西门子PLC中央处理器CPU414-3PN/DP

发布时间:2018-04-20

西门子PLC中央处理器CPU414-3PN/DP

信誉,客户至上是公司成立之初所确立的宗旨,在公司领导的严格要求和员工们不折不扣地贯彻执行下发展延续至今。“罚十”一直是我公司的主动。
一:1、保证全新原装进口
二:2、保证安全准时发货
三:3、保证售后服务质量
流程一:1、客户确认所需采购产品型号
流程二:2、我方会根据询价单型号查询价格以及交货期,拟一份详细正规报价单
流程三:3,客户收到报价单并确认型号无误后订购产流程四:4、报价单负责人根据客户提供型号以及数量拟份销售合同
流程五:5、客户收到合同查阅同意后盖章回传并按照合同销售额汇款到公司开户行
流程六:6、我公司财务查到款后,业务员安排发货并通知客户跟踪运单 

 代理西门子全系列产品,罚十! 享受西门子免费一年保修

詹雪芬  9 9:85011-1590
 
本系统采用西门子PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模块相连构成系统的主站。CP342-5是用于连接S7-300和 profibus-DP的主/从站接口模块,CP 343-1是用于连接S7-300和工业以太网的接口模块。在该控制系统中,除了上述主站外,从站是由 22个ET200S和22个ET200ECO组成,分别分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成 profibusⅠ线,CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线。

系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型,基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2~12个,标准型的接口模块其范围为2~63个。所以当从站I/O模块较多时,宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关。

系统中ET200ECO从站中选用了8DI和16DI两种模板,模板结构紧凑,模板的供电采用7/8电源线,模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速,方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。

网络设备按照适应工业现场环境的程度,以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块,对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块,置于生产线滚轮下方,由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境,因此需要有防水防油防尘等功能。

3 目标控制系统
3.1 系统设计汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程。由于工艺的繁琐性,工程的计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式,采用以西门子PLC为核心构成的计算机控制系统,各独立工位控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享。该装配线在整个生产过程中较为关键,由于每个工位之间是流水线生产,因此每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度,才能保证生产的连续性和稳定性。从站中的每个ET200S站和其对应的ET200ECO站共同构成一个工位, ET200ECO主要是采集现场数据用。ET200S站的模块置于小型控制箱内, 对于工位的基本操作有两种方式,就地控制箱手动方式和就地自动方式。由于每个控制工位的操作进度不一致,操作工可以按照装配要求进行手自动切换。特殊情况下亦可通过手动操作进行工件位置的修正。

 西门子PLC中央处理器CPU414-3PN/DP

IO信号原理图中与PLC编程有关的主要内容 输入/输出信号原理图。该图应按“电气制图标准(GB6988.1~6988.7—1997)绘制。图中与PLC编程有关的内容主要有: 1)与输入信号有关的器件名称、位置。如操作面板按钮、工作台行程限位开关、主轴准停传感器、电动机热继电器等。 2)输出信号执行元件名称、位置。如操作面板指示灯、中间继电器线圈等。 3)输入和输出信号插座和插脚编号,或连接端子编号,及信号名称和在PLC中的地址。 4)输入和输出信号接线和工作电源。 继电器控制电路转换为PLC梯形图法 继电器接触器控制系统经过长期的使用,已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图,而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似,因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。主要步骤如下: (1)熟悉现有的继电器控制线路。 (2)对照PLC的I/O端子接线图,将继电器电路图上的被控器件(如接触器线圈、指示灯、电磁阀等)换成接线图上对应的输出点的编号,将电路图上的输入装置(如传感器、按钮开关、行程开关等)触点都换成对应的输入点的编号。 (3)将继电器电路图中的中间继电器、定时器,用PLC的辅助继电器、定时器来代替。 (4)画出全部梯形图,并予以简化和修改。 这种方法对简单的控制系统是可行的,比较方便,但较复杂的控制电路,就不适用了。 【例1】图1为电动机Y/△减压起动控制主电路和电气控制的原理图。 (1) 工作原理如下:按下启动按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保,电动机接成Y型起动,2s后,KT动作,使KM3断电,KM2通电吸合,电动机接成△型运行。按下停止按扭SB1,电动机停止运行。 图1 电动机Y/△减压起动控制主电路和电气控制的原理图 (2)I/O分配 输入 输出 停止按钮SB1:I0.0 KM1:Q0.0 KM2: Q0.1 起动按钮SB2:I0.1 KM3:Q0.2 过载保护FR: I0.2 (3)梯形图程序 转换后的梯形图程序如图2所示。按照梯形图语言中的语法规定简化和修改梯形图。为了简化电路,当多个线圈都受某一串并联电路控制时,可在梯形图中设置该电路控制的存储器的位,如M0.0。简化后的程序如图3所示。 图2 例1梯形图程序 梯形图程序设计的常用方法——转换法梯形图设计的应用举例 图5是两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图,将其转化为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图。 图5两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图 1) 分析动作原理 按SB1,KM1得电并自锁,电动机M1转动同时时间继电器KT线圈得电,经5秒延时后KM2得电并自锁,电动机M2转动;按SB2,KM1、KM2失电,两台电动机停止。 2) 确定输入/输出信号。 根据上述分析,输入信号有SB1、SB2、FR1、FR2,输出信号有KM1、KM2,并且可设对应关系如下:SB1-X1,SB2-X2,FR1-X3,FR2-X4,KM1-Y1,KM2-Y2。 3) 画出PLC的外部接线图和对应的梯形图。 图6外部节线图 图7梯形图 图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。 a 梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是方便的一种编程方法。 b 逻辑流程图法:逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程,反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程,用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚,便于分析控制程序,便于查找故障点,便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序,直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手,则可以先画出逻辑流程图,再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。 c 时序流程图法:时序流程图法使首先画出控制系统的时序图(即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图),再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图,后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。 d 步进顺控法:步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看,一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此,不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后,可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。

