第1章-S7-1200-PLC的硬件與硬件組態(tài)..ppt

1、1、第1章S7-1200 PLC的硬件和硬件構(gòu)成，2、2， 1968年，美國最大的汽車制造廠通用汽車公司為了滿足生產(chǎn)流程不斷更新的需要，找到了新的方法，盡量減少繼電器操縱系統(tǒng)和重新布線的工作，降低成本，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的通用性、靈活性、功能完備等優(yōu)點(diǎn)和繼電器操縱系統(tǒng)的簡明易懂、 結(jié)合便宜等優(yōu)點(diǎn)制作通用控制裝置，簡化計(jì)算機(jī)的編程計(jì)程儀方法和計(jì)程儀編程輸入法，采用面向控制過程、問題的“自然語言”進(jìn)行編程，不習(xí)慣計(jì)算機(jī)的人也容易使用。 1969年，美國的數(shù)碼機(jī)器公司開發(fā)了第一個可編程邏輯控制器，成功地在通用電氣圈套公司的自動裝配線上試用。 PLC的起源- 1，3，可編程邏輯控制器(Programmable

2、 Logic Controller )簡稱PLC，最初只能進(jìn)行計(jì)數(shù)、時間節(jié)點(diǎn)、開關(guān)量的邏輯控制。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，程序設(shè)計(jì)師邏輯控制的功能將繼續(xù)擴(kuò)展和完善，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過邏輯控制的范圍，具有PID、A/D、D/A、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)字量智能控制、監(jiān)視、通訊網(wǎng)絡(luò)等多方面的功能，它已經(jīng)成為實(shí)用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)于是，美國電器制造商協(xié)會正式命名為可程序設(shè)計(jì)師控制小滾珠(Programmable Controller )，簡稱為PC。 由于與個人計(jì)算機(jī)(Personal computer )的簡稱PC相同，人們習(xí)慣性地稱之為PLC。PLC的起源- 2，4，1987年2月，國際電工委員會(IEC )對可編

3、程控制器的定義是，可編程控制器是數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用專門進(jìn)行了修訂。 采用可編程內(nèi)存，將程序存儲在內(nèi)部，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、時間節(jié)點(diǎn)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等面向用戶的指令，通過數(shù)字式或模擬計(jì)程儀式的投入產(chǎn)出，控制各種機(jī)械和制造過程。 可編程控制器及其相關(guān)的外部設(shè)備被修正為易于與工業(yè)控制系統(tǒng)一體化、易于功能擴(kuò)展。 PLC的定義，5，PLC的基本結(jié)構(gòu)，PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的新型、通用的自動控制裝置。 那個硬件構(gòu)成和微型計(jì)算機(jī)相似。 工業(yè)用自動控制中使用的可編程控制器的種類很多，根據(jù)類型的不同有特征，但可編程控制器在構(gòu)成、動

4、作原理、預(yù)計(jì)程儀編程方法等很多方面基本相同。 6、PLC操縱系統(tǒng)形象、7、PLC的特點(diǎn)、1 .計(jì)程儀編程方法簡單易學(xué)2 .功能強(qiáng)大，性價比高3 .硬件齊全，用戶易用性、適應(yīng)性強(qiáng)4 .可靠性高，抗擾度強(qiáng)5 .系統(tǒng)設(shè)定修訂、安裝、調(diào)整工作量少優(yōu)點(diǎn)： 1、在計(jì)程儀程序的執(zhí)行階段輸入是固定的，執(zhí)行后通過I/O圖像暫存器而不是實(shí)際的I/O，用輸出圖像暫存器的值更新輸出點(diǎn)，使系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。 2 .用戶高速計(jì)程儀報(bào)的讀寫I/O圖像暫存器比讀寫I/O點(diǎn)快得多，能夠提高高速計(jì)程儀報(bào)的執(zhí)行速度。 進(jìn)程圖像暫存器、11、即時I/O處理、程序執(zhí)行中，可使用即時I/O命令直接網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫到I/O點(diǎn)。 使用即時I/O指令

