西门子CPU 6ES7 214-1AG40-0XB0

PLC的功能特点

2.2.1

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**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、**、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*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**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]。

2.2.2

PLC的特点

1、通用性强、灵活性好、功能齐全

PLC是专为在工业环境下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明特点。通过选配相应的控制模块便可适用于各种不同的工业控制系统。同时，由于PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，当生产工艺改变或生产设备更新时，不必改变PLC的硬件，只需改变程序，改变控制逻辑，其连线少，体积小，加之PLC中每只软继电器的触点数理论上无限制，因此，灵活性和扩展性都很好。

2、可靠性高、抗干扰能力强

为了确保PLC在恶劣的工业环境下能可靠的工作。在设计中强化了PLC的抗干扰能力，使之能抗诸如电噪声、电源波动、振动、电磁干扰等的干扰。PLC能承受电网电压的变化，可直接由交流市电供电，直接取自电控箱电源。即使在电源瞬间断电的情况下，仍可正常工作。PLC在设计、生产过程中除了对元器件严格筛选外，硬件和软件还采用屏蔽、滤波。光电隔离和故障诊断、自动恢复等措施，有的PLC还采用了冗余技术等，进一步增强了PLC的可靠性。

3、编程简单、使用方便

PLC在基本控制方面采用梯形图语言进行编程，这种梯形图是与继电器控制电路图相呼应的，形式简单、直观性强，广大电气人员容易接受。用梯形图编程出错率比汇编语言低得多。梯形图、流程图、语句表之间可以有条件的相互转换，使用极其方便。

4、模块化结构、安装简单、调试方便

PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化结构设计，由机架和电缆将各模块连接起来，由于配置灵活，使扩展、维护更加方便。另外，PLC的接线十分方便，只需将输入信号的设备（如按钮、开关等）与PLC的输入端子相连，将接受控制的执行元件（接触器、电磁阀等）与输出端子相连即可。调试工作大部分是室内调试，用模拟开关模拟输入信号，其输入状态和输出状态可以观察PLC上相应的发光二极管，可以根据它进行测试、排错和修改[2

二进制接口和模拟量接口

模拟量接口和二进制接口用于在单个功能块之间进行信号交换：

• 模拟量接口用于“模拟量"信号的连接（例如：MOP 输出转速）

• 二进制接口用于数字量信号的连接（例如：指令“** MOP"）

图 A-3

二进制输入/输出和模拟量输入/输出的符号

二进制互联输出／模拟量互联输出（CO/BO）是将多个二进制输出合并成一个“字"的参数

（例如：r0052 CO/BO:状态字 1），该字中的每一位都表示一个数字量（二进制）信号。这

种合并减少了参数的数量，简化了参数设置。

二进制互联输出或模拟量互联输出（CO、BO 或者 CO/BO）可以多次使用。

信号互联

什么时候需要互联变频器中的信号？

修改了变频器中的信号互联后，可以调整变频器以适合不同的应用需求。这些不一定是高度

复杂的任务。

示例 1：重新定义一个数字量输入端。

示例 2：将固定转速设定值切换为模拟量输入。

借助 BICO 技术进行 BICO 模块连接的原理

信号互联原理：信号来自哪里？

两个 BICO 模块之间通过一个模拟量接口或二进制接口以及一个 BICO 参数进行互联。一个

功能块的输入端连到另一个功能块的输出端：在 BICO 参数中输入各个模拟量接口或二进制

接口的参数号，其输出信号会提供给 BICO 参数。

修改信号互联需要多么小心？

记录所有改动。之后只可通过分析参数列表来分析设置的信号互联。

其他信息参见何处？

• 在参数列表中可以找到所有二进制和模拟量接口。

• 功能图清晰完整地展示了所有信号互联的出厂设置及设置方法。

　　电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。根据GB4728-6-84 《电能的发生和转换》，在电气工程应用中电流互感器符号有明确的规定。
　　电流互感器，Current transformer 简称CT，在新的国标中用TA表示，与旧国标中的LH("LH"是电流互感器的“流”、“互”二字的汉语拼音个字母的组合)对应。
　　在一次系统图中，常见电流互感器符号如下：

