西门子CPU控制单元6ES7214 |
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西门子CPU控制单元6ES7214
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西门子CPU控制单元6ES7214-2BD23-0XB8 PLC的功能特点2.2.1 PLC的功能随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展，PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制，而且能实现多机群控制；不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理等，其主要功能如下：1、开关量逻辑控制这是PLC的基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。2、模拟量控制在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理；而CPU处理的数字结果，经D/A转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。3、闭环过程控制使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行PID控制。4、定时、定位、计数控制PLC具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是PLC*的控制功能之一。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。5、顺序（步进）控制在工业控制中，选用PLC实现顺序控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。6、网络通信现代PLC具有网络通信的功能，它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。7、数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表[2]。2.2.2 PLC的特点1、通用性强、灵活性好、功能齐全PLC是专为在工业环境下应用而设计的，具有面向工业控制的鲜明特点。通过选配相应的控制模块便可适用于各种不同的工业控制系统。同时，由于PLC采用存储逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，当生产工艺改变或生产设备更新时，不必改变PLC的硬件，只需改变程序，改变控制逻辑，其连线少，体积小，加之PLC中每只软继电器的触点数理论上无限制，因此，灵活性和扩展性都很好。2、可靠性高、抗干扰能力强为了确保PLC在恶劣的工业环境下能可靠的工作。在设计中强化了PLC的抗干扰能力，使之能抗诸如电噪声、电源波动、振动、电磁干扰等的干扰。PLC能承受电网电压的变化，可直接由交流市电供电，直接取自电控箱电源。即使在电源瞬间断电的情况下，仍可正常工作。PLC在设计、生产过程中除了对元器件严格筛选外，硬件和软件还采用屏蔽、滤波。光电隔离和故障诊断、自动恢复等措施，有的PLC还采用了冗余技术等，进一步增强了PLC的可靠性。3、编程简单、使用方便PLC在基本控制方面采用梯形图语言进行编程，这种梯形图是与继电器控制电路图相呼应的，形式简单、直观性强，广大电气人员容易接受。用梯形图编程出错率比汇编语言低得多。梯形图、流程图、语句表之间可以有条件的相互转换，使用极其方便。4、模块化结构、安装简单、调试方便PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化结构设计，由机架和电缆将各模块连接起来，由于配置灵活，使扩展、维护更加方便。另外，PLC的接线十分方便，只需将输入信号的设备（如按钮、开关等）与PLC的输入端子相连，将接受控制的执行元件（接触器、电磁阀等）与输出端子相连即可。调试工作大部分是室内调试，用模拟开关模拟输入信号，其输入状态和输出状态可以观察PLC上相应的发光二极管，可以根据它进行测试、排错和修改[2]。
S7-200的系统结构S7-200 PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的左边，CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM接口模块，如果只用主架导轨而没有使用扩展支架可以不选择IM接口模块。S7编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和IM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。一条导轨共有11个槽号：1号槽至11号槽，其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPU和IM以外的其他模块。如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等[3]。2.3.2 S7-200 CPU模块CPU模块是控制系统的核心，负责系统的控制责任，存储并执行程序，实现通信功能，为U形总线提高5V电源。CPU有4种操作模式：STOP（停机），STARTUP（启动），RUN（运行）和HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通过MPI接口与其他设备通信。S7-300的CPU模块大致可以分为以下几类：1、6种紧凑型CPU，带有集成的功能和I/O：CPU 312C、313C、313C-PtP、313C-2DP、314C-PtP和314C-2DP。2、革新的标准型CPU：CPU 312、314和315-2DP。3、5种标准的CPU：CPU 313、314、315、315-2DP和316-2DP。4、户外型CPU：CPU 312 IFM、314 IFM、314户外型和315-2DP。5、大容量高型CPU：317-2DP和CPU 318-2DP。
