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西門子模塊6ES7217-1AG40-0XB0

在PLC設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、的，按照易于與工業(yè)控制形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的，PLC的硬件、配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)

    一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算
    I/O點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再10%～20%的可擴(kuò)展
    余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。
    二、存儲器容量的估算
    存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。
    存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
    三、控制功能的選擇
    該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
    (一)運(yùn)算功
    簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
    (二)控制功能
    控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
    (三)通信功能
    大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應(yīng)能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。
    PLC的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合，通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求
    PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)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(luò)；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(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
    為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對點(diǎn)、現(xiàn)場總

    (四)編程功能
    離線編程：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程可成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種成本較高，但調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。
    五種化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其（IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以特殊控制的控制要求。
    (五)診斷功能
    PLC的診斷功能包括硬件和的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷

用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式比其它方式具有如下優(yōu)點(diǎn)，下面介紹一下用DATA-6106無線數(shù)傳模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式相比于有線通訊的優(yōu)點(diǎn)。
成本廉價
有線通信方式的建立必須架設(shè)電纜，或挖掘電纜溝，因此需要大量的人力和物力；而用無線數(shù)傳電臺建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式則無需架設(shè)電纜或挖掘電纜溝，只需要在每個終端連接無線數(shù)傳電臺和架設(shè)適當(dāng)高度的天線就可以了。相比之下用無線數(shù)傳模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式，節(jié)省了人力物力，投資是相當(dāng)節(jié)省的。
當(dāng)然在一些近距離的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，無線的通訊方式并不比有線的方式成本低，但是有時候?qū)嶋H的現(xiàn)場環(huán)境難以布線，客戶根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需要還是會選用無線的方式來實(shí)現(xiàn)通訊。
建設(shè)工程周期短
當(dāng)要把相距數(shù)公里到數(shù)十公里距離的遠(yuǎn)程站點(diǎn)相互連接通訊的時候，采用有線的方式，必須架設(shè)長距離的電纜或者挖掘漫長的電纜溝，這個工程周期可能就需要數(shù)個月的時間，而用數(shù)傳模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，只需要架設(shè)適當(dāng)高度的天線，工程周期只需要幾天或者幾周就可以，相比之下，無線的方式可以迅速組建起通信鏈路，工程周期大大縮短。
適應(yīng)性好
有線通訊的局限性太大，在遇到一些特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如遇到山地、湖泊、林區(qū)等特殊的地理環(huán)境或是移動物體等布線比較困難的應(yīng)用環(huán)境的時候，將對有線網(wǎng)絡(luò)的布線工程有著極強(qiáng)的制約力，而用無線數(shù)傳模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式將不受這些限制，所以說用無線數(shù)傳模塊建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式將比有線通訊有更好的更廣泛的適應(yīng)性，幾乎不受地理環(huán)境限制。
擴(kuò)展性好
在用戶組建好一個通訊網(wǎng)絡(luò)之后，常常因?yàn)橄到y(tǒng)的需要增加新的設(shè)備。如果采用有線的方式，需要重新的布線，施工比較麻煩，而且還有可能破壞原來的通訊線路，但是如果采用無線數(shù)傳電臺建立無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需將新增設(shè)備與無線數(shù)傳電臺相連接就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)充了，相比之下有更好的擴(kuò)展性。
技術(shù)參數(shù)編輯
數(shù)據(jù)格式：8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，校驗(yàn)位（奇、偶、無）可設(shè)定。
波 特 率：300、600、1200、2400、4800、9600、19200（Bit/S）可選。
通信誤碼：≤10。
供電電源：10V～30V DC。
平均電流：<70mA/12V。
工作環(huán)境：溫度：-40～+85℃；濕度：≤95%。
數(shù)據(jù)傳輸編輯
數(shù)據(jù)傳輸可以簡單地分為有線（包括架設(shè)光纜、電纜或租用電信專線）和無線（分為建立無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（433MHZ頻段和2.4G頻段）或借用CDPD、 GSM、CDMA 等公用網(wǎng)信息平臺）兩大類方式

3.高速計(jì)數(shù)器怎樣占用輸入點(diǎn)?