电流互感器符号表示方法
　　图中，圆圈代表电流互感器的二次绕组，垂直线段代表互感器一次绕组，对于穿心式电流互感器，一次绕组实际由一次电缆或铜排替代。右侧两根斜线代表二次绕组输出的两根线。
　　在集成电气一次系统图上，人们常用圆圈代表电流互感器的绕组，一个圆圈代表一个绕组，如果有二个圆圈连排，就说明该电流互感器有二个绕组，如果有三个圆圈连排，就说明该电流互感器有三个绕组。
　　上图中，中间和右侧两个图例均包含两个圆圈，均表示两个二次绕组的互感器。中间图例两个圆圈有不重叠，表示两个二次绕组均有各自的铁芯，即：包含两个铁芯和二次绕组。右侧图例两个圆圈重叠，表示两个二次绕组公用一个铁芯，即：包含一个铁芯和两个二次绕组。
　　一般有二个绕组的电流互感器，一个绕组用于测量或计量，一个绕组是P级精度的，用于保护；有三个绕组的电流互感器，一般一个绕组用于计量，一个绕组用于测量，一个绕组是P级精度的，用于保护；四个绕组的电流互感器一般是一个绕组用于测量，一个绕组用于计量，另外二个绕组是P级精度的，都用于保护

二次回路是任何电气设备必不可少的重要组成部分,二次回路的电气性能好坏直接影响到整台电气设备的性能和可靠性、安全性。同时,其二次元件的装配、标号,导线的选择、敷设以及排列组合等项目,构成二次回路布线工艺的重要内容。二次布线工艺水平的高低将对产品质量产生直接的影响。过去企业只注重产品的结构性设计及电气性能的改进,而忽视了二次布线工作,造成了二次回路布线工艺落后,方法陈旧。在新的形势下,原来的二次布线工艺已远不能适应新产品开发以及市场发展的需要。因此,采用新工艺、新技术,使用合适的新型电气附件等,已成为十分迫切的问题。

　　基本要求：
　　１、按图施工、连线正确。
　　２、二次线的连接（包括螺栓连接、插接、焊接等）均应牢固可靠，线束应横平竖直，配置坚牢，层次分明，整齐美观。同一合同同一型号规格的控制柜元件安装位置及布线方式应一致。
　　３、采用线束布线时固定线束应横平竖直布置并应捆扎和固定，捆扎间距不宜大于100mm，水平线束固定间距不宜大于300mm，垂直线束固定间距不宜大于400mm。
　　４、同一列器件的线号读向尽量保持一致。惯例为从左到右，从下到上，从内到外。如下图

　　５、二次线截面积要求：
　　　　单股导线不小于1.5mm2
　　　　多股导线不小于1.0mm2
　　　　弱电回路不小于0.5mm2
　　　电流回路不小于2.5mm2
　　　　　保护接地线不小于2.5mm2
　　６、所有二次回路连接导线中间不应有接头，连接头只能位于器件的接线端子或接线端子排上。
　　７、每个电器元件的接点多允许接2 根线。每个端子的接线点一般不宜接二根导线，特殊情况时如果必须接两根导线，则连接必须可靠。
　　８、二次线应远离飞弧元件，并不得防碍电器的操作。
　　９、电流表与分流器的连线之间不得经过端子，其线长不得超过3 米。
　　１０、电流回路宜经过试验端子接至测量仪表。
　　１１、多股导线端部应加冷压端头接线。弱电回路中截面面积小于1m㎡的单股导线应采用锡焊或其它合适的方式接线。

　　１２、二次线不得从母线相间穿过；

　　１３、回拉式弹簧端子的联接：
　　　1）硬导线的剥线长度： 10 mm左右
　　　2）软导线应套上线鼻子压紧后后再插到端子，注意铜线芯不要露出线鼻子且要压实。

　　3）合格压接

　　4）不合格

　　5）导线插入端子口中，直到感觉到导线已插到底部，上部不能露铜

　　１４、屏蔽电缆的连接
　　　　　●拧紧屏蔽线至约15 mm 长为上；
　　　　　●用线鼻子把导线与屏蔽压在一起；
　　　　　●压过的线回折在绝缘导线外层上；
　　　　　●屏蔽线采用单端接地

　　１５、用热缩管固定导线连接的部分。