| 詳細(xì)參數(shù) | |||
|---|---|---|---|
| 品牌 | 西門子 | 型號(hào) | 西門子模塊6ES7215-1AG40-0XB0 |
| 結(jié)構(gòu)形式 | 模塊式 | 安裝方式 | 控制室安裝 |
| LD指令處理器 | 其他 | 加工定制 | 否 |
西門子模塊6ES7215-1AG40-0XB0
目前，PLC在已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：
1.開關(guān)量邏輯控制
取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)***及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。
2.工業(yè)過(guò)程控制
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。
3.運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。
4.數(shù)據(jù)處理
PLC具有數(shù)***算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
5.通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
信號(hào)模塊
多達(dá)8個(gè)信號(hào)模塊可連接到擴(kuò)展能力的CPU，以支持更多的數(shù)字和模擬量輸入/輸出信號(hào)。
信號(hào)板
一塊信號(hào)板就可連接至所有的CPU，由此您可以通過(guò)向控制器添加數(shù)字或模擬量輸入/輸出信號(hào)來(lái)量身定做CPU，而不必改變其體積。SIMATIC S7-1200控制器的模塊化設(shè)計(jì)允許您按照自己的需要準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)。
信號(hào)模塊和通訊模塊具有大量可供選擇的信號(hào)板，可量身定做控制器系統(tǒng)以滿足需求，而不必增加其體積。
多達(dá)8個(gè)信號(hào)模塊可連接到擴(kuò)展能力的CPU。一塊信號(hào)板就可連接至所有的 CPU，由此您可以通過(guò)向控制器添加數(shù)字或模擬量輸入/輸出信號(hào)來(lái)量身定做 CPU，而不必改變其體積。
信號(hào)板、信號(hào)模塊、通訊模塊
SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)的 CPU 有三種不同型號(hào)：CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。每一種都可以根據(jù)您機(jī)器的需要進(jìn)行擴(kuò)展。任何一種 CPU 的前面都可以增加一塊信號(hào)板，以擴(kuò)展數(shù)字或模擬 I/O，而不必改變控制器的體積。信號(hào)模塊可以連接到 CPU 的右側(cè)，以進(jìn)一步擴(kuò)展其數(shù)字或模擬 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個(gè)信號(hào)模塊，CPU 1214C 則可連接 8 個(gè)。所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 都可以配備最多3 個(gè)通訊模塊（連接到控制器的左側(cè)）以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的串行通訊。
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都具有內(nèi)置夾，能夠方便地安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 35 mmDIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的夾子可以咬合到某個(gè)伸出位置，以便在需要進(jìn)行面板安裝時(shí)提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可進(jìn)行豎直安裝或水平安裝。這些集成功能在安裝過(guò)程中為用戶提供了的靈活性，同時(shí)也使得 SIMATIC S7-1200 成為眾多應(yīng)用場(chǎng)合的理想選擇。
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件在設(shè)計(jì)時(shí)都力求緊湊，以節(jié)省控制面板中的空間。例如，CPU 1214C 的寬度僅有 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度也僅有90 mm。通訊模塊和信號(hào)模塊的體積也十分小巧，使得這個(gè)緊湊的模塊化系統(tǒng)大大節(jié)省了空間，從而在安裝過(guò)程中為您提供了的效率和靈活性。
新型的 SIMATIC S7-1200 配備了集成PROFINET 接口，提供與下列組件的無(wú)縫通訊：集成 SIMATIC STEP 7 Basic 工程組態(tài)系統(tǒng)（用于編程）；SIMATIC HMI 精簡(jiǎn)系列面板（用于可視化）；其它控制器（用于 PLC 間的通訊）；第三方設(shè)備（用于可選的高級(jí)集成）。
SIMATIC S7-1200 通訊接口由一個(gè)抗干擾的 RJ45 連接器組成。該連接器具有自動(dòng)交叉網(wǎng)線（auto-cross-over）功能，支持最多 16 個(gè)以太網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)10/100 Mbit/s。為了使布線最少并提供的組網(wǎng)靈活性，可以將緊湊型交換機(jī)模塊 CSM 1277 和 SIMATIC S7-1200 一起使用，以便輕松組建一個(gè)統(tǒng)一或混合的網(wǎng)絡(luò)（具有線型、樹型或星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）。CSM 1277 是一個(gè) 4 端口的非托管交換機(jī)，用戶可以通過(guò)它將 SIMATIC S7-1200連接到最多 3 個(gè)附加設(shè)備。除此之外，如果將 SIMATIC S7-1200 和 SIMATIC NET 工業(yè)無(wú)線局域網(wǎng)組件一起使用，您還可以獲得一個(gè)全新的組網(wǎng)規(guī)模。
為了保證與其它控制器和 HMI 設(shè)備之間的通訊，SIMATIC S7-1200 可以連接到多個(gè)S7 控制器和 HMI 設(shè)備，使用成熟的 S7 通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。
SIMATIC S7-1200 上的集成接口不僅可以與其它廠商的設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫集成，還可以通過(guò)開放式以太網(wǎng)協(xié)議 TCP/IP native 和ISO on TCP 與多個(gè)第三方設(shè)備進(jìn)行連接和通訊。集成的工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP7 Basic 還為 SIMATIC S7-1200 提供了標(biāo)準(zhǔn) T-Send/T-Receive 指令，因此用戶在設(shè)計(jì)自動(dòng)化解決方案時(shí)能夠獲得更高的靈活性。
集成了多達(dá)6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（3個(gè)100kHz，3個(gè)30kHz），用于精確監(jiān)視增量編碼器、頻率計(jì)數(shù)或?qū)^(guò)程事件進(jìn)行高速計(jì)數(shù)。