高速計(jì)數(shù)器根據(jù)被定義的工作模式，按需要占用CPU上的數(shù)字量輸入點(diǎn)。每一個計(jì)數(shù)器都按其工作模式占用固定的輸入點(diǎn)。在某個模式下沒有用到的輸入點(diǎn)，仍然可以用作普通輸入點(diǎn)；被計(jì)數(shù)器占用的輸入點(diǎn)（如外部復(fù)位），在用戶程序中仍然可以訪問到。

4.S7-200 SMART CPU能否支持5 V編碼器？

ST20、ST30 CPU的I0.0~I0.3,I0.6~I0.7，ST40、ST60 CPU的I0.0~I0.3可以支持。

5.S7-200 SMART CPU能否連接差分輸出的編碼器？

不能。由于查分?jǐn)?shù)出的信號需要專門的差分信號接收器件，而S7-200 SMART CPU不具備這樣的差分接口，所以無法直接連接差分輸出的編碼器。

6.為什么高速計(jì)數(shù)器不能正常工作?

在程序中要使用初次掃描存儲器位SM0.1來調(diào)用HDEF指令，而且只能調(diào)用一次。如果用SM0.0調(diào)用或者第二次執(zhí)行HDEF指令會引起運(yùn)行錯誤，而且不能改變一次執(zhí)行HDEF 指令時對計(jì)數(shù)器的設(shè)定。

7.對高速計(jì)數(shù)器如何尋址? 為什么從SMDx中讀不出當(dāng)前的計(jì)數(shù)值？

可以直接用HC0；HC1；HC2；HC3；HC4；HC5對不同的高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行尋址讀取當(dāng)前值，也可以在狀態(tài)表中輸入上述地址直接監(jiān)視高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。SMDx不存儲當(dāng)前值，參見上述表2。

高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是一個32位的有符號整數(shù)。

8.高速計(jì)數(shù)器如何復(fù)位到0？

選用帶外部復(fù)位模式的高速計(jì)數(shù)器，當(dāng)外部復(fù)位輸入點(diǎn)信號有效時，高速計(jì)數(shù)器復(fù)位為0

也可使用內(nèi)部程序復(fù)位，即將高速計(jì)數(shù)器設(shè)定為可更新初始值，并將初始值設(shè)為0，執(zhí)行HSC指令后，高數(shù)計(jì)數(shù)器即復(fù)位為0

9.高速計(jì)數(shù)器的值在復(fù)位后是復(fù)位到初始值還是“0”值?

外部復(fù)位會將當(dāng)前值復(fù)位到0值而不是初始值；內(nèi)部復(fù)位則將當(dāng)前值復(fù)位到初始值（若初始值設(shè)為”0“，則內(nèi)部復(fù)位也是復(fù)位到”0“值）。如果你設(shè)定了可更新初始值，但在中斷中未給初始值特殊寄存器賦新值，則在執(zhí)行HSC 指令后，它將按初始化時設(shè)定的初始值賦值。

10.為何給高速計(jì)數(shù)器賦初始值和預(yù)置值時后不起作用，或效果出乎意料?

高速計(jì)數(shù)器可以在初始化或者運(yùn)行中更改設(shè)置，如初始值、預(yù)置值。其操作步驟應(yīng)當(dāng)是：

設(shè)置控制字節(jié)的更新選項(xiàng)。需要更新哪個設(shè)置數(shù)據(jù)，就把控制字節(jié)中相應(yīng)的控制位置位（設(shè)置為“1”）；不需要改變的設(shè)置，相應(yīng)的控制位就不能設(shè)置

然后將所需 的值送入初始值和預(yù)置值控制寄存器

執(zhí)行HSC指令

是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

SIMATIC HMI 基礎(chǔ)面板的性能經(jīng)過優(yōu)化，旨在與這個新控制器以及強(qiáng)大的集成工程組態(tài)完美兼容，可確保實(shí)現(xiàn)簡化開發(fā)、快速啟動、精確監(jiān)控和高等級的可用性。正是這些產(chǎn)品之間的相互協(xié)同及其創(chuàng)新性的功能，幫助您將小型自動化系統(tǒng)的效率提升到一個的水平。

• 用于可擴(kuò)展設(shè)計(jì)中緊湊自動化的模塊化概念。

SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、強(qiáng)大的集成技術(shù)功能和可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)。它實(shí)現(xiàn)了通信簡便，有效的技術(shù)任務(wù)解決方案，并完全滿足一系列的獨(dú)立自動化系統(tǒng)的 應(yīng)用需求使用完全集成的新工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對 SIMATIC S7-1200 進(jìn)行編程。SIMATIC STEP 7 Basic 的設(shè)計(jì)理念是直觀、易學(xué)和易用。這種設(shè)計(jì)理念可以使您在工程組態(tài)中實(shí)。一些智能功能，例如直觀編輯器、拖放功能和“InbliSense”（智能感知）工具，能讓您的工程進(jìn)行的更加迅速。這款新軟件的體系結(jié)構(gòu)源于對未來創(chuàng)新的不斷追求，西門子在軟件開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗(yàn)，因此 SIMATIC STEP 7 的設(shè)計(jì)是以未來為導(dǎo)向的。

