西門子6ES7222-1HD22-0XA0

可編程控制器技術(shù)主要是應(yīng)用于自動(dòng)化控制工程中，如何綜合地運(yùn)用前面學(xué)過知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工程要求合理組合成控制系統(tǒng)， 在此介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的一般方法。

二、可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

1 ．系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（ 1 ）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；

（ 2 ）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

（ 3 ）選定 PLC 的型號(hào)；

（ 4 ）編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖；

（ 5 ）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

（ 6 ）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系；

（ 7 ）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件；

（ 8 ）編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書；

根據(jù)具體任務(wù)，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。

目前,PLC 不僅可以執(zhí)行開環(huán)控制,而且還可以執(zhí)行
閉環(huán)控制,
定位,
計(jì)數(shù),比例控制,
閥門控制以及其它功能。
為此,西門子公司開發(fā)了各種智能型 I/O 模板。 它們均為微處理器控制,能夠*獨(dú)立地執(zhí)行時(shí)間要求苛刻的控制任務(wù),并可直接通過其輸入/輸出通道連接到過程控制。 避免了對 CPU 的額外負(fù)擔(dān)。
分布式 I/O
在連接遠(yuǎn)距離分布的過程與 I/O 模板時(shí),其布線往往非常復(fù)雜,而且極易造成故障。 若需要一個(gè)模塊化的靈活自動(dòng)化系統(tǒng),我們還是建議使用分布式 I/O 系統(tǒng)：
使用分布式 I/O 系統(tǒng) ET 200,即可從距離遠(yuǎn)達(dá) 23km 的過程站遠(yuǎn)程操控遠(yuǎn)程 I/O 設(shè)備,小型控制系統(tǒng)以及大量現(xiàn)場設(shè)備。設(shè)備之間通過快速現(xiàn)場總線 PROFIBUS-DP 連接,符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50 170。
編程器,軟件
SIMATIC? 系列產(chǎn)品提供有一種精心打造的***編程器解決方案,包括從經(jīng)濟(jì)的便攜式編程器,到功能強(qiáng)大的臺(tái)式編程器。
同時(shí),我們還提供與之相匹配的應(yīng)用軟件。 所適用的操作系統(tǒng)：
Windows 95/98/NT 或業(yè)已驗(yàn)證的 SIMATIC? 軟件以及適用于所有 PC 的應(yīng)用程序
并且,通過西門子 STEP? 7 軟件,可快速,便捷地對控制器進(jìn)行編程。 使用同一種軟件,即可進(jìn)行歸檔和測試。
工控機(jī)
堅(jiān)固,可靠的 SIMATIC? 系列工控機(jī),非常適用于機(jī)器數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)的采集,處理和歸檔,物流和制造工序的操作員控制和可視化,以及過程控制任務(wù)。
HMI
自動(dòng)化控制過程越復(fù)雜,準(zhǔn)確適配的“人機(jī)溝通”功能就越顯重要。
源自西門子的 SIMATIC HMI? 設(shè)備即可提供適用于此類各種任務(wù)的解決方案。
開放式通訊
任何制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效率在很大程度上取決于所用控制系統(tǒng)的靈活性。 雖然分布式控制可增加靈活性,但也意味著需要高性能的設(shè)備用于相互之間以及與主控 PC 之間的數(shù)據(jù)交換。
SIMATIC? 為此提供有兩種解決方案：
CPU - CPU 點(diǎn)對點(diǎn)連接或通過通訊處理器的點(diǎn)對點(diǎn)連接,這種方式可鏈接節(jié)點(diǎn)有限
通過工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFIBUS 局域網(wǎng)的通訊,這種方式可鏈接大量的可編程控制器。

