PLC与继电器控制的区别主要体现在:组成器件不同,PLC中是软继电器;触点数量不同,PLC编程中无触点数的限制;实施控制的方法不同,PLC是主要软件编程控制,而继电器控制依靠硬件连线完成。1.5.3 可编程控制器的应用
目前,可编程控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断**,应用范围还在不断扩大,主要有以下几个方面:
(1)逻辑控制
可编程控制器具有“与”、“或”、“非”等逻辑运算的能力,可以实现逻辑运算,用触点和电路的串、并联,代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备,也可以用于自动生产线,其应用领域为普及,包括微电子、家电行业也有广泛的应用。
(2)运动控制
可编程控制器使用专用的运动控制模块,或灵活运用指令,使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。随着变频器、电动机启动器的普遍使用,可编程控制器可以与变频器结合,运动控制功能更为强大,并广泛地用于各种机械,如金属切削机床、装配机械、机器人、电梯等场合。
(3)过程控制
可编程控制器可以接收温度、压力、**等连续变化的模拟量,通过模拟量I/O模块,实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换,并对被控模拟量实行闭环PID控制。现代的大中型可编程控制器一般都有PID闭环控制功能,此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备,以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。
PLC的硬件系统由主机系统、输入/输出扩展环节及外部设备组成。PLC是采用周期循环扫描的工作方式,一个扫描周期主要可分为:读输入阶段、执行程序阶段、处理通信请求阶段、执行CPU自诊断测试阶段、写输出阶段。执行完一个周期后,PLC再进入下一个循环周期,重新执行输入采样阶段,周而复始。
PLC的生产厂家很多,国内国外都有,其点数、容量、功能各有差异,但都自成系列,比较有影响的厂家有西门子的S系列和三菱FX系列等。
STEP 7 Micro/Win编程软件的组成
STEP 7标准软件包括:
(1)SIMATIC管理器:SIMATIC管理器可浏览SIMATICS7、M7、C7的所有工具软件和数据。
(2)符号编辑器:符号编辑器管理所有的全局变量,用于定义符号名称、数据类型和全局变量的注释。
(3)通信组态:通信组态包括组态的连接和显示、定义 MPI 或 PROFIBUSDP 设备之间由时间或事件驱动的数据传输、定义事件驱动的数据、用编程语言对所选通信块进行参数设置。
(4)硬件组态:硬件组态用于对硬件设备进行配置和参数设置,包括系统组态(选择机架、给各个槽位分配模块、自动生成I/O地址)、CPU参数设置(如启动特性、扫描监视时间)和模块参数设置(用于定义硬件模块的可调整参数)。
(5)编程语言:编程语言包括梯形图语言(LAD)、功能块图语言(FBD)和语句表语言(STL)。
(6)硬件诊断工具:硬件诊断工具为用户提供自动化系统的状态,可快速浏览 CPU 的数据及用户程序运行中的故障原因,也可用图形方式显示硬件配置,如模块的一般信息和状态、显示模块故障、显示诊断缓冲区信息等。
STEP 7 Micro/Win编程软件的授权
使用STEP 7编程软件,需要一个产品专用的许可证密钥(用户权限)。
自动化许可证管理器是 Siemens AG的软件产品,它用于管理所有系统的许可证密钥(许可证模块)。自动化许可证管理器集成了在线帮助系统。该在线帮助系统提供了自动化许可证管理器功能和操作的详细信息。没有授权也可以使用 STEP 7,以便熟悉用户接口和功能,但是在使用时每隔一段时间将会搜索授权,提醒使用者安装授权,只有安装了授权才能有效地使STEP 7工作。如果因为硬盘出现故障而丢失授权,可以使用试用许可证,它允许STEP 7继续运行一段有限的时间。在此期间应与当地西门子代表处联系,以获得丢失授权的替换授权Author。
合法使用受许可证保护的STEP 7程序软件包时必须要有许可证。许可证为用户提供使用产品的合法权限,许可证证书和许可证密钥提供使用权限证明。
S7-200 SMART PLC硬件组成
S7-200 SMART PLC的硬件系统由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电阻与热电偶模块和相关设备组成
CPU模块又称基本模块或主机,它由CPU单元、存储器单元、输入输出接口单元以及电源组成。CPU模块是一个完整的控制系统,它可以单独地完成一定的控制任务,主要功能是采集输入信号、执行程序、发出输出信号和驱动外部负载。
CPU模块有经济型和标准型两种。经济型CPU模块有4种,分别为CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s和CPU CR60s,经济型CPU价格便宜,但不具有扩展能力;标准型CPU模块有8种,分别为CPU SR20、CPU ST20、CPU SR30、CPU ST30、CPU SR40、CPU ST40、CPU SR60和CPU ST60,它们具有扩展能力。
数字量扩展模块的外形,如图1-2所示。当CPU模块数字量I/O点数不能满足控制系统的需要时,用户可根据实际的需要对数字量I/O点数进行扩展。数字量扩展模块不能单独使用,需要通过自带的连接器插在CPU模块上。
数字量扩展模块通常有3类,分别为数字量输入模块,数字量输出模块和数字量输入输出混合模块。
数字量输入模块有2个,型号分别为EM DE08和EM DE16,EM DE08为8点输入,EM DE16为16点输入。
数字量输出模块有4个,型号分别为EM DR08、EM DT08、EM QR16和EM QT16。其中,EM DR08模块和EM QR16模块为8点和16点继电器输出型,每点额定电流为2A;EM DT08模块和EM QR16为8点和16点晶体管输出型,每点额定电流为0.75A。
数字量输入/输出模块有4个,型号为EM DR16、EM DT16、EM DR32和EM DT32。其中,EM DR16/DT16模块为8点输入/8点输出,继电器/晶体管输出型,每点额定电流为2A/0.75A;EM DR32/DT32模块为16点输入/16点输出,继电器/晶体管输出型,每点额定电流为2A/0.75A。
S7-200 SMART PLC有3种信号板,分别为模拟量输入/输出信号板、数字量输入/输出信号板和RS-485/RS-232信号板。信号板的外形,如图1-3所示。
模拟量输入信号板型号为SB AE01,1点模拟量输入,输入量程有± 10V、± 5V、± 2.5V或0~20mA共4种,电压模式的分辨率为11位+符号位,电流模式的分辨率为11位,对应的数据字范围-27648~27648;模拟量输出信号板型号为SB AQ01,1点模拟量输出,输出量程为±10V或0~20mA,对应数据字范围为±27648或0~27648。
数字量输入/输出信号板型号为SB DT04,为2点输入/2点输出晶体管输出型,输出端每点大额定电流为0.5A。