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廈門圣企機電設(shè)備有限公司

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新一代可編程序控制器的技術(shù)現(xiàn)狀為了適應(yīng)日益劇烈的市場競爭,新代的可編程序控制器在技術(shù)創(chuàng)新方面有了長足的進展,主要體現(xiàn)在

以下方面(1)執(zhí)行多任務(wù)功能的出現(xiàn)所謂執(zhí)行多任務(wù),就是在一個可編程序控制器系統(tǒng)中,可同時安裝幾個CPU模板,每個CPU模板執(zhí)

行各自的任務(wù),控制與其執(zhí)行任務(wù)相關(guān)的O模板(2)網(wǎng)絡(luò)能力的強化網(wǎng)絡(luò)能力的加強,使可編程序控制器已經(jīng)突破了原有的使用范圍

特別是引入現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)及 nternet等技術(shù)后,可編程序控制器的應(yīng)用已今非昔比。典型的可編程序控制器的網(wǎng)絡(luò)拓撲

構(gòu)為設(shè)備控制層、過程控制層和信息管理層3個層次。在設(shè)備控制層中,引入了現(xiàn)場總線,使得工業(yè)生產(chǎn)過程中的現(xiàn)場檢測儀表、變頻

器、MCC控制柜等—切現(xiàn)場設(shè)備都可直接與可編程序控制器相連;在過程控制層中,傳統(tǒng)意叉上的人機界面的功能已經(jīng)煥然新,使可編

程序控制器能實現(xiàn)跨地區(qū)的編程、監(jiān)ko、zhen斷、管理,實現(xiàn)整個車間及全廠范圍的控制;在信息管理層,向工業(yè)以大網(wǎng)的擴展,使控制與

信息管理融為一體。羅克韋爾自動化公司的全方位自動化系統(tǒng)、西門子公司的全集成自動化系統(tǒng)和施耐德公司的透明工廠都是這類技術(shù)發(fā)

展的代表(3)高速化處理功能隨著網(wǎng)絡(luò)能力的強化,可編程序控制實現(xiàn)的控制功能和控制范圍都在擴大,這就要求可編程序控制器實

現(xiàn)高速運行和實時通信功能。高速化包括運算速度的高速化、與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)的高速化、編程設(shè)備服務(wù)處理的高速化、外部設(shè)備響應(yīng)

的高速化。為了實現(xiàn)高速化,有些可編程序控制器已在其內(nèi)核中設(shè)計有通信功能,借助于無源數(shù)據(jù)總線,系統(tǒng)的瓶頸得以消除,這種結(jié)構(gòu)

允許多個處理器、網(wǎng)絡(luò)能在一個機架中使用而沒有限制,從而提供了高性能的分布式實時控制系統(tǒng)的解決方案。(4)大力發(fā)展集成化ruan件

目前,可編程序控制器的生產(chǎn)廠商開發(fā)系統(tǒng)硬件費用的比例逐年下降,而開發(fā)ruan件、集成等費用的比例逐年上升。現(xiàn)在的成套ruan件將可編

程序控制器的編程、操作員界面、運動控制、程序調(diào)試、故障診斷和處理、通信等集成為一體。人杋界面及監(jiān)koruan件集成了所有開放的標

準接口,可直接從生產(chǎn)中獲得大量實時數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)進行分析和打包,然后傳送到管理層,同時它能將過程優(yōu)化數(shù)據(jù)和生產(chǎn)細節(jié)的

參數(shù)迅速地反饋到控制層和現(xiàn)場,從而為集宬ERP系統(tǒng)鋪平道路(5)微型可編程序控制器異軍突起傳統(tǒng)的微型可編程序控制器一般為

點數(shù)字量o,1-4點模擬量O,體積很小,可直接安裝在機器內(nèi)。但現(xiàn)在的微型可編程序控制器除了上述功能外,在網(wǎng)絡(luò)功能和人機

接口功能上已可與中大型的可編程序控制器相比,這一類微型可編程序控制器是目前發(fā)展快的。西門子公司的LOGO,

司的PCO都是這類微型可編程序控制器的代表(6)信息技術(shù)滲入可編程序控制器信息技術(shù)滲入可編程序控制器是為了適應(yīng)工廠控制系統(tǒng)

