西门子模块6ES7222-1HD22-0XA0型号参数
MICROMASTER 440 无滤波器 500-600V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 恒定转矩 55kW 过载150% 60S,200% 3S 二次矩 75kW 850x 350x 320(高x宽x深) 防护等级 IP20 环境温度-10+50°C 无 AOP/BOP
知识点:a、要熟悉S7-200PLC模拟量输入、输出模块的硬件特性。西门子plc系列常有问题及解决办法组态王和多台西门子S7-300、400PLC通过dp协议通讯时,设备地址应如何定义。1)硬件连接:计算机中插入一块CP5611(或CP5613)可实现将多个S7-300/400PLC连接在一条DP总线上。
完成了对于西门子变频器的初步测量后需要对西门子变频器进行上电测量,以西门子变频器中MM4变频器为例:
(1)上电后西门子变频器上的数码管显示的是F231故障时,则意味着西门子变频器的电源驱动板或是主控板存在问题,则可以更换西门子变频器中的电源驱动板或是主控板来进行测试。
(2)在西门子变频器上电后如面板无显示或是面板下的指示灯不亮,则意味着西门子变频器的整流供电部分存在问题,应当对西门子变频器中的供电部分进行检测,可以使用万用表对西门子变频器中的整流部分中的整流二级管进行检测,发现存在问题的二极管直接进行更换即可解决问题。
(3)如西门子变频器上电后显示的是(------),多数意味着西门子变频器中的主控板存在问题,可以通过更换西门子变频器主控板的方式予以解决,造成此类故障的原因主要是由于西门子变频器外部接入线中存在着较大的杂波,从而使得西门子变频器主控板上的电阻、电容等遭到冲击后损坏所造成的,在西门子变频器工作的过程中也会产生较大的热量,如西门子变频器主控板散热不好也会造成主控板上的电子部件烧毁。
脉动与噪声
理想的直流电源应供给纯洁的直流,总有一些干扰存在,比如在开关电源输出端口叠加的脉动电流和高频振动。这两种干扰再加上电源本身发生的尖峰噪声使电源呈现断续和随意的漂移。。
一、西门子变频器选型时要确定以下几点:
1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等;
2) 西门子变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法;
3) 西门子变频器与负载的匹配问题;
I.电压匹配;西门子变频器的额定电压与负载的额定电压相符。
II.电流匹配;普通的离心泵,西门子变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以电流确定西门子变频器电流和过载能力
西门子PLC模块6ES7517-3TP00-0AB0参数详细
A.操作系统初始化循环时间监视
B.扫描PIO
C.扫描PII
D.执行用戶程序,并执行程序中定义的操作
E.扫描周期检测点操作系统时间(周期结束时执行挂起的任务,如装载和删除块)
F .CPU返回到周期开始的时间点,并重新开始循环周期监视
在以上的步骤中都是有时间的,很小,也占用时间。可以根据不同的硬件组态,参照
CPU Specifications手册进行计算,
为了便于计算和理解,咱们以理想状态来计算。假设CPU周期中的A,B,C,E,F的时间为固定的数值X us。
只分析程序里的"D" --用户程序中的命令执行。
程序是顺序扫描的,从Network 1—3依次进行,
以个周期开始时来分析,扫描Network1中T3计时器为0,闭点使能,T2开始计时(0-8S),但此时扫描T2输出为0,
扫描到Network 2中T2开点不使能,扫描到T3不执行,
Network 3中T3开点不使能,M10.2为0。
到此过程[0.4+0.3+2.4+0.3+0.3+2.4+0.3+0.2(或0.9)] us = 6.6 (或7.3)us。
注意:T2一直在累加时间,相当于此时T2计时也到达6.6(或7.7)us。
加上刚才的时间X us,那么一个周期可以认为是t=X+6.6 (7.7) us。X大于7us,可以看出语句的执行是在很短的时刻进行,大家在编程时常用的每个计时器都会经过若干个程序扫描周期。
因为Timer是异步的,T2的时间应该在一个周期里也为t=X+6.6 (7.7)us,那么根据上面的程序看,因为T2设置为8s,应该在大概m=8s/[ X+6.6(7.7)]us个周期时,T2执行完毕。
T2 假设情况下,T2执行完毕的时刻是在第m个周期内,
A.如果发生在Network2的T2开点之前,那么扫描到此T2开点的语句时,T2的输出变为1,执行下一条语句T2开点就会闭合,T3开始计时。
B.如果T2执行完毕的时刻是程序扫描到T2开点语句之后才发生的,那么因为后面的程序没有对T2的操作,只有在下一个m+1周期,才能检测到T2的变化。T3开始计时。
T3开始计时的前提条件是T2开点闭合,假设在第m个周期里,T3开始计时,那么同样,要经过大概m个周期左右,T3才能执行完毕,到此时,已经经过了2m个周期,因为M10.2线圈是由T3开点的闭合信号来置位的,那么现在就来分析一下什么时候可以发生此动作。
注意:在此例子程序中,在Network1-3中都有对T3的操作
T3 假设在情况下,T3执行完毕的时刻是在第2m个周期。在第2m周期内
A.如果发生在Network1的T3闭点之前,那么在程序扫描到T3闭点的时候,T3的输出值已经变为1了,闭点变为开点,T2输出变为0,往下扫描到Network2的T2开点变为0,T3的SD输出也变为0,继续扫描到Network3,T3开点为0,那么M10.2未被置位。
B.如果发生在Network1的T3闭点之后,Network3的T3开点之前,(则T2是保持为1的),在扫描到T3开点时,T3的输出值变为1,T3开点变为闭点,M10.2被置位。
C.如果发生在Network3的T3开点之后,那么在此周期内对m10.2不会产生置位,在下一周期(2m+1),T3输出值变为1了,在Network1里T3闭点变为开点,T2输出变为0,扫描到Network2里,T2开点变为0,导致T3输出值变为0,扫描到Network3里,T3开点变为0,不会对M10.2置位。在再下一周期(2m+2),扫描到Network1里T3闭点为0,使能T2重新开始计时。
