随着系统性能的提高,对系统的用户友好性的要求也相应提高。这是确保系统可用性的一方法。对于用于 SIMOTION 的工程组态系统 SCOUT,重点尤其被放在了用户友好性上面:
运动控制、PLC 和技术功能的组态以及驱动器的组态与调试都是在相同的组态环境中以相同的方式进行的。
所有任务都基本上以图形方式来完成:组态、编程、测试和调试。
直观的操作、内容相关帮助功能以及自动一致性检查使工程组态加容易,尤其是对于新接触运动控制编程的人是如此。
与 SCOUT 工程组态系统相关的所有工具被集成在一起,具有统一的外观。
SCOUT 工程组态系统可帮助用户轻松、高效的逐步完成组态工作。
SCOUT 可在 SIMATIC STEP 7 中使用(具有标准化的数据管理和组态程序),或作为一个独立工程组态工具使用 (SCOUT Stand-Alone)。
SCOUT TIA(TIA Portal 中的 SIMOTION)以 TIA Portal V13(或高版本)的选件包供货。该选件包包括在 SCOUT 的供货范围中。
可以选择以下选项以使用 SCOUT 工程组态系统来编程 SIMOTION:
使用运动控制图 (MCC) 的图形化编程
使用驱动控制图 (DCC) 进行图形化编程(不适用于 SCOUT TIA)
经常用作 PLC 编程语言的梯形图逻辑 (LAD)/函数块图 (FBD)
高级语言结构化文本 (ST),包括面向对象的编程
除运动控制命令(例如,轴的参考)外,还提供了用于 I/O 访问、逻辑和计算、子程序调用以及程序流控制的命令。
使用图形化凸轮编辑器,也可方便地建立复杂运动关系。
用于整个机器的所有数据可在一个项目中进行管理:包括工程组态数据、程序、运动曲线和驱动器数据。
随后可从集中项目管理中调用合适的工具,例如,用于输入一个凸轮或调试一台驱动器。
SCOUT 支持通过一系列工具对 SIMOTION 应用进行测试、调试和错误诊断,例如,可提供程序状态、控制变量、轨迹以及轴控制面板的工具。
SIMOTION V5.1 提供了 SIMOSIM,这是集成在工程组态系统中的一个运行模拟功能。通过该虚拟测试环境,*连接硬件即可测试用户程序。这样就可以在开发的早期阶段来优化各个程序部分,从而缩短后面的调试时间。
可编程控制器的种类很多,用户可以根据控制系统的具体要求选择不同技术性能指标的PLC。可编程控制器的技术性能指标主要有以下几个方面:
可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的参数。
PLC的存储器由系统程序存储器,用户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和,表征系统提供给用户的可用资源,是系统性能的一项重要技术指标。
可编程控制器采用循环扫描方式工作,完成1次扫描所需的时间叫做扫描周期。影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和PLC产品的类型。PLC中CPU的类型、机器字长等直接影响PLC运算精度和运行速度。
指令系统是指PLC所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多,软件功能就越强,但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控制要求选择合适指令功能的可编程控制器。
通信有PLC之间的通信和PLC与其他设备之间的通信。通信主要涉及通信模块,通信接口,通信协议和通信指令等内容。PLC的组网和通信能力也已成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。
厂家的产品手册上还提供PLC的负载能力、外形尺寸、重量、保护等级、适用的安装和使用环境如温度、湿度等性能指标参数,供用户参考。
目前,可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断提高,应用范围还在不断扩大,主要有以下几个方面:
1. 逻辑控制
可编程序控制器具有“与”、“或”、“非”等逻辑运算的能力,可以实现逻辑运算,用触点和电路的串、并联,代替继电器进行组合逻辑控制,定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备,也可以用于自动生产线,其应用领域为普及,包括微电子、家电行业也有广泛的应用。
2. 运动控制
可编程序控制器使用**的运动控制模块,或灵活运用指令,使运动控制与顺序控制功能**地结合在一起。随着变频器、电动机起动器的普遍使用,可编程序控制器可以与变频器结合,运动控制功能为强大,并广泛地用于各种机械,如金属切削机床、装配机械、机器人、电梯等场合。
3. 过程控制
可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量,通过模拟量I/0模块,实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换,并对被控模拟量实行闭环PID(比例-积分-微分)控制。现代的大中型可编程序控制器一般都有PID闭环控制功能,此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备,以及轻工、、机械、冶金、电力、建材等行业。
4. 数据处理
可编程序控制器具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以是运算的中间参考值,也可以通过通信功能传送到别的智能装置,或者将它们保存、打印。数据处理一般用于大型控制系统,如无人柔制造系统,也可以用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5. 构建网络控制
可编程序控制器的通信包括主机与远程I/0之间的通信、多台可编程序控制器之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程序控制器与其他智能控制设备一起,可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。
当然,并非所有的可编程序控制器都具有上述功能,用户应根据系统的需要选择可编程序控制器,这样既能完成控制任务,又可节省资金。
PLC的配线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元的接线等。
(1)电源接线与接地
