西门子潍坊PLC模块总代理
若主机单元的I/O数量不够用，可通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元(不带CPU)相接进行扩充。 PLC还常配置连接各种外围设备的接口，可通过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。
4.编程器
编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。
编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小，携带方便，但只能用语句形式进行联机编程，适合小型PLC的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程，又可用梯形图编程，同时还能进行脱机编程。
目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件，当个人计算机安装了PLC编程支持软件后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。
PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工委员会(IEC)先后颁布了PLC标准的草案稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/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部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
为了避免与个人计算机PC（Personal Computer）相混淆，所以改为PLC（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器，但从功能上讲，现在的PLC早已不是原来意义上的“PLC”了。
可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入、输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制
工业以太网介质转换器适用于在传输速率为 10/100 Mbit/s 的总线形、星形和环形工业以太网结构中采用各种传输介质。
多 24 个电气和/或光学接 ( Mbit/s)；
电源冗余
基于光纤或双绞线的冗余网络结构（集成的冗余管理器、后备功能和 STP/RSTP）
通过插入式 C-PLUG 交换介质，可方便地更换设备
在发生故障的情况下，可以非常快速地重新组态网络
通过集成的冗余管理器可实现高速介质冗余，用于千兆以太网（SCALANCE X-300 和 SCALANCE X-400）和快速以太网（环网中的 SCALANCE X-300 交换机并结合以 SCALANCE X-200 交换机）。通过将高速介质冗余集成在 SCALANCE XR-300 中建立环形冗余连接。
SCALANCE XR-300 产品系列的交换机支持众多的 IT 标准功能（VLAN、IGMP 窥探查询器、STP/RSTP、链路聚合、服务质量），因此，允许将自动化网络无缝集成到现有的协同网络中。
支持标准化冗余程序（生成树协议/快速重构生成树协议/MRP），在上位公司网络中也可实现冗余性。
通过 PROFINET 诊断、web 浏览器、CLI 或 SNMP，可实现远程诊断。
由于采用带有端模块的模块化设计，可以在网络扩展（例如，更多的终端）或转换（例如，从铜缆到光纤电缆）的情况下实现无限的灵活性
通过由用户现场更换介质节约成本
高度的网络可用性：
由于将 RJ45 FastConnect 连接器封闭在 RJ45 端模块的护套内，所以工厂网络受故障影响的程度较低、可实现更高的利用率
由于通过标准化的 SNMP 访问集成到现有的网络管理系统中，所以可以保护投资
通过使用集成在 STEP 7 中的组态和诊断功能，可以在工程设计、调试过程中以及工厂的运行阶段中节约时间 ,无需额外软件
由于采用无风扇式设计，可避免发生代价巨大的故障或维护周期
由于在设备的前部和后部配备挠性电缆引出插座，可以节省控制柜内的空间，从而节约成本
通过后续将附加介质模块插入未使用的介质模块插槽中扩展网络
改变电缆连接技术（例如，从铜缆到光纤电缆，或从多模到单模 FOC）
4 针端子块，用于冗余电压馈电，保护防止 24 V 直流型中发生电压故障
3 针端子块，用于 230 V 交流型中的电压馈电
2 针端子块，用于连接隔离信号触点，简单地显示故障
通过一排 LED 提供状态信息（电源、链路状态、数据流量、电源状态、信号触点）
SELECT/SET 按钮，用于简单地调节设备上的故障信号触点
设备侧可选 C-PLUG 可插拔介质的插槽，便于在发生故障时进行更换
12 个插槽，用于多模或单模连接的电气或光学双端介质模块；可以提供采用各种连接技术的光学介质模块
RJ45 接采用工业兼容式设计，带附加套管，用于连接工业以太网 FC RJ45 插头 180
所有电气以太网接，支持兆位/秒，
全光以太网接，支持100或1000兆比特/秒
SCALANCE XR-300 交换机支持所有端处的千兆位以太网 (1000 Mbit/s)。24 个端分为三组，每组八个端（千兆位以太网模块化）。在每个组内支持千兆位以太网的全线速度，但在两个组之间不支持。
位于前部的 LED、电源连接和数据电缆引出插座
位于后部的 LED、电源连接和数据电缆引出插座
1 个 24 V DC 电源
1 个 230 V AC 电源
可扩展的 SIMATIC ET 200SP I/O 系统是防护等级为 IP20 的高度灵活的模块化 I/O 系统。通过具有 PROFINET 或 PROFIBUS 接口的接口模块，它可以与更控制系统交换所连接 I/O 模块的 IO 数据。还提供了各种 PLC、F-PLC 和开放式控制器（分布式控制器），作为其它首尾站。ET 200SP 组件可用作 SIPLUS 版本以满足的要求并实现高度的稳健性。
对于 ET 200SP，提供了面的 I/O 模块（包括故障安全型）：
数字量输入模块 (DI)，白色
数字量输出模块 (DQ)，黑色
模拟量输入模块 (AI)，浅蓝色
模拟量输出模块 (AQ)，深蓝色
工艺模块 (TM)，青绿色
通信模块 (CM)，浅灰色
专用模块，薄荷绿色
电机直接起动器 (DS) 和可逆起动器 (RS)
气动
除提供具体产品套件这种标准交货形式外，部分 I/O 模块和基本单元也以 10 件一个包装的形式提供。通过 10 件一个包装这种形式，6ES7193-4CB00-0AA0螺钉型接线端子模块，可以显著减少浪费并节省具体模块的开箱时间和费用。
紧凑型设计
多包含 64 个模块的模块化组态
无电源模块的系统集成自组装负载组通过浅色 baseUnit 供电
