西门子6SL3120-2TE21-8AC0

一、问题提出
可编程控制器是一种新型的通用自动化控制装置，它有许多优点，尽管可编程控制器在设计制造时已采取了很多措施，是它对工业环境比较适应，但是工业生产现场的工作环境较为恶劣，为确保可编程控制器控制系统稳定可靠，还是应当尽量使可编程控制器有良好的工作环境条件，并采取必要抗干扰措施。
二、可编程控制器的安装和接线
（一）安装的注意事项
1 ．安装环境
为保证可编程控制器工作的可靠性，尽可能地延长其使用寿命，在安装时一定要注意周围的环境，其安装场合应该满足以下几点：
（ 1 ）环境温度在 0 ～ 55 ℃ 范围内。
（ 2 ）环境相对湿度应在 35 ％～ 85 ％范围内。
（ 3 ）周围无易燃和腐蚀性气体。
（ 4 ）周围无过量的灰尘和金属微粒。
（ 5 ）避免过度的震动和冲击。
（ 6 ）不能受太阳光的直接照射或水的溅射。
2 ．注意事项
除满足以上环境条件外，安装时还应注意以下几点：
（ 1 ）可编程控制器的所有单元必须在断电时安装和拆卸。
（ 2 ）为防止静电对可编程控制器组件的影响，在接触可编程控制器前，先用手接触某一接地的金属物体，以释放人体所带静电。

（ 3 ）注意可编程控制器机体周围的通风和散热条件，切勿将导线头、铁屑等杂物通过通风窗落入机体内。

安装与接线
1 ． PLC 系统的安装
FX 系列可编程控制器的安装方法有底板安装和 DIN 导轨安装两种方法。
（ 1 ）底板安装。利用可编程控制器机体外壳四个角上的安装孔，用规格为 M4 的螺钉将控制单元、扩展单元、 A/D 转换单元、 D/A 转换单元及 I/O 链接单元固定在底板上。
（ 2 ） DIN 导轨安装。利用可编程控制器底板上的 DIN 导轨安装杆将控制单元、扩展单元、 A/D 转换单元、 D/A 转换单元及 I/O 链接单元安装在 DIN 导轨上。安装时安装单元与安装导轨槽对齐向下推压即可。将该单元从 DIN 导轨上拆下时，需用一字形的螺丝向下轻拉安装杆。
2 ． PLC 系统的接线
PLC 系统的接线主要包括电源接线、接地、 I/O 接线及对扩展单元接线等。
（ 1 ）电源接线
FX 系列 PLC 使用直流 24V 、交流 100V ～ 120V 或 200V ～ 240V 的工业电源。 FX 系列 PLC 的外接电源端位于输出端子板左上角的两个接线端。使用直径为 0.2cm 的双绞线作为电源线。过强的噪声及电源电压波动过大都可能使 FX 系列可编程控制器的 CPU 工作异常，以致引起整个控制系统瘫痪。为避免由此引起的事故发生，在电源接线时，需采取隔离变压器等有效措施，且用于 FX 系列可编程控制器， I/O 设备及电动设备的电源接线应分开连接，。

可编程控制器的安装与维护
一、问题提出
可编程控制器是一种新型的通用自动化控制装置，它有许多优点，尽管可编程控制器在设计制造时已采取了很多措施，是它对工业环境比较适应，但是工业生产现场的工作环境较为恶劣，为确保可编程控制器控制系统稳定可靠，还是应当尽量使可编程控制器有良好的工作环境条件，并采取必要抗干扰措施。
二、可编程控制器的安装和接线
（一）安装的注意事项
1 ．安装环境
为保证可编程控制器工作的可靠性，尽可能地延长其使用寿命，在安装时一定要注意周围的环境，其安装场合应该满足以下几点：
（ 1 ）环境温度在 0 ～ 55 ℃ 范围内。
（ 2 ）环境相对湿度应在 35 ％～ 85 ％范围内。
（ 3 ）周围无易燃和腐蚀性气体。
（ 4 ）周围无过量的灰尘和金属微粒。
（ 5 ）避免过度的震动和冲击。
（ 6 ）不能受太阳光的直接照射或水的溅射。
2 ．注意事项
除满足以上环境条件外，安装时还应注意以下几点：
（ 1 ）可编程控制器的所有单元必须在断电时安装和拆卸。
（ 2 ）为防止静电对可编程控制器组件的影响，在接触可编程控制器前，先用手接触某一接地的金属物体，以释放人体所带静电。
（ 3 ）注意可编程控制器机体周围的通风和散热条件，切勿将导线头、铁屑等杂物通过通风窗落入机体内。