 

安装在各工位的分布式I/O模块ET200S和ET200eco通过现场检测元件和传感器将系统主要的监控参数(主要是开关量)采集进来,ET200S和ET200eco将现场模拟量信号转换为高精度的数据量,通过高速度可达12M的Profibus-DP现场总线网络将采集数据上传到中央控制器,控制器根据具体工艺要求进行处理,再通过Profibus-DP网络将控制输出下传给ET200S,实现各工位的控制流程。 PROFIBUS是全球应用广泛的过程现场总线系统。PROFIBUS有三种类型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自动化;PROFIBUS-DP用于制造业自动化;PROFIBUS-PA用于过程自动化。使用PROFIBUS过程现场总线技术可以使硬件、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS-DP的技术性能使它可以应用于工业自动化的一切领域,包括冶金、化工、环保、轻工、制药等领域。除了安装简单外,它有极高的传输速率,可达12Mbits/s,通讯距离可达到1000米,如果加入中继器可以将通讯距离延长到数十公里,具有多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)可供选择。在一个网段上多可连接Profibus-DP从站即ET200S或是ET200eco 32个。

整个控制系统根据工艺划分由转台、举升台、举升转移台、翻转机五种工位组成。各部分可独立完成各自的控制任务,并通过工业以太网实现和上位监控系统的连接,由上位系统实现各部分的协调控制。

装配I线工程PLC控制系统和网络通讯系统具有下列特点:

(1)计算机集成自动化过程控制系统,分布式、高可靠性、高稳定性。

(2)从站作为相对独立的系统分散控制各个工位的运行。

3.2 系统控制要点
(1)该系统网络中一个主站CPU下两条profibus网络所带的从站有44个之多,在利用STEP7 V5.5编程软件进行硬件配置时,根据S7-300CPU中CPU31XC的地址分配的参数规范,对于数字量输入输出,其地址分配的参数范围为0.0~127.7。因此在进行硬件配置时,西门子PLC S7-300CPU自带的profibus-DP接口上的profibus I线上的模块数字量I/O地址一般规定在0.0~127.7的范围中,如有出则采用间接寻址的方式来处理。profibus Ⅱ线上的模块的数字量I/O地址无论处个范围中,都必须采用间接寻址方式。

(2)关于接触器的硬件互锁。对于转台工位,转台有正转和反转两种工作状态,因此转台的回转电机需要有一个负荷开关和两个接触器一并来控制(而举升电机一般只需要一个负荷开关和对应的一个接触器即可进行控制),接触器分正转接触器和反转接触器,输入端为380AV。正转接触器的三相电压A、B、C分别和反转接触器的C、B、A短接。当程序在执行过程中,若存在某些漏洞使得正转接触器和反转接触器的输出点同时置1时,则会出现正转接触器和反转接触器各自的A相和C相短接,造成接触器短路损坏,主电源开关跳闸。为了避免这种事故的发生,首先保证程序中不能出现两个接触器同时置1的情况,其次即是采用接触器上硬件互锁,点Q1、点Q2是输出控制点,Q1两端本应接在正向接触器的两个输入端子,同理, Q1两端本应接在正向接触器的两个输入端子,但是改接成如图所示。接触器上有自带的一个常开点和一个常闭点,互锁中只需用到常闭点,当输出点Q1闭合时,正向接触器上常闭点随之断开,则Q2输出点两端之间不可能形成回路,也就不会出现短路跳闸的事故。