从以上分析可以看出,M10.2是可以被置位的,在条件符合情况下,看T3中情况B的时间大致为图10中的2,3,4,5,6操作Y=(0.3+2.4+0.3+0.3+2.4)=5.7us,也就是图5中a时刻得在这个时间段内,这个时间极为短暂。我们在检测的时候很难捕捉到此信号。
我们可以在假设情况下来计算一下概率,就以现在这个例子
可以看出概率非常小,只有增大5.7us才能增大概率,也就是增大Y(或B)的时间 图12
只有SD计时器结束时刻发生在Y时间段内,那么M10.2 才能被置位,也就是
Y: Network1的T3闭点之后,Network3的T3开点之前这个时间段内
如何通过试验来来验证以上的理论说法呢。
可以实际通过实验来检测
在不做任何修改的情况下,上面的程序要对M10.2进行置位的条件是很难捕捉到的,在n*2m个周期也难以捕捉到,经过长时间运行程序,M10.2也难以发现被置位。
为了比较直观,加上了Network4,用计数器来大致评估时间。如图13 图13
(1)如果在Network1的T3闭点后加上SFC47设置1ms延长此段时间,这样可以大大增加T3中情况B的时间(也就是增大Y的时间),那这样也就增加了它的概率。可以看出,在C1计算到14时,M20.0(相当与前问所述M10.2)已经被置位。如图14 图14
此种情况概率大约也可以计算为
可以看出概率大了很多
(2)如果把此SFC47放在T3闭点之前,那么如T3中情况A的分析,对其程序扫描对产生B的效果不会有任何增加。可以看出,在C1计算到999时,M20.0(相当与前问所述M10.2)还没有被置位。(补充说明:终也能被置位,在Network3后面放若干个延时块SFC47也不会增加概率即缩短被置位的时间)如图15所截图,可以看出 图15
此种情况概率没有改善,因为关键参数Y没有变化
t=X+6.6(7.7)us Y=5.7us m=8s/t
概率还是为5.7us/16s=0.00000035625
注:以上情况经过多次检测。
由此可得出结论:
1、只有增大B(Network1的T3闭点之后,Network3的T3开点之前这个时间段内)的时间,才能增大置位的概率。
2、或者减少计时器时间,也可以在时间方面增大概率,但对编程逻辑无益处
注意:我们刚才的概率分析并不是的,只是假定的理论上情况,并没有考虑中断,网络结构,计时器时基(可参考OnlineHelp)等等各种情况。
图1中的程序经过分析。
答案是:M10.2能被置位,只是概率问题
对于图2中的程序咱们也可以同样分析它的情况。
答案是:S_CU计数有可能会丢数(即,不是每一次都能被记录),M6.2能被置位,只是概率问题
随着PLC的推广普及,PLC产品的种类和数量越来越多,功能也日趋完善。近年来,从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多,其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同,适用场合也各有侧重。合理选择PLC,对于**PLC在控制系统中的应用起着重要作用。
1 机型的选择
PLC机型选择的基本原则是,在功能满足要求的前提下,选择可靠、维护使用方便以及性能价格比的优化机型。
在工艺过程比较固定、环境条件较好(维修量较小)的场合,建议选用整体式结构的PLC;其它情况则好选用模块式结构的PLC。
对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中,一般其控制速度无须考虑,选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。
而在控制比较复杂,控制功能要求比较高的工程项目中(如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等),可视控制规模及复杂程度来选用中档或机。其中机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等。根据不同的应用对象,表1列出了PLC的几种功能选择。
表1 PLC的功能及应用场合
对于一个大型企业系统,应尽量做到机型统一。这样,同一机型的PLC模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理;其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的**和功能的开发;由于其外部设备通用,资源可以共享,配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制系统,这样便于相互通信,集中管理。
2 输入/输出的选择
PLC是一种工业控制系统,它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程,工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。
通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数,并以这些现场数据作为控制信息对被控对象进行控制。通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给被控设备或工业生产过程,从而驱动各种执行机构来实现控制。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离,为了确保这些信息的正确无误,PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要,一般情况下,PLC都有许多I/O接口模块,包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块,使用时应根据它们的特点进行选择。
2.1 确定I/O点数
根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时,应再增加10%~20%的备用量,以便随时增加控制功能。对于一个控制对象,由于采用的控制方法不同或编程水平不同,I/O点数也应有所不同。