系列控制单元输出端子板为两头带螺钉的可拆卸板， PLC 与输出设备之间的输出信号均通过输出端子进行连接。在进行输出端子接线时，应注意以下几点：
① 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源。
② 不能将输出设备连接到带“ . ”端子上。
③ 各“ COM ”端均为立的，故各输出端既可立输出，又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采用立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用公共输出方式。
④ 当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为 AFP1803 的短路片将它们的“ COM ”端短接起来。
⑤ 若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接 RC 串联电路；在直流感性负载两端并接二管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载 50cm 以内。
⑥ 在 PLC 内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路。
上述接线的示意图，参阅 FX 系列可编程控制器的用户手册。
（ 5 ）扩展单元接线。
若一台 PLC 的输入输出点数不够时，还可将 FX 系列的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体配置视不同的机型而定，当要进行扩展配置时，请参阅有关的用户手册。
（ 6 ） FX 系列可编程控制器的 A/D ， D/A 转换单元接线。
A/D ， D/A 转换单元的接线方法在有关已叙述，下面是连接时的注意事项。
① A/D 模块：
★ 为防止输入信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线双绞式屏蔽电缆。
★ 建议将屏蔽电缆接到框架接地端（ F.G ）
★ 若需将电压范围选择端（ RNAGE ）短路，应直接在端子板上短接，不要拉出引线短接。
★ 应使主回路接线远离高压线。
★ 应确保使用同一组电源线对控制单元和 A/D 单元进行供电。
② D/A 模块：
★ 为防止输出信号上有电磁感应和噪声干扰，应使用两线双绞式屏蔽电缆。
★ 建议将屏蔽电缆接到负载设备的接地端。
★ 在同一通道上的电压输出和电流输出不能同时使用。没有使用的输出端子应开路。
★ 应使主回路接线远离高压线。
★ 应确保使用同一组电源线对控制单元和 D/A 单元进行供电。
三、可编程控制器的维护和检修
可编程控制器的主要构成元器件是以半导体器件为主体，考虑到环境的影响，随着使用时间的增长，元器件总是要老化的。因此定期检修与做好日常维护是非常必要的。
要有一支具有一定技术水平、熟悉设备情况、掌握设备工作原理的检修队伍，做好对设备的日常维修。
对检修工作要制定一个制度，按期执行，保证设备运行状况优。每台 PLC 都有确定的检修时间，一般以每 6 个月～ 1 年检修一次为宜。当外部环境条件较差时，可以根据情况把检修间隔缩短。定期检修的内容见表 1 。
表 1 可编程控制器定期检修

处理单元（CPU）
    同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
    目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC好地满足实时控制要求。
    在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：


1）       接收从编程器输入的用户程序和数据。
2）       诊断电源、PLC内部电路的工作故障和程中的语法错误等。
3）       通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。
4）       从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。
5）       根据执行的结果，新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
    2．存储器
    存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。


    系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。

用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许LC直接采用EEPROM作为用户存储器。


工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。


由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许LC还提供有存储器扩展功能。

输入/输出单元


    输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理送给被控制对象，以实现控制目的。


由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。


PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数字量（开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。


常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口，其基本原理电路如图3所示。
图3  开关量输入接口
a）直流输入   b）交流输入   c）交/直流输入
常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型：是继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出，其基本原理电路如图4所示。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。
图4  开关量输出接口
a）继电器输出   b）晶体管输出   c）晶闸管输出
     PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/ 输出（I/O）点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。
    4．通信接口
    PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。PLC与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印；与监视器连接，可将控制过程图像显示出来；与其它PLC连接，可组成多机系统或连成网络，实现大规模控制。 与计算机连接，可组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。


远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。

其它外部设备


除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。
EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的一种PLC外部设备。为了使调试好用户程序不易丢失，经常用EPROM写入器将PLC内RAM保存到EPROM中。
PLC内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘和用半导体存储器作成的存储盒等来存储PLC的用户程序，这些存储器件称为外存储器。外存储器一般是通过编程器或其它智能模块提供的接口，实现与内存储器之间相互传送用户程序。
人/机接口装置是用来实现操作人员与PLC控制系统的对话。简单、普遍的人/机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光报警器等器件构成。对于PLC系统，还可采用半智能型CRT人/机接口装置和智能型终端人/机接口装置。半智能型CRT人/机接口装置可长期安装在控制台上，通过通信接口接收来自PLC的信息并在CRT上显示出来；而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和存储器，能够与操作人员快速交换信息，并通过通信接口与PLC相连，也可作为立的节点接入PLC网络。 

PLC基础知识(PLC入门必看)
PLC的发展历程 
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，采用程序化的手段应用于电气控制，这就是代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。 
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 
2　PLC的构成 
从结构，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 

西门子S7-1200系列订货数据

6ES7211-1BE31-0XB0 CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI

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6ES7212-1BE40-0XB0 CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI

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6ES7217-1AG40-0XB0 CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO