浔之漫智控技术有限公司是中国西门子的合作伙伴,公司主要从事工业自动化产品的集成,销售和维修。 致力于为您提供在食品、化工、水泥、电力、环保等领域的电气及自动化技术的完整解决方案,包括自动化产品及系统、工程项目执行及管理、主要过程控制领域技术支持,以及的售后服务、培训等。
。
单机小型自动化系统的解决方案。对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统,易于设计和实施。具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的应用功能。
PLC需要使用的信号转换模块,将这种标准的电压或电流信号,按照比例转换成CPU能处理的数值,这种转换称为模数转换,实现这种转换的模块被称为模拟量输入模块。
西门子S7-1200系列PLC有三种模拟量输入模块:
1SM1231 AI4x13bit;
2SM1231 AI8x13bit;
③SM1231AI4×16bit;
名称中的AI是英文“AnalogInput"的缩写,表示模拟量输入;后面的数字表示通道的数量,“4”表示有4个通道,
“8”表示有8个通道;
“13bit”表示模块的分辨率是13位(12位数值+1位符号),“16bit”表示模块的分辨率为16位;分辨率越大,模数转换后的数值越接近实际值;
补充说明一点:
西门子S7-1200的CPU模块本身也集成了模拟量输入通道,不过仅支持0~10V的电压信号;另外,工业上温度的采集经常使用热电偶和热电阻,这两种传感器输出的不是电压或电流信号,我们将在后续介绍。
模拟量输出模块的作用是将区间范围内的某个数值,转换成电压或电流信号向外输出。换句话说,模拟量输出模块是向外输出电压或电流信号的模块。
模拟量模块输出的电压或电流都有一个标准的量程范围。常见的电压信号量程有0~10V,±10V等;常见的电流信号量程有0~20mA和4~20mA。
工业上常见的比例阀通常使用模拟量信号控制。
假设某比例阀接收4~20mA的电流信号,我们可以使用模拟量输出模块(比如西门子S7-1200的SM 1232 AQ2x14位),将其输出通道连接到该比例阀。
当模块输出4mA电流时,比例阀的开度为0;当模块输出20mA电流时,比例阀的开度为;那么当模块输出4~20mA的中间值(12mA)时,比例阀的开度为50%。在PLC程序中,通过输出一个百分比的数值,能控制比例阀的开度,这是模拟量输出模块的典型应用。
名称中的“AQ”是英文
“Analog Output”的缩写,表示模拟量输出;
“2”表示有2路通道;
“14位”表示它的分辨率为14位;这个模块可以输出±10V的电压信号、0~20mA的电流信号或者4~20mA的电流信号中的一种,可在组态中进行选择。
比如S7-1200系列PLC有两种热电偶模块,SM 1231
AI4x16bit TC和SM 1231AI8x16bit TC。两者的分辨率都是16位(15位数值+1位符号),前者有4组输入通道,后者有8组输入通道。热电偶的两种金属一种是正,另一种是负。接线时将热电偶的正负分别连接到热电偶模块通道的正负即可。
西门子S7-1200系列PLC提供两种热电阻模块:
SM 1231 AI 4xRTDx16bitSM 1231 AI 8xRTDx16bit名称中的“SM”是“SignalModule"的缩写,即“信号模块”,“12”是指S7-1200系列产品,“31”是序列号,与后面的
“AI”表示相同的意思,即“模拟量输入;后面的数字表示通道的数量,
“4”表示有“4”个通道,
“8”表示有“8”个通道;
“RTD”表示可连接RTD传感器;
“16bit”表示模块的分辨率为16位;
SM1231 RTD模块的测量类型可以是“电阻”或“热电阻”。电阻→RTD传感器的阻值,传感器的量程可以在组态中设置,满量程数值为27648;热电阻一温度值x10,单位可以是C或F,组态中可选择。比如:假设设置的温度单位为摄氏度,测量值为262,则实际温度为26.2℃。
SM 1231 RTD模块支持2线制、3线制和4线制的热电阻传感器。实际应用中2线制传感器导致的测量误差较大,建议采用3线制或4线制传感器。S7-1200模块
SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC,可完成简单逻辑控制、逻辑控制、HMI 和网络通信等任务
S7-1200 特性概述
下面列出的是 SIMATIC S7-1200 的显著特性概述:
(01)集成的Profinet接口
(02)以宽幅 AC 或 DC 电源形式集成的电源 (85 - 264 V AC 或 24 V DC)
(03)集成数字量输出 24V DC 或继电器
(04)集成 24V DC 数字量输入
(05)集成模拟量输入 0-10V
(06)频率高达 100 kHz 的脉冲序列输出 (PTO)
(07)频率高达 100 kHz 的脉宽调制 (PWM) 输出
(08)频率高达 100 kHz 的高速计数器 (HSC)
(09)通过连接附加通信模块 (如:RS 485 或 RS232) 实现了模块化和可裁剪性
(10)通过信号板直接在 CPU 上扩展模拟量或数字量信号实现了模块化和可裁剪性 (同时保持 CPU 原有空间)
