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江西西門子S7-200SMART系列主機(jī)模塊參數(shù)

在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的啟停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，而PLC技術(shù)是解決上述問題的有效、便捷的工具，因此PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面就PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行探討。

1、PLC系統(tǒng)設(shè)備選型

PLC主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。不同型號(hào)的PLC有不同的適用范圍。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型(數(shù)字量、模擬量等)統(tǒng)計(jì)，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲杏嗔慷焕速M(fèi)資源的機(jī)型(小、中、大形機(jī)器)。并且結(jié)合市場(chǎng)情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價(jià)格性能比較好的PLC機(jī)型。

目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多，國(guó)外有德國(guó)的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美國(guó)的GE;韓國(guó)的LG等。國(guó)產(chǎn)品牌有研華、研祥、合力時(shí)等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性價(jià)比越來越高。PLC 的選型應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手。

2.1 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模

依據(jù)工廠生產(chǎn)工藝流程和復(fù)雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小?？煞譃榇蟆⒅小⑿∪N規(guī)模。

小規(guī)模PLC控制系統(tǒng):單機(jī)或者小規(guī)模生產(chǎn)過程，控制過程主要是條件、順序控制，以開關(guān)量為主，并且I/O點(diǎn)數(shù)小于128 點(diǎn)。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。

中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在128——512 點(diǎn)之間。應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。

大規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過程是大規(guī)模過程控制、DCS系統(tǒng)和工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上。應(yīng)該選用具有通信聯(lián)網(wǎng)、智能控制、數(shù)據(jù)庫(kù)、中斷控制、函數(shù)運(yùn)算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)合實(shí)現(xiàn)工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊和控制。

2.2 確定PLC I/O 點(diǎn)的類型

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型(數(shù)字量、模擬量等)統(tǒng)計(jì)，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲熊浻布Y源余量而不浪費(fèi)資源的機(jī)型(小、中、大型機(jī)器)。

根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。

電磁閥的開閉、大電感負(fù)載、動(dòng)作頻率低的設(shè)備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態(tài)繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)/停止應(yīng)采用晶體管輸出。

2.3 確定PLC編程工具

(1) 一般的手持編程器編程。手持編程器只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句表(STL)編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小、用量小的產(chǎn)品比較適宜，具有體積小、價(jià)格低、易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。 這主要用于微型PLC的編程。

(2) 圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖(LAD)編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。

(3) 計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程 。這種方式是效率高的一種方式，但大部分公司的PLC 開發(fā)軟件包價(jià)格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程。

3、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

硬件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這關(guān)系著PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。

(1) PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)。PLC供電電源一般為AC85—240V，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等);隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級(jí)線圈屏蔽層與初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，次級(jí)線圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。

PLC輸入電路電源一般應(yīng)采用DC 24V, 同時(shí)其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，并作好防短路措施，這對(duì)系統(tǒng)供電安全和PLC安全至關(guān)重要，因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路都將影響PLC的運(yùn)行，一般選用電源的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路。

(2) PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)。依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)停止應(yīng)采用晶體管輸出，它適應(yīng)于高頻動(dòng)作，并且響應(yīng)時(shí)間短;如果PLC 系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6 次以下，應(yīng)繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。

如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)PLC。
前期的工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程中，由繼電器建立的操控體系逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)范疇早的操控體系，并且運(yùn)用越來越廣泛。但繼電器操控體系一般只能針對(duì)某一斷定的動(dòng)作次序或生產(chǎn)工藝而規(guī)劃，其操控功用也局限于邏輯操控、定時(shí)、計(jì)數(shù)等一些簡(jiǎn)略的操控需求，還存在著布線多、接線復(fù)雜的狀況， 一旦動(dòng)作次序或生產(chǎn)工藝發(fā)作變化，就必須從頭進(jìn)行規(guī)劃、布線、設(shè)備和調(diào)試，構(gòu)成時(shí)刻和資金的嚴(yán)重。因而隨著生產(chǎn)規(guī)劃的逐漸擴(kuò)展，繼電器操控體系由于其體積大、耗電多、牢靠性差、壽命短、運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢、適應(yīng)性差等原因，已越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。

江西西門子S7-200SMART系列主機(jī)模塊參數(shù)

PLC與DCS的差異

說到PLC，就不得不提DCS，兩者如影隨形。

這個(gè)論題，在工業(yè)界現(xiàn)已爭(zhēng)辯了至少40年，要搞懂他們?cè)跔?zhēng)辯啥，就必定要弄清楚二者之間的根本差異。許多剛?cè)胄械呐笥眩酥磷鳂I(yè)幾年的老工程師都不能體系的講清楚這兩者的差異。今日我從歷史淵源的視點(diǎn)來談?wù)剝烧叩牟町悾谕麑?duì)咱們的了解有所幫助。

先導(dǎo)入觀念：DCS，側(cè)重于體系操控，而PLC，側(cè)重于邏輯操控。這是誰(shuí)規(guī)定的？為什么要這么區(qū)分呢？

從來源上說：DCS是從模擬量外表發(fā)展起來的，以模擬量為主。PLC是從電氣繼電器發(fā)展起來的，以數(shù)字量為主。所以DCS側(cè)重于模擬量體系的全體操控，而PLC側(cè)重于局部的邏輯操控。

再?gòu)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上說，他們大的差異還在于通訊，因?yàn)镈CS通訊網(wǎng)絡(luò)的通用性讓DCS具有很好的擴(kuò)展性。而PLC搭建好后則很難隨意增減，也就很難隨意擴(kuò)展了。

從穩(wěn)定性上說，DCS為雙冗余，可完成無憂切換，而雙路PLC，成本就會(huì)較高。

從發(fā)展趨勢(shì)上說，DCS和PLC各有優(yōu)勢(shì)，兩者分別向?qū)Ψ侥檬值男袠I(yè)彼此浸透和交融。

綜合來說，DCS和PLC是在不同行業(yè)使用需求下的產(chǎn)品，在各自拿手范疇發(fā)揮價(jià)值。之所以有差異，主要是在使用需求方面，DCS常常使用在要求高檔操控算法的行業(yè)，如煉油行業(yè)；PLC因?yàn)樘幚硭俣瓤?，常常用在?lián)鎖上，乃至是故障安全體系上。DCS廠家吸收PLC的優(yōu)點(diǎn)來完善DCS的操控器的功用和穩(wěn)定性，PLC的廠家吸收DCS組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)來是使PLC體系化。

經(jīng)過以上闡明，不難看出：

1、PLC是一種產(chǎn)品，由它能夠構(gòu)成DCS；

2、DCS 是進(jìn)程操控發(fā)展起來的，PLC是繼電器—邏輯操控體系發(fā)展起來的；

3、PLC 是設(shè)備，DCS是體系。DCS主要用于進(jìn)程自動(dòng)化，PLC主要用于離散制造業(yè)。

因而，也能夠簡(jiǎn)略的以為：DCS是廠站管理層，PLC是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。朋友們，今后記得哦，有人問你DCS和PLC有什么差異的時(shí)候不要把他們敵對(duì)起來哦。

第三次工業(yè)革命成就了PLC的歷史地位，也成就了PLC的老爹莫利先生，很惋惜PLC之父莫利先生在上一年永遠(yuǎn)離開了咱們，可是PLC作為重要的工業(yè)操控產(chǎn)品卻會(huì)一直延續(xù)下去，新一次的工業(yè)革命，PLC作為重要的現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備也將再放光芒。

PLC的體系構(gòu)成

世間萬(wàn)物都不是孤立存在的，他們都有必定的共性

前面講PLC發(fā)展歷史的時(shí)候提到，PLC的發(fā)生是為了處理繼電器操控的繁瑣問題，供給自動(dòng)操控的水平，進(jìn)而簡(jiǎn)化操作人員的作業(yè)難度，說到底就是用一套自動(dòng)操控設(shè)備來替代人的部分作業(yè)。那么這套操控設(shè)備必定是對(duì)人的功用進(jìn)行仿照的，并在這個(gè)基礎(chǔ)上不斷提高精度和功率。因而，咱們細(xì)心考慮不難發(fā)現(xiàn)，PLC操控體系就像一個(gè)簡(jiǎn)略的人一樣。有眼睛去發(fā)現(xiàn)，有手臂去履行，有大腦去運(yùn)算。往這方面考慮，對(duì)PLC體系的集成架構(gòu)就不難了解了。

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9 個(gè)不同 CPU 可用于 S7-400
3 個(gè) CPU 可用于 S7-400H 和 S7-400F/FH
2 個(gè)故障安全 CPU 可用于 S7-400F
各種性能級(jí)別適用于廣泛應(yīng)用
SIMATIC S7-400 提供多種 CPU，以滿足不同的性能要求：

CPU 412-1 和 CPU 412-2:
用于中等性能范圍的小型設(shè)備。
CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
用于具有對(duì)編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設(shè)備。
CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
滿足性能要求。
CPU 417-4 DP:
滿足的性能要求。
CPU 412-3H, CPU 414-4H 和 CPU 417-4H:
用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
CPU 416F-2 和 CPU 416F-3 PN/DP:
用于建立故障安全自動(dòng)化系統(tǒng)，滿足日益增長(zhǎng)的安全需要。
產(chǎn)品訂貨號(hào)：
電源模塊
6ES7 407-0DA02-0AA0 電源模塊(4A)
6ES7 407-0KA02-0AA0 電源模塊(10A)
6ES7 407-0KR02-0AA0 電源模塊(10A)冗余
6ES7 407-0RA02-0AA0 電源模塊(20A)