表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。
表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数
2.2 开关量输入/输出
通过标准的输入/输出接口可从传感器和开关(如按钮、限位开关等)及控制(开/关)设备(如指示灯、报警器、电动机起动器等)接收信号。典型的交流输入/输出信号为24~240V,直流输入/输出信号为5~240V。
输入电路因制造厂家不同而不同,但有些特性是相同的。如用于消除错误信号的抖动电路;免于较大瞬态过电压的浪涌保护电路等。大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。
在评估离散输出时,应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多,但可能比在外部安装熔丝耗资要少。
2.3 模拟量输入/输出
模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量**、温度和压力,并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10~+10V、0~+10V、4~20mA或10~50mA。
一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口,可接收低电平信号,如RTD、热电偶等。一般来说,这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。
2.4 特殊功能输人/输出
在选择一台PLC时,用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定如定位、快速输入、频率等 。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据,从而使CPU从耗时的任务处理中解脱出来。
2.5 智能式输入/输出
当前,PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的输入/输出模块。一般智能式输入/输出模块本身带有处理器,可对输入或输出信号作预先规定的处理,并将处理结果送入CPU或直接输出,这样可**PLC的处理速度并节省存储器的容量。
智能式输入/输出模块有高速计数器(可作加法计数或减法计数)、凸轮模拟器(用作编码输人)、带速度补偿的凸轮模拟器、单回路或多回路的PID调节器、ASCII/BASIC处理器、RS—232C/422接口模块等。表3归纳了选择I/O模块的一般规则。
表3 选择 PLC 的 I/O 接口模块的一般规则
3PLC存储器类型及容量选择
PLC系统所用的存储器基本上由PROM、E-PROM及PAM三种类型组成,存储容量则随机器的大小变化,一般小型机的大存储能力低于6kB,中型机的大存储能力可达64kB,大型机的大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型,必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
PLC的存储器容量选择和计算的种方法是:根据编程使用的节点数**计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法,用户可根据控制规模和应用目的,按照表4的公式来估算。为了使用方便,一般应留有25%~30%的裕量,获取存储容量的佳方法是生成程序,即用了多少字。知道每条指令所用的字数,用户便可确定准确的存储容量。表4给出了存储器容量的估算方法。
表4 控制目的估算存储器容量的方法
4 软件选择
在系统的实现过程中,PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能有所了解。通常情况下,一个系统的软件总是用于处理控制器具备的控制硬件的。有些应用系统也需要控制硬件部件以外的软件功能。例如,一个应用系统可能包括需要复杂数学计算和数据处理操作的特殊控制或数据采集功能。指令集的选择将决定实现软件任务的难易程度。可用的指令集将直接影响实现控制程序所需的时间和程序执行的时间。
5 支撑技术条件的考虑
选用PLC时,有无支撑技术条件同样是重要的选择依据。支撑技术条件包括下列内容:
(1) 编程手段
便携式简易编程器主要用于小型PLC,其控制规模小,程序简单,可用简易编程器;
CRT编程器适用于大中型PLC,除可用于编制和输入程序外,还可编辑和打印程序文本;
由于IBM-PC已得到普及推广,IBM-PC及其兼容机编程软件包是PLC很好的编程工具。目前,PLC厂商都在致力于开发适用自己机型的IBM-PC及其兼容机编程软件包,并获得了成功。
(2) 进行程序文本处理
简单程序文本处理以及图、参量状态和位置的处理,包括打印梯形逻辑;
程序标注,包括触点和线圈的赋值名、网络注释等,这对用户或软件工程师阅读和调试程序非常有用;
图形和文本的处理。
(3) 程序储存方式
对于技术资料档案和备用资料来说,程序的储存方法有磁带、软磁盘或EEPROM存储程序盒等方式,具体选用哪种储存方式,取决于所选机型的技术条件。
(4) 通信软件包
对于网络控制结构或需用上位计算机管理的控制系统,有无通信软件包是选用PLC的主要依据。通信软件包往往和通信硬件一起使用,如调制解调器等。
6 PLC的环境适应性
由于PLC通常直接用于工业控制,生产厂都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。如此,每种PLC都有自己的环境技术条件,用户在选用时,特别是在设计控制系统时,对环境条件要给予充分的考虑。
一般PLC及其外部电路(包括I/O模块、辅助电源等)都能在表5所列的环境条件下可靠工作。
表5 PLC的工作环境
7 结束语
随着科技的不断进步,PLC的种类日益繁多,功能也逐渐增强。文章中归纳了一些选用PLC的方法,但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整,以便设计出满足期望的控制系统。