西門子PLC卡件6ES7214-2AS23-0XB8

緊湊型 PLC 具有：

• 3 種設(shè)備類型，帶有不同的電源和控制電壓。

• 集成的電源，可作為寬范圍交流或直流電源（85 至 264 V 交流或 24 V 直流）

• 集成的 24 V 編碼器/負(fù)載電流源：
  用于直接連接傳感器和編碼器。300 mA 輸出電流，也可用作負(fù)載電源。

• 14 點(diǎn)集成 24 V 直流數(shù)字量輸入（漏電流/源電流（IEC 1 型漏電流））。

• 10 點(diǎn)集成數(shù)字量輸出，24 V 直流或繼電器。

• 2 點(diǎn)集成模擬量輸入，0 至 10 V。

• 2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO)，頻率高 100 kHz。

• 脈沖寬度調(diào)制輸出 (PWM)，頻率高 100 kHz。

• 集成以太網(wǎng)接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP）

• 3 個(gè)快速計(jì)數(shù)器 (100 kHz)，帶有可參數(shù)化的使能和復(fù)位輸入，可以同時(shí)用作帶有單獨(dú)輸入的加減計(jì)數(shù)器，或用于連接增量型編碼器。

• 通過(guò)附加通訊接口擴(kuò)展，例如，RS485 或 RS232

• 通過(guò)信號(hào)板使用模擬或數(shù)字信號(hào)直接在 CPU 上擴(kuò)展（保持 CPU 安裝尺寸）

• 通過(guò)信號(hào)模塊使用各種模擬量和數(shù)字量輸入和輸出信號(hào)擴(kuò)展

• 可選存儲(chǔ)器擴(kuò)展（SIMATIC 存儲(chǔ)卡）

• PID 控制器，具有自動(dòng)調(diào)諧功能

• 集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘

• 中斷輸入：
  對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿作出*速響應(yīng)

• 所有模塊上均為可拆卸的端子

• 仿真器（可選）：
  用于仿真集成輸入和測(cè)試用戶程序。

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• 豐富的指令集: 
  運(yùn)算種類眾多，便于編程：

  • 基本操作,如二進(jìn)制邏輯運(yùn)算、結(jié)果賦值、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)、產(chǎn)生時(shí)間、裝載、傳輸、比較、移位、循環(huán)移位、產(chǎn)生補(bǔ)碼、調(diào)用子程序（帶局部變量）

  • 集成通信命令（例如，USS 協(xié)議、Modbus RTU、S7 通信“T-Send/T-Receive”（T 發(fā)送/T 接收）或自由端口模式 (Freeport)）

  • 使用簡(jiǎn)便的功能，如脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列功能、運(yùn)算功能、浮點(diǎn)運(yùn)算功能、PID 閉環(huán)控制、跳轉(zhuǎn)功能、環(huán)路功能和代碼轉(zhuǎn)換

  • 數(shù)學(xué)函數(shù)，例如 SIN、COS、TAN、LN、EXP

   

• 計(jì)數(shù): 
  用戶友好的計(jì)數(shù)功能配以集成的計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)器指令給用戶開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

• 中斷處理：

  • 邊沿觸發(fā)中斷（由過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿觸發(fā)）允許對(duì)過(guò)程中斷作出極快的響應(yīng)。

  • 時(shí)間觸發(fā)中斷。

  • 當(dāng)達(dá)到設(shè)定值或計(jì)數(shù)器方向改變時(shí)，可觸發(fā)計(jì)數(shù)器中斷。

  • 通信中斷使得能迅速方便地與周圍的設(shè)備如打印機(jī)或條碼閱讀器交換信息。

   

• 口令保護(hù)

• 測(cè)試和診斷功能： 
  易于使用的功能支持測(cè)試和診斷，例如，在線/離線診斷。

• 在測(cè)試和診斷過(guò)程中“強(qiáng)制”輸入和輸出： 
  可不在循環(huán)周期內(nèi)獨(dú)立設(shè)置輸入和輸出，例如可以檢測(cè)用戶程序。

• 按照 PLCopen 對(duì)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)控制。

• 庫(kù)功能

• 西門子可編程控制器應(yīng)用設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟
  （ 1 ）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求
  a ．被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)。
  b ．控制要求主要指控制的基本、應(yīng)完成的、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。
  （ 2 ）確定 I/O 設(shè)備
  根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制的功能要求，確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、器、指示燈、電磁閥等。
  （ 3 ）選擇的 PLC 類型
  根據(jù)已確定的用戶 /O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)，選擇的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。
  （ 4 ）分配 I/O 點(diǎn)
  分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫(huà)出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。
  （ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用梯形圖程序
  根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐。
  （ 6 ）將程序輸入 PLC
  當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。
  （ 7 ）進(jìn)行
  程序輸入 PLC 后，應(yīng)*行工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。
  （ 8 ）應(yīng)用整體調(diào)試
  在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調(diào)試，然后再連接起來(lái)總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。
  （ 9 ）編制技術(shù)文件
  技術(shù)文件包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。

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• 西門子PLC卡件6ES7214-2AS23-0XB8

  西門子PLC的選型：
  在PLC設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、的，按照易于與工業(yè)控制形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的，PLC的硬件、配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制。

  
  
      一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算
      I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再10%～20%的可擴(kuò)展
      余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。
      二、存儲(chǔ)器容量的估算
      存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。
      存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
      三、控制功能的選擇
      該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
      (一)運(yùn)算功
      簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他運(yùn)算功能。隨著開(kāi)放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
      (二)控制功能
      控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。
      (三)通信功能
      大中型PLC應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。
      PLC的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合，通信距離應(yīng)裝置實(shí)際要求
      PLC的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。
      為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。

  
  
      (四)編程功能
      離線編程：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程可成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種成本較高，但調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。
      五種化編程語(yǔ)言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如C，Basic等，以特殊控制的控制要求。
      (五)診斷功能
      PLC的診斷功能包括硬件和的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷

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