SIMATIC S7-1200 控制器中集成了 2 個(gè)高速輸出，可用作高速脈沖輸出或脈寬調(diào)制輸出。當(dāng)組態(tài)成 PTO 時(shí)，它們將提供頻率為 100kHz 的 50% 占空比高速脈沖輸出，以便對(duì)步進(jìn)電機(jī)或伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開環(huán)速度控制和定位控制。通過(guò) 2 個(gè)高速計(jì)數(shù)器對(duì)高速脈沖輸出進(jìn)行內(nèi)部反饋。當(dāng)組態(tài)成 PWM 輸出時(shí)，將生成一個(gè)具有可變占空比的固定周期輸出來(lái)控制電機(jī)速度、閥位置或加熱元件的占空比。
SIMATIC S7-1200 支持對(duì)步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開環(huán)速度控制和位置控制。對(duì)該功能的組態(tài)十分簡(jiǎn)單：通過(guò)一個(gè)軸工藝對(duì)象和通用的 PLCopen 運(yùn)行功能塊（包含在工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP 7 Basic中）即可實(shí)現(xiàn)。除了返回（home）和點(diǎn)動(dòng)（jog）功能以外，還支持*、相對(duì)和速度運(yùn)動(dòng)。
工程組態(tài)系統(tǒng) SIMATIC STEP 7 Basic 中的驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板簡(jiǎn)化了步進(jìn)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)和調(diào)試過(guò)程。它為單個(gè)運(yùn)動(dòng)軸提供了自動(dòng)和手動(dòng)控制，以及在線診斷信息。
一節(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，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. 處理單元(CPU)處理單元(CPU)是PLC的控制。它按照PLC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PLC的可*性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余，或采用三CPU的表決式。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)仍能正常運(yùn)行。b、存儲(chǔ)器存放的存儲(chǔ)器稱為程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。C、電源 PLC的電源在整個(gè)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可*得電源是無(wú)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。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，則該脈沖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)果完全一樣，但在PLC中執(zhí)行的卻不一樣?！?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的抗能力，其可*性，PLC的每個(gè)開關(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(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的某一輸入變化開始到有關(guān)輸出端的改變所需的時(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，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)。
西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。西門子（SIMATIC）PLC的6代西門子（SIMATIC）PLC的6代1、西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器。2、1979年，S3被SIMATIC S5所取代，該廣泛地使用了微處理器。3、20世紀(jì)80年代初，S5進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。4、1994年4月，S7系列
誕生，它具有更化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)，其機(jī)型為：S7-200、300、400。5、1996年，在控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（控制7）的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線）、COROS（監(jiān)控）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動(dòng)化，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。由初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場(chǎng)，停止生產(chǎn)
，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動(dòng)化的控制核心，而TDC沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對(duì)S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí)，它是西門子自動(dòng)化，功能強(qiáng)的可編程控制器。產(chǎn)品分類編輯可編程控制器是由現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的，可編程序控制器的分西門子PLCS7-200系列西門子PLCS7-200系列類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。一般來(lái)說(shuō)可以從三個(gè)角度對(duì)可編程序控制器進(jìn)行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去分類。控制規(guī)?？梢苑譃榇笮蜋C(jī)
、中型機(jī)和小型機(jī)。西門子PLCS7-300系列西門子PLCS7-300系列小型機(jī): 小型機(jī)的控制點(diǎn)一般在256點(diǎn)之內(nèi),適合于單機(jī)控制或小型的控制。西門子小型機(jī)有S7-200：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量248點(diǎn)；模擬量35路 。中型機(jī):中型機(jī)的控制點(diǎn)一般不大于2048點(diǎn),可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控，它適合中型或大型控制的控制。西門子中型機(jī)有S7-300：處理速度0.8~1.2ms ；存貯器2k ；數(shù)字量1024點(diǎn)；模擬量128路 ；網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS；工業(yè)以太網(wǎng)；MPI