PLC的工作电源有120/230V单相交流电源和24V直流电源。系统的大多数干扰往往通过电源进入PLC,在干扰强或可靠性要求高的场合,动力部分、控制部分、PLC自身电源及I/O回路的电源应分开配线,用带屏蔽层的隔离变压器给PLC供电。隔离变压器的一次侧好接380V,这样可以避免接地电流的干扰。输入用的外接直流电源好采用稳压电源,因为整流滤波电源有较大的波纹,容易引起误动作。
良好的接地是抑制噪声干扰和电压冲击保证PLC可靠工作的重要条件。PLC系统接地的基本原则是单点接地,一般用*自的接地装置,单独接地,接地线应尽量短,一般不过20m,使接地点尽量靠近PLC。
² ² 交流电源接线安装如图42所示。说明如下:
1用一个单开关a将电源与CPU 所有的输入电路和输出(负载)电路隔开。
2用一台过流保护设备b以保护CPU 的电源输出点以及输入点,也可以为每个输出点加上保险丝。
3当使用Micro PLC 24VDC 传感器电源c时可以取消输入点的外部过流保护,因为该传感器电源具有短路保护功能。
4将S200 的所有地线端子同近接地点d相连接以提高抗干扰能力。所有的接地端子都使用14 AWG或1.5mm2 的电线连接到独立接地点上(也称一点接地)。
5本机单元的直流传感器电源可用来为本机单元的直流输入e,扩展模块f,以及输出扩展模块g供电。传感器电源具有短路保护功能。
6在安装中如把传感器的供电M端子接到地上h可以抑制噪声。
² ² 直流电源安装如图43所示。说明如下:
1用一个单开关a,将电源同CPU 所有的输入电路和输出(负载)电路隔开。
2用过流保护设备b、c、d,来保护CPU 电源、输出点,以及输入点。或在每个输出点加上保险丝进行过流保护。当使用Micro 24VDC 传感器电源时不用输入点的外部过流保护。因为传感器电源内部具有限流功能。
3用外部电容e来保证在负载突变时得到一个稳定的直流电压。
4在应用中把所有的DC 电源接地或浮地f(即把全机浮空,整个系统与大地的绝缘电阻不能小于50兆欧)可以抑制噪声,在未接地DC 电源的公共端与保护线PE之间串联电阻与电容的并联回路g ,电阻提供了静电释放通路,电容提供高频噪声通路。常取R=1M ,C=4700pf。
5将S200 所有的接地端子同近接地点h连接,采用一点接地,以提高抗干扰能力。
624V 直流电源回路与设备之间,以及120/230V交流电源与危险环境之间,必须进行电气隔离。
(2)I/O接线和对扩展单元的接线
可编程控制器的输入接线是指外部开关设备PLC的输入端口的连接线。输出接线是指将输出信号通过输出端子送到受控负载的外部接线。
I/O接线时应注意:I/O线与动力线、电源线应分开布线,并保持一定的距离,如需在一个线槽中布线时,须使用屏蔽电缆;I/O线的距离一般不过300m;交流线与直流线,输入线与输出线应分别使用不同的电缆;数字量和模拟量I/O应分开走线,传送模拟量I/O线应使用屏蔽线,且屏蔽层应一端接地。
PLC的基本单元与各扩展单元的连接比较简单,接线时,先断开电源,将扁平电缆的一端插入对应的插口即可。PLC的基本单元与各扩展单元之间电缆传送的信号小,频率高,易受干扰。因此不能与其他连线敷设在同*槽内。
6ES7288-1SR20-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR20,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC 或110 DC供电,12 输入/8 输出 |
6ES7288-1ST20-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST20,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,12 输入/8 输出 |
6ES7288-1SR30-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR30,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC 或110 DC供电,18 输入/12 输出 |
6ES7288-1ST30-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST30,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,18 输入/12 输出 |
6ES7288-1SR40-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR40,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,24 输入/16 输出 |
6ES7288-1ST40-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST40,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,24 输入/16 输出 |
6ES7288-1SR60-0AA1 | S7-200 SMART,CPU SR60,标准型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC 或110 DC供电,36 输入/24 输出 |
6ES7288-1ST60-0AA1 | S7-200 SMART,CPU ST60,标准型 CPU 模块,晶体管输出,24 V DC 供电,36 输入/24 输出 |
6ES7288-1CR20s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR20s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,12 输入/8 输出 |
6ES7288-1CR30s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR30s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,18 输入/12 输出 |
6ES7288-1CR40s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR40s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,24 输入/16输出 |
6ES7288-1CR60s-0AA1 | S7-200 SMART,CPU CR60s,经济型 CPU 模块,继电器输出,220 V AC或110 DC 供电,36 输入/24 输出 |