SIMATIC S7-200 SMART 產(chǎn)品亮點(diǎn):
機(jī)型豐富,更多選擇
提供不同類型,I/O 點(diǎn)數(shù)豐富的CPU 模塊,單體I/O 點(diǎn)數(shù)較高可達(dá)60 點(diǎn),可滿足大部分小型自動(dòng)化設(shè)備的控制需求。另外,CPU 模塊配備標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型供用戶選擇,對于不同的應(yīng)用需求,產(chǎn)品配置更加靈活,較大限度的控制成本。
選件擴(kuò)展,準(zhǔn)確定制
新穎的信號(hào)板設(shè)計(jì)可擴(kuò)展通信端口,數(shù)字量通道,模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下,信號(hào)板擴(kuò)展能更加貼合用戶的實(shí)際配置,提升產(chǎn)品的利用率,同時(shí)降低用戶的擴(kuò)展成本。
高速芯片,性能
配備西門子高速處理器芯片,基本指令執(zhí)行時(shí)間可達(dá)0.15 μs,在同級(jí)別小型PLC 中遙遙**。一顆強(qiáng)有力的“芯”,能讓您在應(yīng)對繁瑣的程序邏輯,復(fù)雜的工藝要求時(shí)表現(xiàn)的從容不迫。
以太互聯(lián),經(jīng)濟(jì)便捷
CPU 模塊本體標(biāo)配以太網(wǎng)接口,集成了強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信功能。一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC 中,方便快捷,省去了編程電纜。通過以太網(wǎng)接口還可與其它CPU 模塊,觸摸屏,計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,輕松組網(wǎng)。
三軸脈沖,運(yùn)動(dòng)自如
CPU 模塊本體較多集成3 路高速脈沖輸出,頻率高達(dá)100 kHz,支持PWM/PTO輸出方式以及多種運(yùn)動(dòng)模式,可自由設(shè)置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)。配以方便易用的向?qū)гO(shè)置功能,快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)速,定位等功能。
通用SD 卡,方便下載
本機(jī)集成Micro SD 卡插槽,使用市面上通用的Micro SD 卡即可實(shí)現(xiàn)程序的更新和PLC 固件升級(jí),大地方便了客戶工程師對較終用戶的服務(wù)支持,也省去了因PLC 固件升級(jí)返廠服務(wù)的不便。
軟件友好,編程高效
在繼承西門子編程軟件強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上,融入了更多的人性化設(shè)計(jì),如新穎的帶狀式菜單,全移動(dòng)式界面窗口,方便的程序注釋功能,強(qiáng)大的密碼保護(hù)等。在體驗(yàn)強(qiáng)大功能的同時(shí),大幅提高開發(fā)效率,縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
*整合,無縫集成
SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器,SIMATIC SMART LINE 觸摸屏和SINAMICSV20 變頻器*整合,為OEM 客戶帶來高性價(jià)比的小型自動(dòng)化解決方案,滿足客戶對于人機(jī)交互,控制,驅(qū)動(dòng)等功能的*需求。

西門子6ES7222-1HD22-0XA0

西門子S7-200 小型可編程控制器：

西門子S7-200針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴(kuò)展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展s7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。

西門子S7-300 中型可編程控制器:

西門子S7-300相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡單，選擇性也比較多，并可借助工具進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號(hào)模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進(jìn)行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號(hào)模塊保留一個(gè)插槽或?yàn)橐院蟀惭b的接口模塊保留一個(gè)插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計(jì)數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當(dāng)于對cpu功能的一個(gè)擴(kuò)展或補(bǔ)充;通訊處理器(cp)——提供點(diǎn)對點(diǎn)連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。針對cpu設(shè)計(jì)模式選擇器有：mres=模塊復(fù)位功能;stop=停止模式，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制;run=當(dāng)cpu啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位請求時(shí)慢速閃爍，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

西門子S7-400系列可編程控制器：

西門子S7-400同300的區(qū)別主要在于熱啟動(dòng)(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個(gè)外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池時(shí)可以向ram提供后備電源。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成。而實(shí)現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個(gè)pc適配器，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

西門子S7-1200 小型可編程控制器:

西門子SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級(jí)邏輯控制、HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù) 。
單機(jī)小型自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方案。 對于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏HMI的自動(dòng)化系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施。
具有支持小型運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用功能
新的模塊化SIMATIC S7-1200控制器是我們新推出產(chǎn)品的核心，可實(shí)現(xiàn)簡單卻高度的自動(dòng)化任務(wù)。SIMATIC S7-1200 控制器實(shí)現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大、投資安全并且*適合各種應(yīng)用。

可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信的通信接口以及一整套強(qiáng)大的集成技術(shù)功能，使該控制器成為完整、全面的自動(dòng)化解決方案的重要組成部分。

使用*集成的新工程組態(tài) SIMATICSTEP 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)現(xiàn)效率。一些智能功能，例如直觀編輯器、拖放功能和“IntelliSense”（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 。
SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有五種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一種模塊都可以進(jìn)行擴(kuò)展，以*您的系統(tǒng)需要。可在任何 CPU 的前方加入一個(gè)信號(hào)板，輕松擴(kuò)展數(shù)字或模擬量 I/O，同時(shí)不影響控制器的實(shí)際大小?？蓪⑿盘?hào)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(gè)信號(hào)模塊，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可連接 8 個(gè)信號(hào)模塊。，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達(dá) 3 個(gè)通訊模塊，便于實(shí)現(xiàn)端到端的串行通訊。

西門子S7-1500可編程控制器:

的SIMATICS7-1500控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中，較大提高了工程組態(tài)的效率。

性能：沒有快，只有更快！SIMATIC S7-1500的系統(tǒng)性能較大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。

