西门子PLC与变频调试技术-入门

PLC与变频（调试）技术PLC与变频调试技术山工机电工程学院脱建智PLC与变频（调试）技术机电一体化技术专业的半边天。可以找到一份稳定的工作，也可创业。PLC与变频调速技术开篇一、PLC通识PLC是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。1987年，国际电工委员会（IEC）定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。中文名称为可编程控制器；英文名称为ProgrammableLogicController，简称PLC。（一）定位因为继电器逻辑电路配线复杂一、PLC通识（二）产生背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。一、PLC通识（二）产生1968年，GM公司提出十项设计标准：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；成本可与继电器控制柜竞争；可将数据直接送入计算机；可直接使用115V交流输入电压；输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等；通用性强，扩展方便;能存储程序，存储器容量可以扩展到4KB。一、PLC通识（二）产生1969年，美国数字设备公司研制第一台可编程控制器，并应用于工业现场。一、PLC通识（二）产生无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强通用性强，控制程序可变，使用方便硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强编程简单，容易掌握系统的设计、安装、调试工作量少维修工作量小，维护方便体积小，能耗低.一、PLC通识（三）特点一、PLC通识（一）应用领域高性能、高速度、大容量发展为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。一、PLC通识（五）发展趋势向小型化和大型化两个方向发展小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要。大型化是指大中型PLC向大容量、智能化和网络化发展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。一、PLC通识（五）发展趋势大力开发智能模块，加强联网与通信能力为满足各种控制系统的要求，不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。PLC的联网与通信有两类：①PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；②PLC与计算机之间的联网通信。为了加强联网与和通信能力，PLC生产厂家也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统。一、PLC通识（五）发展趋势增强外部故障的检测与处理能力据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理。而其余80%的故障属于PLC的外部故障。PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。一、PLC通识（五）发展趋势编程语言多样化在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图、语句表语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。一、PLC通识（五）发展趋势按I/O点数分小型PLCI/O点数为256点以下的为小型PLC（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）中型PLCI/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC大型PLCI/O点数为2048以上的为大型PLC（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）一、PLC通识（六）分类按结构形式分整体式PLC将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。模块式PLC将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。紧凑式PLC还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。模块式PLC将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。紧凑式PLC还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来。整体式PLC将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。一、PLC通识（六）分类按功能分低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。中档PLC具有低档PLC功能外，增加模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。高档PLC具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信联网功能。一、PLC通识（六）分类常见品牌三菱PLC、施耐德PLC、松下PLC、欧姆龙PLC、富士PLC（包装称）、西门子PLC（散料称，翻斗卸料，板框压滤机）、光洋PLC（脱水机）、LGPLC（浓缩机）、顾美PLC、日立PLC、罗克韦尔PLC、德维森PLC、ABB-PLC、A-BPLC、科威PLC、嘉华PLC、信捷PLC、研华PLC、和利时PLC..一、PLC通识（六）分类二、西门子S7-200SMART系列PLC二、西门子S7-200SMART系列PLC2012年7月30日，西门子最新发布了一款全新的针对经济型自动化市场的，全称SIMATICS7-200SMARTPLCSMART即为“简单（simple）、易维护(maintenance-friendly)、高性价比(affordable)、坚固耐用(robust)及上市时间短（timelytomarket)”的简称。SimaticS7-200SMARTPLC是全新的针对经济型自动化市场的自动化控制产品。该产品在中国进行研发和生产、凝聚了西门子中德工程师的丰富经验，以期满足不断增长的中国OEM市场，并为客户提供经济、便捷以及可靠的自动化控制产品。该产品具备机型丰富、选件多样、软件友好多种特点，并可无缝集成SMARTLINE触摸屏及V20变频器。CPU模块配备了标准型和经济型供用户选择，分别用于复杂和简单的工业领域。二、西门子S7-200SMART系列PLC（一）概述可扩展的标准型模块可处理更多I/O需求的复杂任务，最大可扩展到188点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。经济型CPU模块则直接通过单机本体满足控制需求。S7-200SMARTCPU模块本体最多可集成3路高速脉冲输出，频率高达100KHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道以及模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置。高速处理芯片，基本指令执行时间可达0.15μs。集成通用MicroSD卡可实现程序的更新和PLC固件升级，方便了客户工程师对最终用户的远程服务支持。二、西门子S7-200SMART系列PLC（一）概述技术支持主页英文产品信息系统主页（ProDIS）主页提供了西门子自动化与驱动集团产品的详细技术资料，包括免费目录、手册的电子版本，产品介绍，常问问题，NewsLetter等。中文技术支持主页上包括“技术论坛”、“网上课堂”等。本地下载中、英文资料、软件、应用文档本地下载二、西门子S7-200SMART系列PLC（二）官方技术支持S7-200SMART系统手册《S7-200SMART系统手册》中文版文档编号：4126S7-200SMART样本《S7-200SMART样本》中文版文档编号：4121西门子S7-200SMARTPLUS技术参考二、西门子S7-200SMART系列PLC（二）官方技术支持西门子工业技术培训中心--网址简介：西门子工业技术培训中心是Sitrain在中国的本地化运营机构。Sitrain在全球60多个国家拥有200多家专业的西门子技术培训中心，提供全球统一的培训课程。20年来，我们为中国本地客户提供来自原始设备厂商的专业的课程和人才发展服务。培训，助力个人卓越，成就企业发展！西门子工业技术培训中心联系方式电话：4008104288转8二、西门子S7-200SMART系列PLC（二）官方技术支持二、西门子S7-200SMART系列PLC（三）硬件系统PLC系统的实际组成与计算机控制系统的组成基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。二、西门子S7-200SMART系列PLC（三）硬件系统二、西门子S7-200SMART系列PLC（三）硬件系统在安装或拆卸任何电气设备之前，请确保已切断该设备的电源。在安装和拆卸CPU之前，必须采取合适的安全预防措施并确保切断该CPU的电源。如果在通电情况下尝试安装CPU或相关设备或者对他们进行接线，则可能会触电或导致设备错误运行。如果在安装和拆卸过程中未切断CPU和相关设备的所有电源，则可能导致人员死亡、重伤、或设备损坏。CPU输入电压范围直流DC：20.4-28.8VDC交流AC：85-264VAC（47-63Hz）外形及电源下图显示了直流和交流型CPU的接线。数字量输入/输出二、西门子S7-200SMART系列PLC（三）硬件系统模拟量输入/输出主机原装端口不足是可以扩展端口或特殊功能模块二、西门子S7-200SMART系列PLC（三）硬件系统二、西门子S7-200SMART系列PLC（四）软件系统当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述一个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC的内存分为程序存储区和数据存储区两大部分。程序存储区用于存放用户存储程序，用户不必为哪条程序存放在哪个存储器地址而费心。数据存储区用于存放输入输出状态及