(11)通过信号模块的大量模拟量和数字量输入和输出信号实现模块化和可裁剪性 (CPU 1211C 除外)
(12)可选的存储器 (SIMATIC 存储卡)
(13)PLCopen 运动控制,用于简单的运动控制
(14)带自整定功能的 PID 控制器
(15)集成实时时钟
(16)密码保护
(17)时间中断
(18)硬件中断
(19)库功能
(20)在线 / 离线诊断
(21)所有模块上的端子都可拆卸
三
S7-1200 控制器概述
四
S7-1200 配合
五
S7-1200 模块化理念
通过的一致编程环境实现更短的工程和服务周期。
六
S7-1200 通讯功能
七
S7-1200 集成工艺S7-1200除了CPU之外,还有各种通信模块、信号模块、信号板及CPU电源等。这些CPU和模块都是有其规定的命名规则的,下面我们来详细的看看吧。
西门子S7-1200系列的命名规则分为三部分,部分叫
模块标识符
,*二部分叫
PLC系列
,一部分的数值代表不同的模块。
模块类型包括有
CPU处理器模块、PM电源模块、SM信号模块、SB信号板、CM通信模块
。
PLC系列12表示1200系列,15表示1500系列,一部分数值的位代表不同的模块,1为
CPU模块
,2为数
字量模块
,3为
模拟量模块
,4为
通信模块
,*二位数字代表不同型号的产品。
比如CPU1214C,表示是1200系列的CPU模块,型号是为CPU1214C的产品。再比如SM1221,表示的是数字量信号模块。SB1222表示的是数字量信号板。
对于S7-1200系列PLC来说,现在常见的主要有5种型号,分别是
CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C、CPU1217C
。这些型号中,CPU1217C只有有DC/DC/DC这种类型,除了CPU1217C外,每个型号都有DC/DC/DC和AC/DC/RLY和DC/DC/RLY三种类型。
类型符号中一共三个部分:
部分
表示CPU的供电电压,DC是直流24V供电,AC是交流220V供电;
*二部分
DC表示输入信号是24V供电的;
*三部分
表示CPU的输出类型,DC为晶体管输出类型,RLY为继电器输出类型。
其实以上这些跟S7-200/200 SMART PLC是一样的。
对于常用的CPU类型,我们来看一下它们的参数。从表格中我们可以主要看几个关键的参数。
0
1
用户存储器
我们可以看到用户存储器分为三种类型,工作存储器、装载存储器和保持性工作存储器。
这三种类型的存储器,不同型号的CPU都各有不同,其中的是CPU1215FC、CPU1217C这两个型号,工作存储器达150KB。
0
2
本体集成IO
不同型号的CPU,IO点数不一样,选型的时候可以根据实际需要的IO点进行选择可以了。
此外,每个CPU都自带有两路模拟量输入信号,对于1215C、1215FC、1217C还支持两路模拟量输出信号。
0
3
扩展能力
每个CPU都可支持在左侧扩展多3个通信模块,在CPU正上方扩展一个信号板。
但是并不是每个CPU都能支持在右侧扩展多到8个模块的。
比如CPU1211C不支持信号模块的扩展,CPU1212C和CPU1212FC多只可扩展2个模块,其他CPU多可扩展8个模块。
13 6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7314-6CH04-0AB0 CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6EH04-0AB0 CPU314C-2PN/DP 192K内存/24DI/16DO/ 4AI/2AO
6ES7 314-6CG03-9AM0 CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO组合件(6ES7 314-6CG03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0*2)
14 6ES7315-2AG10-0AB0 CPU315-2DP, 128K内存
15 6ES7315-2AH14-0AB0 CPU315-2DP, 256K内存
16 6ES7315-2EH13-0AB0
6ES7315-2EH14-0AB0 CPU315-2 PN/DP, 256K内存
17 6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2AK14-0AB0 CPU317-2DP,512K内存
18 6ES7317-2EK13-0AB0
6ES7317-2EK14-0AB0 CPU317-2 PN/DP,1MB内存
19 6ES7318-3EL00-0AB0
6ES7318-3EL01-0AB0 CPU319-3PN/DP,1.4M内存
内存卡
20 6ES7953-8LF30-0AA0 SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC)
6ES7953-8LF31-0AA0
21 6ES7953-8LG30-0AA0 SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC)