由于采用了模块化设计和的产品系列，因此尺寸小且高度灵活
每个模块多有 16 个通道
布线
热交换：无需工具即可在运行过程中更换模块
以狭长间隙（自由空间）启动和运行
柔性连接系统
插入式端子适用于带线端套圈的横截面 1.5 mm2 和无线端套圈的横截面 2.5 mm2
baseUnit 用于一线或直接多线连接
PotDis 模块用于以系统集成和节省空间的方式提供附加电压端子
由于导体开口附近的弹簧安全器和测量分接头，可实现接线可达性
通过也作为集成式介质转换器的 BusAdapter（RJ45、FastConnect、塑料或玻璃光纤电缆）可进行灵活的 PROFINET 连接
安全集成
易于集成故障安全模块
通过软件可以轻松进行 F 参数分配
逐组断开非故障安全型模块
高性能
同步 PROFINET
以 100 Mbit/s 的速度进行内部数据传输
记录模拟量和输出持续 50 μs
记录数字量和输出持续 1 μs
高性能技术
“计数”、“定位”、“称重”、“输出凸轮”、“PWM”、“力测量”等功能模块
能源效率
记录电气变量的电表
具有区间替换值的系统集成 PROFIenergy
功能
组态控制：
通过用户软件对实际组态进行基于应用的调整（选项处理）
基于时间的 IO：
信号时间戳为 μs
MSI/MSO:
从多 4 个 PLC 同时访问 I/O 数据
MtM:
各 IO 模块之间的直接数据交换（模块间通信）
过采样：
在 PN 循环内对数字量和模拟量信号进行 n 次采集或输出
调整测量范围：
通过将测量范围调整为模拟量输入模块支持的测量范围的受限部分来增加分辨率
缩放测量值：
允许传输归一化至所需物理值的模拟量作为 REAL 值（32 位浮点）
第二代 SIMATIC HMI 精简面板拥有的人机界面基本功能，是适用于简易人机界面应用的理想入门级系列面板。
该设备系列提供了带 4"、7"、9" 和 12" 显示屏的面板，以及可进行按键及触控组合操作的面板。
| 选择plc时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，终选出较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。 在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 一、输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 三、控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 (一)运算功能 简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。随着开放系统的出现，目前在PLC中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。 (二)控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。 (三)通信功能 大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。 PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用dcs接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合，通信距离应满足装置实际要求。 PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）专用PLC网络（各厂商的专用PLC通信网络）。 为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。 (四)编程功能 离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。 五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。 (五)诊断功能 PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。 PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 (六)处理速度 PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。 处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.2～0.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。 四、机型的选择 (一)PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 (二)输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。（http://www.diangon.com/版权所有）对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。 可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。 考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。 (三)电源的选择 PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。 如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。 (四)存储器的选择 由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。 (五)冗余功能的选择 1．控制单元的冗余 (1)重要的过程单元：CPU（包括存储器）及电源均应1B1冗余。 (2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。 2．I/O接口单元的冗余 (1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。 (2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3）根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。 (六)经济性的考虑 选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，终选出较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。 |