该项目中涉及到的变量数目较多,根据现场情况随时可能有更改,为了便于管理,采取S7程序界面和Wincc人机界面共用一套变量。这样可以将建立变量的工作量减少一半,也将出错概率减少一半。先安装西门子STEP 7软件,之后自定义安装西门子Wincc软件,将Wincc通讯组件安装完整。然后在西门子STEP 7软件中插入OS站,可点击右键打开并编辑Wincc项目。在Wincc项目中需要引用变量的位置进行变量选择,出现变量选择对话框,即可在西门子STEP 7项目变量表中选择需要的变量,从而保证人机界面和下位机所用变量的一致性。

3.3 系统控制功能
(1)手自动回路的切换在Wincc人机界面上可以很方便地知道每个工位的手自动状态,但是手自动状态的切换是在从站的控制箱面板上实现的。在自动状态下,工位的操作全由下位控制,可实现全自动控制机械的操作流程。在手动状态下,操作具有自保护功能,在某些机械操作动作下通过软件互锁可杜绝相应的危险动作的发生。

 (2)安全保护上位监控系统设定了若干级操作密码,管理员和操作员分别有自己的操作权限,且操作员在进行操作时有必要的警告提示框和信息提示框出现。

(3)查询源程序代码当上位机画面显示某个工位出现故障时,可从画面直接点击按钮进入相应的下位机梯形图程序界面,即可迅速查找出故障的根本原因,节省了维修时间。

(4)故障报警和报表打印当设备出现故障时,报警框中会出现提示,并伴随有声音报警。操作员可根据需要打印与生产相关的报表信息。

4 结
西门子S7-300CPU通过两条profibus-DP网络连接若干ET200S和ET200ECO从站构成的集中分散式控制系统已经在该发动机装配线投运,能够保证生产线连续稳定地生产,尤其在机械动作灵敏度上有较大提高,完全满足了用户的要求。

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。完成上述三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。输入采样在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
用户程序执行
在用户程序执行阶段,PLC是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
输出刷新当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然,如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略,那么二者之间就没有什么区别了。

