● 傳輸方式： 5 V TTL或差分信號 ●信號： – 信號 A 是真實和取反信號 – 信號 B 是真實和取反信號 ● 大輸出頻率：500 kHz ● 相位偏移，從信號 A 到B：90° ± 30° ● 電源： 5 V，大 250 mA

X143 上的電纜規(guī)格

便于操作和診斷

操作員面板

操作員面板用于控制電機起動器，可取代所有常規(guī)按鈕和指示燈以節(jié)省空間。使您可以在控制柜內(nèi)直接操作 SIMOCODE pro和饋電裝置。該面板具有基本單元上的所有 LED 指示燈，外部具有用于在 PC/PG 上進行簡易參數(shù)化或診斷的系統(tǒng)接口。

帶顯示屏的操作員面板

還可以使用一種帶顯示屏的操作面板替代 SIMOCODE pro V 的 3UF720 標準操作面板：3UF721能夠在控制柜上另外指示電機起動器的電流測量值、運行和診斷數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息?？墒褂貌僮髅姘迳系陌粹o來控制電機。而且，可直接通過帶顯示屏的操作面板，設置額定電機電流、限值等參數(shù)（通過SIMOCODEproV PROFIBUS E15及以上版本、SIMOCODEproV Modbus RTU E03 及以上版本以及所有SIMOCODEproV PROFINET 和 EtherNet/IP）。

通信

SIMOCODE pro 具有一個集成 PROFIBUS DP 或 Modbus RTU 接口（SUB-D 或端子接頭）或一個PROFINET 或 EtherNet/IP接口 (2 x RJ45)。

可以將故障安全 PLC (F-CPU) 和SIMOCODE DM-F PROFIsafe 故障安全數(shù)字量模塊結(jié)合使用，通過符合PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)故障安全斷開。

SIMOCODE proPROFIBUS

例如，適用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro 支持：

循環(huán)服務 (DPV0) 和非循環(huán)服務 (DPV1)

綜合診斷和硬件中斷

高時間精度時間戳 (SIMATICS7)，適用于 SIMOCODE pro V

Y-Link 后面的 DPV1 通信

適用于 PROFINET 的 SIMOCODEpro

例如，適用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 支持：

總線型和環(huán)型總線拓撲（適用于帶集成交換機的 2 端口設備）

通過 MRP 協(xié)議實現(xiàn)介質(zhì)冗余（適用于帶集成交換機的 2 端口設備）

借助于標準 Web 瀏覽器進行操作、維護和診斷

通過 OPC UA 服務器與可視化和 I&C 系統(tǒng)進行開放式通信

NTP 同步時間

待機管理和測量功能，用于通過 PROFIenergy 實現(xiàn)的能源管理

通過臨近檢測功能，在不使用 PC 存儲模塊的情況下進行模塊更換

豐富的診斷和維護報警