和企業(yè)信息管理系統(tǒng)日益有機結(jié)合的發(fā)展趨勢,適應(yīng)在控制層面上讓不同品牌的可編程序控制器之間、可編程序控制器與分布式控制系統(tǒng)

之間有效交換數(shù)據(jù)的要求。實際上多任務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)能力的提高、ruan件集成的發(fā)展使得信息技術(shù)很容易的就與可編程序控制器系統(tǒng)

融為一體(⑦)加強安全技術(shù)隨著可編程序控制器應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,對可編程序控制器系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高,加強可編程序控制

器的安全技術(shù)也成為了一個新的發(fā)展方向。具有容錯和冗余性能的故障防止型可編程序控制器已經(jīng)出現(xiàn),具備在線插拔的雙通道的信號模

板和電源模板。內(nèi)藏冗余的CPU系統(tǒng)的過程控制器也已出現(xiàn),這種過程控制器利用內(nèi)部測試電路檢査、zhen斷l(xiāng)O模板的運行狀況,而不是采

用冗余的O模板GE Fanu公司推出了三合的可編程序控制器,這種可編程序控制器是目前世界**實現(xiàn)全系列兼容、熱備和三取二表

決的高可靠性安全型可編程序控制器。5我guo可編程序控制器發(fā)展中的問題及對策目前我guo的可編程序控制器的發(fā)展主要面臨著*問題。

是技術(shù)層面上的,在guo際上可編程序控制器迅速發(fā)展的形勢下,我guo還沒有具有自主知識產(chǎn)權(quán),能夠參與guo際競爭的可編程序控制器產(chǎn)

品,原因主要在于我guo的整個基礎(chǔ)工業(yè)還有一定差距,如芯片制造、模具加工等方面限制了我們的發(fā)展。二是競爭層面上的,實際上也是

個經(jīng)濟競爭的問題?，F(xiàn)在95%的囯內(nèi)市場由外guo的可編程序控制器產(chǎn)品所占ling,中、大型可編程序控制器中,幾乎全部由guo外幾大公司

壟斷,隨著我guo使用可編程序控制器領(lǐng)域的不斷擴大,市場越來越大,然而囯外幾大公司幾乎每年都會針對市場推岀新的產(chǎn)品,一旦人們

使用了新的產(chǎn)品后,他們就會逐漸的提高產(chǎn)品市場價格,沒有我guo自己的自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,在經(jīng)濟競爭中就只能處于被動。三是市場

秩序?qū)用嫔系?隨著我guo改革開放的不斷深入,特別是加入WTO后,我guo巨大的市場份額極大的吸引了guo外的大公司,他們開拓市場的方

法都是采用大范圍建立代理銷售渠道,每個公司的分銷商、系統(tǒng)集成商都會有數(shù)十家,甚*百家之多,造成了我guo的分銷商、系統(tǒng)集成商

間的激烈競爭,而這些無序的競爭為guo際大公司分而治之、獲取穩(wěn)定的高額li潤創(chuàng)造條件。面對這些問題,我guo可編程序控制

器的發(fā)展應(yīng)該采取如下對策(1)面對如此巨大的市場,我guo應(yīng)該集中資金和技術(shù)力量,盡快研制生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控

以前的家電行業(yè)一樣。其實隨著我guo整個民族工業(yè)的不斷發(fā)展,特別是近年來芯片工業(yè)的迅速發(fā)展,推出具有g(shù)uo際

竟爭力的可編程序控制器產(chǎn)品已成為可能(2)繼續(xù)發(fā)揮我guo科學技術(shù)人員可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)勢,擴大可編程序控制器的應(yīng)用

湞域。特別是我guo加λwTO后,中g(shù)uo成為shijiang制造工廠的過程正在加速,我guo在努力將可編程序控制器應(yīng)用在guo民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域同

還要憑借技術(shù)和勞動力優(yōu)勢,進入可編程序控制器在外商投資企業(yè)中的應(yīng)用,并逐漸進入guo際上可編程序控制器的應(yīng)用市場,讓我guo