 西门子PLC中央处理器CPU414-3PN/DP

PLC控制系统设计的基本原则是什么 任何一种电气控制系统都是为了实现生产设备或生产过程的控制要求和工艺需要,从而提高产品质量和生产效率。因此,在设计PLC应用系统时,应遵循以下基本原则: 1.充分发挥PLC功能,大限度地满足被控对象的控制要求。 2.在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。 3.保证控制系统安全可靠。 4.应考虑生产的发展和工艺的改进,在选择PLC的型号、I/O点数和存储器容量等内容时,应留有适当的余量,以利于系统的调整和扩充。 设计PLC应用系统时,首先是进行PLC应用系统的功能设计,即根据被控对象的功能和工艺要求,明确系统必须要做的工作和因此的条件。然后是进行PLC应用系统的功能分析,即通过分析系统功能,提出PLC控制系统的结构形式,控制信号的种类、数量,系统的规模、布局。后根据系统分析的结果,具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。 PLC控制系统设计可以按以下步骤进行。 1.熟悉被控对象,制定控制方案 分析被控对象的工艺过程及工作特点,了解被控对象机、电、液之间的配合,确定被控对象对 PLC控制系统的控制要求。 2.确定I/O设备 根据系统的控制要求,确定用户所需的输入(如按钮、行程开关、选择开关等)和输出设备(如接触器、电磁阀、信号指示灯等)由此确定PLC的I/O点数。 3.选择PLC 选择时主要包括PLC机型、容量、I/O模块、电源的选择。 4.分配PLC的I/O地址 根据生产设备现场需要,确定控制按钮,选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量;根据所选的PLC的型号列出输入/输出设备与PLC输入输出端子的对照表,以便绘制PLC外部I/O接线图和编制程序。 5.设计软件及硬件进行PLC程序设计,进行控制柜(台)等硬件的设计及现场施工。由于程序与硬件设计可同时进行,因此,PLC控制系统的设计周期可大大缩短,而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制线路后才能进行施工设计。 6.联机调试 联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。开始时,先不带上输出设备(接触器线圈、信号指示灯等负载)进行调试。利用编程器的监控功能,采分段调试的方法进行。各部分都调试正常后,再带上实际负载运行。如不符合要求,则对硬件和程序作调整。通常只需修改部分程序即可,全部调试完毕后,交付试运行。经过一段时间运行,如果工作正常、程序不需要修改则应将程序固化到EPROM中,以防程序丢失。 7.整理技术文件 包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。 PLC编程的一般步骤是什么? 1.对于较复杂系统,需要绘制系统的功能图;对于简单的控制系统也可省去这一步。 2.设计梯形图程序。 3.根据梯形图编写指令表程序。 4.对程序进行模拟调试及修改,直到满足控制要求为止。调试过程中,可采用分段调试的方法,并利用编程器的监控功能。 1、 数据传送指令 数据传送指令包括MOV(传送)、SMOV(BCD码移位传送)、CML(取反传送)、BMOV(数据块传送)、FMOV(多点传送)、XCH(数据交换)。这里主要介绍MOV(传送)指令。 传送指令MOV将源操作数据传送到目标,其指令代码为FNC12,源操作数[S·]可取所有的数据类型,即K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,其目标操作数[D·]为KnY、KnM、KnS、 T、C、D、V、Z。 如图1所示,,当X0为ON时,执行连续执行型指令,数据100被自动转换成二进制数且传送给D10,当X0变为OFF时,不执行指令,但数据保持不变;当X1为ON时,T0当前值被读出且传送给D20;当X2为ON时,数据100传送给D30,定时器T20的设定值被间接为10秒,当M0闭合时,T20开始计时;MOV(P)为脉冲执行型指令,当X5由OFF变为ON时指令执行一次,(D10)的数据传送给(D12),其它时刻不执行,当X5变为OFF时,指令不执行,但数据也不会发生变化;X3为ON时,(D1、D0)的数据传送给(D11、D10),当X4为ON时,将(C235)的当前值传送给(D21、D20)。注意:运算结果以32位输出的应用指令、32位二进制立即数及32位高速计数器当前值等数据的传送,必须使用(D)MOV或(D)MOV(P)指令。 如图2所示,可用MOV指令等效实现由X0~X3对Y0~Y3的顺序控制。 2、比较指令 比较指令有比较(CMP)、区域比较(ZCP)两种,CMP的指令代码为FNC10,ZCP的指令代码为FNC11,两者待比较的源操作数[S·]均为K、 H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z,其目标操作数[D·]均为Y、M、S。 CMP指令的功能是将源操作数[S1·]和[S2·]的数据进行比较,结果送到目标操作元件[D·]中。在图3中,当X0为ON时,将十进制数100与计数器C2的当前值比较,比较结果送到M0~M2中,若100>C2的当前值时,M0为ON,若100=C2的当前值时,M1为ON, 若100<C2的当前值时,M2为ON。当X0为OFF时,不进行比较,M0~M2的状态保持不变。 ZCP指令的功能是将一个源操作数[S·]的数值与另两个源操作数[S1·]和[S2·]的数据进行比较,结果送到目标操作元件[D·]中,源数据[S1·]不能大于[S2·]。在图4中,当X1为ON时,执行ZCP指令,将T2的当前值与10和150比较,比较结果送到M0~M2中,若10>T2的当前值时,M0为ON,若10≤T2的当前值≤150时,M1为ON,若150<T2的当前值时,M2为ON。当X1为OFF时,ZCP指令不执行,M0~M2的状态保持不变。 3、加1指令和减1指令 加1指令INC和减1指令DEC的操作数均可取KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、,它们不影响零标志、借位标志和进位标志。INC的指令代码为FNC24,DEC的指令代码为FNC25。INC指令的功能是将的目标操作元件[D·]中二进制数自动加1,DEC指令的功能是将的目标操作元件[D·]中二进制数自动减1, 如图5所示,当X0每次由OFF变为ON时,D20中的数自动增加1,当X1每次由OFF变为ON时,D21中的数自动减1。 若用连续执行型加1指令INC或连续执行型减1指令DEC,当条件成立时,在每个扫描周期内的目标操作元件[D·]中数据要自动加1或自动减1。16位数据运算时,+32767再加1就变为-32768,-32768再减1就变为+32767。32位数据运算时,+2147483647再加1就变为-2147483648,-2147483648再减1就变为+2147483647。

 

S7-300 CPU 的六个性能等级

现有性能范围极宽的分级 CPU 系列,可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm
SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分,是销量大的控制器。

To the top of the page

应用范围

上一篇:CJX2-D3210
下一篇:上饶市西门子通信电缆6XV183...