6ES7 405-0DA02-0AA0 電源模塊(4A)
6ES7 405-0KA02-0AA0 電源模塊(10A)
6ES7 405-0RA01-0AA0 電源模塊(20A)
6ES7 971-0BA00 備用電池
CPU
6ES7 412-3HJ14-0AB0 CPU 412-3H; 512KB程序內(nèi)存/256KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-4HM14-0AB0 CPU 414-4H; 冗余熱備CPU 2.8 MB RAM
6ES7 417-4HT14-0AB0 CPU 417-4H; 冗余熱備CPU 30 MB RAM
6ES7 400-0HR00-4AB0 412H 系統(tǒng)套件包括 2 個(gè)CPU、1個(gè)H型*機(jī)架、2個(gè)電源、2個(gè)1M 存儲(chǔ)卡、4個(gè)同步模塊、2根同步電纜，以及4個(gè)備用電池(PS407 10A)
6ES7 400-0HR50-4AB0 412H 系統(tǒng)套件包括 2 個(gè)CPU、1個(gè)H型*機(jī)架、2個(gè)電源、2個(gè)1M 存儲(chǔ)卡、4個(gè)同步模塊、2根同步電纜，以及4個(gè)備用電池(PS405 10A)
6ES7 412-1XJ05-0AB0 CPU412-1,144KB程序內(nèi)存/144KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 412-2XJ05-0AB0 CPU412-2,256KB程序內(nèi)存/256KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-2XK05-0AB0 CPU414-2,512KB程序內(nèi)存/512KB數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 414-3XM05-0AB0 CPU414-3,1.4M程序內(nèi)存/1.4M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個(gè)IF模板插槽
6ES7 414-3EM05-0AB0 CPU414-3PN/DP 1.4M程序內(nèi)存/1.4M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個(gè)IF模板插槽
6ES7 416-2XN05-0AB0 CPU416-2,2.8M程序內(nèi)存/2.8M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 416-3XR05-0AB0 CPU416-3,5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個(gè)IF模板插槽
6ES7 416-3ER05-0AB0 CPU416-3PN/DP 5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存 1個(gè)IF模板插槽
6ES7 416-2FN05-0AB0 CPU416F-2,2.8M程序內(nèi)存/2.8M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 416-3FR05-0AB0 CPU416F-3PN/DP,5.6M程序內(nèi)存/5.6M數(shù)據(jù)內(nèi)存
6ES7 417-4XT05-0AB0 CPU417-4,15M程序內(nèi)存/15M數(shù)據(jù)內(nèi)存
內(nèi)存卡
6ES7 955-2AL00-0AA0 2 X 2M字節(jié) RAM
6ES7 955-2AM00-0AA0 2 X 4M字節(jié) RAM
6ES7 952-0AF00-0AA0 64K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AH00-0AA0 256K字節(jié) RAM
6ES7 952-1AK00-0AA0 1M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AL00-0AA0 2M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AM00-0AA0 4M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AP00-0AA0 8M字節(jié) RAM
6ES7 952-1AS00-0AA0 16M字節(jié) RAM

c
6ES7 455-1VS00-0AE0 FM455S閉環(huán)控制模塊
6DD1 607-0AA2 FM 458-1DP快速處理系統(tǒng)
6ES7 953-8LJ20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)
6DD1 607-0CA1 EXM 438-1 I/O擴(kuò)展模板
6DD1 607-0EA0 EXM 448 通訊擴(kuò)展模板
6DD1 607-0EA2 EXM 448-2 通訊擴(kuò)展模板
6DD1 684-0GE0 SC64連接電纜
6DD1 684-0GD0 SC63連接電纜
6DD1 684-0GC0 SC62連接電纜
6DD1 681-0AE2 SB10端子模塊
6DD1 681-0AF4 SB60端子模塊
6DD1 681-0EB3 SB61端子模塊
6DD1 681-0AG2 SB70端子模塊
6DD1 681-0DH1 SB71端子模塊
6DD1 681-0AJ1 SU12端子模塊
6DD1 681-0GK0 SU13端子模塊
通訊模板
6ES7 440-1CS00-0YE0 CP440通訊處理器
6ES7 441-1AA04-0AE0 CP441-1通訊處理器
6ES7 441-2AA04-0AE0 CP441-2通訊處理器
6ES7 963-1AA00-0AA0 RS232C接口模板
6ES7 963-2AA00-0AA0 20mA接口模板