設(shè)計(jì)和功能

SIMATIC S7-1200 CPU

SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有三種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C。其中的每一種模塊都可以進(jìn)行擴(kuò)展，以完全滿足您的系統(tǒng)需要?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴(kuò)展數(shù)字或模擬量 I/O，同時不影響控制器的實(shí)際大小。可將信號模塊連接至 CPU 的右側(cè)，進(jìn)一步擴(kuò)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。后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達(dá) 3 個通訊模塊，便于實(shí)現(xiàn)端到端的串行通訊。

安裝簡單方便

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有內(nèi)置的卡扣，可簡單方便地安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的卡扣也可以卡入到已擴(kuò)展的位置，當(dāng)需要安裝面板時，可提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置，為您提供其它安裝選項(xiàng)。這些集成的功能在安裝過程中為用戶提供了大的靈活性，并使 SIMATIC S7-1200 為各種應(yīng)用提供了實(shí)用的解決方案
節(jié)省空間的設(shè)計(jì)

所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，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 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90 mm。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，為您提供了和大靈活性。

SIMATIC S7-1200

可擴(kuò)展的緊湊自動化的模塊化概念

SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、強(qiáng)大的集成技術(shù)功能和可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)。它實(shí)現(xiàn)了簡便的通信、有效的技術(shù)任務(wù)解決方案，并能完全滿足一系列的獨(dú)立自動化需求。

亮點(diǎn)

可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)

信號模塊：

大的 CPU 多可連接八個信號模塊，以便支持其它數(shù)字量和模擬量 I/O。

信號板：

可將一個信號板連接至所有的 CPU，讓您通過在控制器上添加數(shù)字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU，同時不影響其實(shí)際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)，以完全滿足您應(yīng)用的需求。

SIMATIC S7-1200 集成技術(shù)

SIMATIC S7-1200 具有用于進(jìn)行計(jì)算和測量、閉環(huán)回路控制和運(yùn)動控制的集成技術(shù)，是一個功能非常強(qiáng)大的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多種類型的自動化任務(wù)。

用于速度、位置或占空比控制的高速輸出

SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個高速輸出，可用作脈沖序列輸出或調(diào)諧脈沖寬度的輸出。當(dāng)作為 PTO 進(jìn)行組態(tài)時，以高達(dá) 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列，用于控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動器的開環(huán)回路速度和位置。使用其中兩個高速計(jì)數(shù)器在內(nèi)部提供對脈沖序列輸出的反饋。當(dāng)作為 PWM 輸出進(jìn)行組態(tài)時，將提供帶有可變占空比的固定周期數(shù)輸出，用于控制馬達(dá)的速度、閥門的位置或發(fā)熱組件的占空比。
PLCopen 運(yùn)動功能塊

SIMATIC S7-1200 支持控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動器的開環(huán)回路速度和位置。使用軸技術(shù)對象和認(rèn)可的 PLCopen 運(yùn)動功能塊，在工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中可輕松組態(tài)該功能。除了“home”和“jog”功能，也支持移動、相對移動和速度移動。

驅(qū)動調(diào)試控制面板

工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的驅(qū)動調(diào)試控制面板，簡化了步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動器的啟動和調(diào)試操作。

它提供了單個運(yùn)動軸的自動控制和手動控制，以及在線診斷信息。

用于閉環(huán)回路控制的 PID 功能

SIMATIC S7-1200 多可支持 16 個 PID 控制回路，用于簡單的過程控制應(yīng)用。借助 PID 控制器技術(shù)對象和工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持編輯器，可輕松組態(tài)這些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自動調(diào)整功能，可自動為節(jié)省時間、積分時間和微分時間計(jì)算調(diào)整值。

PID 調(diào)試控制面板

SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的 PID 調(diào)試控制面板，簡化了回路調(diào)整過程。它為單個控制回路提供了自動調(diào)整和手動控制功能，同時為調(diào)整過程提供了圖形化的趨勢視圖