5、讀取輸入點(diǎn)時，相應(yīng)的輸入進(jìn)程圖像暫存器的值不會更新。 用即時I/O指令寫入輸出點(diǎn)后，相應(yīng)的輸出進(jìn)程圖暫存器的值被更新。12、s7- 1200 plc (programmablelogiccontroller )是西門子公司開發(fā)的PLC，主要面向簡單高精度的自動化任務(wù)。 S7-1200具有小巧靈活的配置和強(qiáng)大的指令定徑套，結(jié)合了這些個功能，是控制各種應(yīng)用程序的完美溶解熱。電腦CPU將微處理器、集成電源、輸入電路、輸出電路組裝到緊湊的機(jī)箱中，形成強(qiáng)大的PLC。 電腦CPU根據(jù)用戶群計(jì)程儀程序邏輯監(jiān)視輸入并更改輸出。 用戶計(jì)程儀報(bào)包括布爾邏輯、計(jì)數(shù)、時間節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其他智能設(shè)備的通訊，

6、1.1 S7-1200 PLC概要，13，1.1 S7-1200 PLC概要在S7-1200 PLC西門子PLC系列產(chǎn)品中的定位，14， 1.2s7-1200硬件，15，電源接口，用戶接線可拆卸1.2s7-1200硬件電腦CPU模塊顯示電腦CPU運(yùn)行狀態(tài)LED，16，1.2 S7-1200硬件電腦CPU模塊技術(shù)規(guī)范，17，電腦CPU 匯流板的2點(diǎn)天線計(jì)程儀輸入(010V )、輸入電阻100k、10位分辨率。 2點(diǎn)脈沖串輸出(PTO )或調(diào)光控制模塊(PWM )輸出，最大射頻波數(shù)為100kHz。 有16個殘奧儀表自整定的PID控制支重輪。 4個時間延遲和周期中斷，極限分辨率為1ms。 可擴(kuò)展3個

7、信號單元和1個信號板，電腦CPU可在信號板上擴(kuò)展1個系統(tǒng)的天線計(jì)程儀輸出或高速數(shù)字量投入產(chǎn)出。1.2 S7-1200的硬件電腦CPU模塊技術(shù)規(guī)格、18，1.2s7- 1200的硬件電腦CPU模塊技術(shù)規(guī)格、電腦CPU的3個版本：19， 1.2s7-1200的硬件電腦cpu1214cac/dc/reeed 1.2 S7-1200的硬件電腦CPU1214C DC/DC/DC的外部接線圖，21，1.2s7- 1200的硬件電腦CPU1214C DC/DC/Relay的外部接線圖，22 具有4個數(shù)字電容I/O(2 x DC輸入和2 x DC輸出)的SB是具有1路天線計(jì)程儀輸出的SB，23，1.2 s7-

8、 1200的硬件信號板SB 1221接線圖，24， 1.2s7-1200的硬件信號板SB 1222接線圖，222 1.2 S7-1200的硬件信號板SB 1223接線圖，26，1.2s7- 1200的硬件信號板SB 1232 1x天線計(jì)程儀輸出接線圖，27，1.2s7- 1200的28，1.2s7- 1200的硬件數(shù)字量I/O可選擇8點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)的數(shù)字量投入產(chǎn)出模塊，支持不同的控制需要。29，1.2s7- 1200的硬件天線計(jì)程儀量I/O在工業(yè)控制中，一部分輸入量(溫度、壓力、產(chǎn)水量、轉(zhuǎn)速等)為天線計(jì)程儀量，一部分致動器(例如電動調(diào)節(jié)閥或逆變器等)要求PLC輸出天線計(jì)程儀信號，PLC的c