的應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢形成真正的增值服務(wù),從而帶動我guo相關(guān)成套設(shè)備和ruan件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展(3)在擴大可編程序控制器應(yīng)用的同時,要在ruan件

集成化上下功夫。針對不同的工業(yè)生產(chǎn)過程,形成具有我guo特點的系統(tǒng)集成ruan件、人機界面ruan件和系統(tǒng)應(yīng)用ruan件,在一些我guo*的工業(yè)行

業(yè)中制造出具有核心技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用ruan件。真正形成具有g(shù)uo際標準的、可進行復(fù)制的模塊化ruan件。釆取上述策略后,我guo就能在可編程序

控制器的應(yīng)用上率xiang實現(xiàn)突破,融入全qiu一體化經(jīng)濟之中,形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ruan件產(chǎn)業(yè),進而研制、開發(fā)、生產(chǎn)出具有自主知識產(chǎn)

權(quán),能夠參與guo際競爭的可編程序控制器產(chǎn)品。隨著我guoguo民經(jīng)濟的全面發(fā)展,隨著整個民族工業(yè)的提高,這會很快到

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1、S7-200的基本結(jié)構(gòu)

西門子S7-200系列屬于整體式小型plc，用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。

整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個箱型機殼內(nèi)，S7-200稱為CPU模塊。前蓋下面有RUN/STOP開關(guān)、模擬量電位器和擴展I/O連接器。S7-200系列PLC提供多種具有不同I/O點數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I.O擴展模塊供用戶選用，CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連接。

整體PLC還配備有許多專用的特殊功能模塊，例如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，使PLC得功能得到擴展。

S7-200可以選用梯形圖、語句表（即指令表）和功能模塊語言來編程。它的指令豐富，指令功能強，易于掌握，操作方便。內(nèi)置有高速計數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS485通信/編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信功能。多可以擴展到248點數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O。多有26kB程序和數(shù)據(jù)存儲空間。

2、S7-200的CPU模塊

S7-200有5種CPU模塊，CPU221無擴展功能，適于做小點數(shù)的微型控制器；CPU222有擴展功能；CPU224是具有較強控制功能的控制器；CPU226和CPU226 XM適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。

S7-200系列PLC不同型號CPU的技術(shù)參數(shù)如表1所示

S7-200有傳送、比較、移位、循環(huán)、求補碼、調(diào)用子程序、脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列輸出、跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、算數(shù)運算、字邏輯運算、浮點運算、開平方、三角函數(shù)和PID控制指令等，采用主程序、多8級子程序和中斷程序的程序結(jié)構(gòu)，用戶可以使用1-255ms的定時中斷。用戶程序可設(shè)3級口令保護，有監(jiān)ko定時器（看門狗）功能。

數(shù)字量輸入中有4個用作硬件中斷，6個用于高速功能。32位高速加/減計數(shù)器的高計數(shù)頻率為30kHz，可以對增量式編碼器的兩個互差90的脈沖列計數(shù)，計數(shù)值等于設(shè)定值或計數(shù)方向改變時產(chǎn)生中斷，在中斷程序中可以及時地對輸出進行操作。兩點高速輸出可以輸出頻率高為20kHz頻率和寬度可調(diào)的脈沖列。

可選的存儲器卡可以保存程序、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息，可選的電池卡保存數(shù)據(jù)的典型事件值為200天。DC輸出型電路用場效應(yīng)晶體管（MOSFET）作為功率放大器元件，僅DV輸出型有高速脈沖輸出，高輸出頻率為20kHz。

3、S7-200的擴展模塊

不同信號的S7-200 CPU上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點，若實際需要的I/O點數(shù)超過該CPU的I/O點數(shù)時，則通過增加輸入/輸出擴展模塊來達到擴展功能、擴大控制能力。擴展模塊有輸入/輸出擴展、熱電偶/熱電阻輸入擴展和通訊擴展三種類型，通過總線連接器（插件）和CPU模塊連接。

擴展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由CPU通過總線連接器提供，擴展單元的24VDC輸入點和輸出點電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的大電流能力。

CPU 221無I/O擴展能力；CPU 222多可連接2個擴展模塊（數(shù)字量或模擬量）CPU224和CPU226多可連接7個擴展模塊。

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