6ES7953-8LG31-0AA0
22 6ES7953-8LJ30-0AA0 SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC)
6ES7953-8LJ31-0AA0
23 6ES7 953-8LL30-0AA0 SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC)
6ES7953-8LL31-0AA0
24 6ES7953-8LM30-0AA0 SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC)
6ES7953-8LM31-0AA0
25 6ES7953-8LP30-0AA0 SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC)
6ES7953-8LP31-0AA0
CPU将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置PROFINET、高速运动控制 I/O 以及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中来形成功能强大的控制器。在下载用户程序后,CPU 将包含应用中的设备所需的逻辑。并根据用户程序逻辑监视输入并更改输出,用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数算以及与其它智能设备的通信。
CPU 提供一个PROFINET 端口用于通过 PROFINET网络通信。还可使用附加模块通过PROFIBUS、GPRS、RS485或RS232网络进行通信。
S7-1200PLC的组成:
① 电源接口
② 存储卡插槽(上部保护盖下面)
③ 可拆卸用户接线连接器(保护盖下面)
④ 板载 I/O的状态 LED
⑤ PROFINET连接器(CPU 的底部)
S7-1200PLC有多种功能可用于保护对CPU和控制程序的访问:
● 每个CPU都提供密码保护功能,用户可以通过该功能来组态对CPU功能的访问权限。
● 可以使用“技术保护”隐藏特定块中的代码。
● 可以使用复制保护将程序绑定到特定存储卡或 CPU当中。
S7-1200PLC的CPU型号:
对于具有继电器输出的 CPU 模块,必须安装数字信号板 (SB),以使用脉冲输出。
每个 CPU 提供的 HMI 连接,以支持多 3 个 HMI 设备。支持的 HMI 总数受组态中HMI面板类型的影响。例如,可以将多 3 个 SIMATIC 基本面板连接到 CPU,或者多可以连接两个SIMATIC精智面板与一个附加基本面板。不同的CPU型号提供了各种各样的特征和功能,这些特征和功能可帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。
延时中断和循环中断在 CPU 中使用相同的资源。延时中断和循环中断的总和只能为 4 个。不能有 4 个延时中断和 4 个循环中断。
CPU 的扩展功能:
S7-1200 系列提供了各种模块和插入式板,用于通过附加I/O或其它通信协议来扩展CPU 的功能。
① 通信模块 (CM)、通信处理器 (CP) 或 TS 适配器
② CPU
③ 信号板 (SB) 或通信板 (CB)
④ 信号模块 (SM)
数字量信号模块和信号板:
通信接口:
TS 适配器允许用户将各种通信接口连接到CPU的PROFINET端口。将TS适配器安装在CPU左侧,然后将 TS 适配器模块(多3个)连入TS 适配器。
S7-1200扩展模块:
HMI 基本型面板:
由于可视化逐渐成为大多数机器设计的标准组件,所以 SIMATIC HMI 基本型面板提供了用于执行基本操作员任务的触摸屏设备。
安装尺寸和间隙要求:
S7-1200 PLC 设计得易于安装。紧凑型设计都有利于有效利用空间。
每个CPU、SM、CM和CP都支持安装在DIN导轨或面板上。使用模块上的DIN导轨卡夹将设备固定到导轨上。设备上DIN卡夹的孔内部尺寸是4.3mm。可将卡夹掰到一个伸出位置将设备直接安装到面板上的螺钉安装位置。
要注意的是一定要将设备与热辐射、高压和电噪声隔离开。留出足够的空隙以便冷却和接线。必须在设备的上方和下方留出25 mm的发热区以便空气自由流通。
安装尺寸 (mm):2、PID输入输出参数
3、PID调试方法
a.设定一个比较大的积分时间,比较小的微分作用时间 , 比例由小到大,到曲线发生振荡。调小比例使曲线相对平稳。
b.--调小积分到静态误差,使曲线趋于平稳。
c.--干扰系统,使其产生动态误误差,观察系统抑制误差能力是否达标,抑制能力弱,放大微分作用时间或者比例增益,使其抑制能力增强。
比例作用:加快系统反应速度,有利于抑制动态误差,太强会过调,曲线震荡,太小动态误差抑制能力弱。
积分作用:静态误差,使曲线趋于平稳
微分作用:感知曲线变化趋势, 提前启动调节,太大不利于曲线平稳, 太小动太误差抑制能力弱。
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