9、pc為首先通過傳感器和發(fā)射器將模擬計(jì)程儀量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)范圍的電壓或電流，例如420mA、15V、010V，并且PLC通過模擬量輸入模塊的A/D轉(zhuǎn)換器將這些個轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。 有符號電流或電壓在A/D轉(zhuǎn)換后以二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。 模擬計(jì)程儀輸出單元針織面料的D/A轉(zhuǎn)換器將PLC的數(shù)字化量轉(zhuǎn)換為模擬計(jì)程儀電壓或電流，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 A/D和D/A的二進(jìn)制二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率，二進(jìn)制位數(shù)越多分辨率越高。30、1.2s7-1200硬件集成的PROFINET接口1/3、實(shí)時工業(yè)以太網(wǎng)是現(xiàn)場總線發(fā)展的趨勢，PROFINET是基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線，是開放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，控制工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)最底層

10、的菲、S7-1200與計(jì)程儀編程計(jì)算機(jī)的通訊、31，1.2s7- 1200硬件集成的PROFINET接口2/3、S7-1200與緊湊系列面板的通訊、32， 在1.2s7-1200的硬件集成PROFINET接口1.2s7-1200的硬件通訊模塊1/2中， CM1241 RS232和CM 1241 RS-485 電腦CPU通訊端口最多三個通訊模塊的每個CM連接在電腦CPU的左側(cè)(或另一個cm的左側(cè)) 有兩種類型的通訊模塊1.2 S7-1200硬件通訊模塊2/2在計(jì)程儀編程接口模式下使用CM1241進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接，35，SIMATIC STEP 7 Basic是西門子公司這兩個這些個軟件也稱為總集成

11、版(totallyintegratedautomation，TIA )門戶站，為S7-1200和精簡系列面板的高效配置提供了直觀、易用的編輯器。 STEP 7 Basic為硬件、網(wǎng)絡(luò)配置和診斷等提供了通用的工程配置信息幀網(wǎng)絡(luò)，以及計(jì)程儀編程。 step 7基本提供兩個軟件編程語言(LAD和FBD )。 有兩種視圖：門戶站視圖，可以概述自動項(xiàng)目工程的所有塔斯克；以及門戶站視圖，可以概述自動項(xiàng)目工程的所有塔斯克。 將整個項(xiàng)目工程(包括PLC和HMI )以多層結(jié)構(gòu)表示在項(xiàng)目工程樹中。1.3計(jì)程儀編程工具STEP 7 Basic特性，36，1.3計(jì)程儀編程工具STEP 7 Basic典型的自動化系統(tǒng)1

12、/2，典型的自動化系統(tǒng)包括： 用于操作和可視化過程的HMI數(shù)據(jù)老虎鉗。37，1.3計(jì)程儀編程工具STEP 7 Basic的典型自動化系統(tǒng)2/2，TIA Portal可幫助編寫自動化系統(tǒng)。 重要的配置步驟是制作項(xiàng)目工程配置硬件網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可視化PLC計(jì)程儀編程配置，加載配置數(shù)據(jù)的上線了和診斷功能，38，1.3計(jì)程儀編程工具STEP 7 Basic工序配置系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)存儲在一個項(xiàng)目工程中，STEP 7和WinCC是單獨(dú)的程序計(jì)程儀所有數(shù)據(jù)都存儲在一個公共項(xiàng)目工程文件中。39，1.3 pluming工具step 7基本數(shù)據(jù)管理，TIA門戶將所有數(shù)據(jù)存儲在一個項(xiàng)目工程中。 更改的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)(如變量)將

13、在整個項(xiàng)目工程(或跨多個解老虎鉗)中自動更新。 40，1.3編程工具STEP 7 Basic接口概要、塔斯克卡、詳細(xì)視圖、工作空間、循環(huán)區(qū)域、設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)概要區(qū)域、編輯器欄、41，1.3編程工具STEP 7 Basic新項(xiàng)目工程、 “項(xiàng)目工程”“新建”項(xiàng)目工程樹的“添加新數(shù)據(jù)老虎鉗”:43，1.3計(jì)程儀編程工具STEP 7 Basic殘奧儀表設(shè)置，“選項(xiàng)”“設(shè)置”:44，1.4硬件配置的塔斯克，數(shù)據(jù)老虎鉗配置(configuring )的塔斯克表示設(shè)備和模塊的安裝位置和設(shè)備之間的通信連接此外，還必須設(shè)置模塊的殘奧儀表。 也就是說，給殘奧儀表分配一個值或稱為殘奧儀表化。 在自動化系統(tǒng)啟動時，電腦C