西门子CPU控制单元6ES7214-2BD23-0XB8 概述： 功能强大的 CPU本机带24个数字量和3个模拟量输入/输出最多可带7个扩展模块CPU 224 XP 和 CPU 224 XPsi 装配有: 集成式 24 V 编码器/负载电源:用于直接连接传感器和编码器。具有 280 mA 输出电流，它也可用作负载电源。CPU 224 XP:2 种型号；满足不同的电源和控制电压。CPU 224 Xpsi:1 种设备 (24V DC)，漏电流。内置数字量输入/输出：14个输入和 10 个输出。内置模拟量输入/输出:2个输入和1个输出。2 个通讯接口:可选作为 PPI接口，用于编程功能、HMI 功能（TD 200、OP），S7-200 内部 CPU / CPU 通信（9.6/19.2/187.5 kbps），或作为 MPI从站，用于和 MPI 主站（S7-300 / -400、OP、TD、按钮板）进行数据交换。用户可编程接口（FreePort），带中断能力，用于和非西门子设备进行串行数据交换，例如在 ASCII 协议下、波特率为 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s时，可将 PC / PPI 电缆用作为 RS 232/ RS 485 适配器。扩展总线：连接扩展模块 (只能使用 22x 系列的扩展模块)。中断输入：对过程信号的上升沿或下降沿作出*速响应高速计数器：6 个高速计数器(2x200 kHz，4x400 kHz), 可通过参数设置使能和复位输入，具有2个单独的输入端，可同时用作增/减计数器；或者可以连接2个具有90度相差的增量编码器(2x100 kHz, 2x20 kHz)。o.通过数字量和模拟量扩展模块进行*扩展(扩展模块，选件)。仿真器（可选）：用于集成输入的仿真和用户程序的检验。模拟电位计:2 个模拟电位计，可在日常工作中用作一个设定值计数器，例如设定时间。脉冲输出：2 个高频脉冲输出（ 100 kHz）；用于定位任务及通过电源电路控制调频电机和步进电机。实时时钟：例如用于给报文加时间标记、纪录机器运行时间或用于基于时间的过程控制。EEPROM 子模块(选件):用于保存完整的 STEP 7-Micro/WIN 用户程序及其它文档。用于支持数据记录功能和配方管理。允许快速修改程序(即使没有编程器)和其它程序归档。通过电池提供长时间后备：可将存储时间提高到200天。无电池模块时，用户数据（如存储器位状态、数据块、定时器和计数器）通过内部的超级电容进行保护,大约 5 天。可以保存用户程序(免维护)。电池模块插入存储器子模块插槽中。CPU 224 XP 种类 电源电压 输入电压 输出电压 输出电流 直流输出24 V DC 24 V DC 24 V DC 0.75 A, 晶体管 继电器输出85 至 264 VAC 24 V DC 24 V DC, 24 至 230 V AC 2 A,继电器 CPU 224 XPsi 种类 电源电压 输入电压 输出电压 输出电流 直流输出，漏电流24 V DC 24 V DC 24 V DC, 漏电流 0.75 A, 晶体管 广泛的指令集:有大量的基本操作,如二进制逻辑运算、结果赋值、存储、计数、产生时间、装载、传输、比较、移位、循环移位、产生补码、调用子程序（带局部变量）集成通讯指令（如 S7-200 通讯（读网络（NETR），写网络（NETW）或自由口（发送XMT，接收RCV）用户友好的功能,如脉冲持续时间调制、脉冲序列功能、算功能、浮点算法、PID 闭环控制、跳转功能、循环功能和代码转换都使编程任务得以简化。计数:用户友好的计数功能配以集成的计数器和高速计数器指令给用户开辟了新的应用领域中断处理:边沿触发中断（由过程信号的上升沿或下降沿触发）允许对过程中断作出极快的响应。时间控制型中断可以以 1 ms 为增量设置范围从 1 ms 至 255 ms。当达到设定值或计数器方向改变时，可触发计数器中断。通讯中断使得能迅速方便地与周围的设备如打印机或条码阅读器交换信息输入/输出的直接询问和驱动:也可以对输入和输出进行扫描以及独立于循环周期而直接进行设置。控制器能迅速地对过程事件作出响应（例如，当发生中断时，直接复位输出）。口令保护:3 级口令保护的概念有效地保证了用户专有技术的安全。对于访问用户程序，有以下几种保护方案:*访问:程序可以随便改动。只读：未经授权不能修改程序。可以进行测试、设置系统参数和拷贝程序。*保护：未经授权不能修改、读出和复制程序。可进行参数设置。测试和诊断功能：用户友好的功能支持测试和诊断：使用可定义的循环次数执行和分析整个程序。最多大 124 个循环内的内部参数，如位存储器、定时器或计数器同时记录下来。测试和诊断运行过程中对输入和输出进行“强制”：可不在循环周期内独立设置输入和输出，例如可以检测用户程序。在线运行编辑：在运行模式下，可以编辑程序，并通过点击鼠标将修改的程序装入CPU中，而不需要中断当前程序的执行。提供诸如其它SIN、COS、TAN、LN、EXP算术模块数据纪录：时间控制或事件控制的数据记录保存在EEPROM存储子模板中，例如性能数据、统计数据、故障报文，可选择地加入时间标签。可以使用 STEP 7-Micro/WIN 中的 S7 Explorer 随时传送纪录文件。配方管理:在 STEP 7-Micro/WIN 项目中定义并下载配方。为了更好地使用存储器，配方存储在 EEPROM 存储器子模块中。可以在线修改和更新配方。编程STEP 7-Micro/WIN32 V4 可以对所有 S7-200 CPU 进行编程.
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