處理速度：SIMATIC S7-1500 的信號(hào)處理速度更為快速，較大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。

高速背板總線：的背板總線技術(shù)采用高波特率和高效傳輸協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理。

通信：SIMATIC S7-1500帶有多達(dá)3個(gè)PROFINET接口。
其中，兩個(gè)端口具有相同的IP地址，適用于現(xiàn)場級(jí)通信；第三個(gè)端口具有獨(dú)立的IP地址，可集成到公司網(wǎng)絡(luò)中。
通過 PROFINET IRT，可定義響應(yīng)時(shí)間并確保高度的設(shè)備性能。
集成：無需親臨現(xiàn)場，即可通過Internet瀏覽器隨時(shí)查看CPU狀態(tài)。過程變量以圖形化方式進(jìn)行顯示，同時(shí)用戶還可以自定義網(wǎng)頁，這些都大地簡化了信息的采集操作。

西門子SIMATIC HMI 操作面板:
西門子觸摸屏主要分為以下幾類：

1、西門子HMI按鍵面板

這類西門子觸摸屏便于安裝和預(yù)組裝，可以進(jìn)行簡單而直接的操作，并且接線簡單，比常規(guī)觸摸屏接線節(jié)省大部分時(shí)間。防護(hù)等級(jí)IP65。

其突出特點(diǎn)如下：

可任意配置的大號(hào)按鍵，具有觸摸反饋，即使戴著手套也能可靠操作；

LED背光照明具有五種可選顏色，用于顯示各種機(jī)器狀態(tài)；

集成以太網(wǎng)交換機(jī)，支持線性環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)；

非常適合安裝在全防護(hù)人機(jī)界面設(shè)備的擴(kuò)展單元中；

故障安全型可連接一個(gè)或兩個(gè)急停按鈕或其他故障安全信號(hào)。

2、西門子HMI移動(dòng)面板

此類面板的顯著特點(diǎn)是既可以有線操作，也可以通過工業(yè)以太網(wǎng)方式無線操作，更加方便調(diào)試或維護(hù)，并且能移動(dòng)觀察整個(gè)工業(yè)現(xiàn)場過程，在屏幕上顯示訪問相關(guān)的過程信息全局，一般應(yīng)用在十分重要的場合，是對全局進(jìn)行移動(dòng)操作和監(jiān)視的有力工具。面板的防護(hù)等級(jí)為 IP65，從一米以上高度墜落也安然無恙，非常適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用。無需中斷操作即可將大容量電池更換，從而確保系統(tǒng)操作順利運(yùn)行。
其突出特點(diǎn)如下：
設(shè)計(jì)堅(jiān)固，適合工業(yè)應(yīng)用；
操作舒適，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕；
支持熱插拔，使用靈活；
啟用和停用不中斷急停電路（使用增強(qiáng)型接線盒）；
采用高等級(jí)安全設(shè)計(jì)，操作可靠；
連接點(diǎn)檢測功能；
集成接口：串口、MPI、PROFIBUS 或 PROFINET/以太網(wǎng)口；
調(diào)試時(shí)間較短。

此類屬于精簡型，但并不是簡單，具備基本的觸摸屏功能，性價(jià)比高，尺寸從3寸到15寸多種可選，分為觸摸式或鍵控式，屬于廣大用戶常用系列。4英寸和6英寸面板也可進(jìn)行豎直安裝，進(jìn)一步提高了靈活性，還帶有附加的可任意配置的控制鍵。
其突出特點(diǎn)如下：
適用于不太復(fù)雜的可視化應(yīng)用；
所有顯示屏尺寸具有統(tǒng)一的功能；
顯示屏具有觸摸功能，可實(shí)現(xiàn)直觀的操作員控制；
按鍵可任意配置，并具有觸覺反饋；
支持 PROFINET 或 PROFIBUS 連接；
項(xiàng)目可向上移植到 SIMATIC 精智面板。
4、西門子HMI精智面板
這類屏的特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)能效管理，帶集成診斷功能，比精簡面板又高了一級(jí)，尺寸從4寸到12寸可選，多為寬屏，可視化區(qū)域增加了40%，適用于復(fù)雜的操作畫面。
其突出特點(diǎn)如下：
所有面板都具有相同的集成功能；
寬屏幕顯示尺寸從4英寸到12英寸，可進(jìn)行觸摸操作或按鍵操作
有效的節(jié)能管理
顯示屏的亮度在0~范圍內(nèi)可調(diào)
可在生產(chǎn)間歇期間將顯示屏關(guān)閉；
萬一發(fā)生電源故障，可確保的數(shù)據(jù)安全性；
支持多種通訊協(xié)議