14、PU將配置時生成的虛擬系統(tǒng)與實(shí)際的硬件系統(tǒng)進(jìn)行比較，如果兩系統(tǒng)不一致則進(jìn)行對應(yīng)。 45，1.4硬件配置在添加模塊、硬件配置時，需要將I/O模塊或通訊模塊放置在工作區(qū)機(jī)架的插槽中：使用“拖放”放置硬件對象。 用“雙喀嚦聲”配置硬件對象。 46、1.4硬件配置過濾器。 如果啟用了硬件目錄查詢篩選功能，則硬件目錄查詢中僅顯示與工作區(qū)相關(guān)的硬件。 例如，在初次老虎鉗視圖中打開PLC的配置畫面時，硬件目錄查詢上不顯示HMI，僅顯示PLC的模組。47、1.4硬件配置刪除硬件組件。 您可以從“老虎鉗”視圖或“網(wǎng)絡(luò)”視圖中刪除硬件配置組件。 被刪除的組件的地址可用于其他組件，不能分別刪除電腦CPU和機(jī)架。 只

15、能通過網(wǎng)絡(luò)視圖或項(xiàng)目工程樹刪除整個PLC站。 刪除硬件組件后，可以編譯硬件配置。 在編譯時進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，如果有錯誤就會出現(xiàn)錯誤信息，請改正錯誤后重新編譯。48，1.4硬件配置信號模塊和信號板地址分配1/3，添加電腦CPU、信號板或信號模塊后，它們的I/O地址將自動分配。 勾選“設(shè)備概要”，表示電腦CPU集成的I/O數(shù)字大板塊、信號板、信號模塊的地址。49，1.4硬件配置信號模塊和信號板的地址分配2/3，選擇模塊，在窗口的“I/O地址/硬件識別符”循環(huán)，可以修改模塊的地址建議不要更改自動分配的地址。 51，1.4硬件配置數(shù)字容量輸入點(diǎn)的殘奧儀表設(shè)置1/2，老虎鉗視圖的電腦CPU，選擇信號模塊或

16、信號板，選擇循環(huán)窗口，設(shè)置輸入點(diǎn)的濾波時間常數(shù)：52，1.4硬件配置數(shù)字容量輸入點(diǎn)的殘奧儀表設(shè)置當(dāng)使輸入端子的脈沖捕捉功能有效時，暫時保持窄脈沖的ON狀態(tài)，到下一次更新輸入進(jìn)程圖為止，進(jìn)行53，1.4硬件構(gòu)成數(shù)字容量輸出點(diǎn)的殘奧儀表設(shè)定，在電腦CPU進(jìn)入STOP時，數(shù)字容量輸出保持最后的值如果選擇“使用替換值”，則選擇表示替換值為1的復(fù)選框，相反地，選擇0，54， 表示1.4硬件構(gòu)成天線計(jì)程儀輸入點(diǎn)的殘奧儀表設(shè)定，積分時間越長，精度越高，高速性越差，干擾作用抑制頻度越低，抑制商用頻率干擾作用，因此積分時間一般為20ms，測定種類和范圍，過濾煙嘴通過平均值數(shù)字過濾煙嘴實(shí)現(xiàn)， 啟用過濾煙嘴電平越高，則天線計(jì)程儀值越穩(wěn)定，但高速性越差，則超過上限值或低于下限值時的診斷功能，或啟用55、1.4硬件構(gòu)成天線計(jì)程儀