SIMATIC 箱式 PC 能够为机械工程师、工厂工程师和控制箱建造商提供其强固的工业 PC,用于要求功能强大而结构紧凑的应用。
针对不同要求,这些设备可分为以下三个等级:
SIMATIC IPC127E:灵活、坚固耐用的紧凑型工业 PC 和 IoT 网关
SIMATIC IPC227(微型箱式 PC):性能优化的紧凑型箱式 PC – 免维护,结构坚固
SIMATIC IPC327:无风扇的基本型箱式 PC,高性价比
SIMATIC IPC427(小型箱式 PC):功能强大的嵌入式 IPC – 免维护,组态多样
SIMATIC IPC527:功能强大的箱式 PC,高性价比
SIMATIC IPC627/IPC827(箱式 PC):高端 IPC – 具有高的性能、功能性和扩展能力
共享的工业功能性:
结构为紧凑
获得市场认证
使用 SIMATIC 组件进行了系统测试
能够承受工作期间的高震动/撞击
工作温度范围宽
坚固耐用的数据存储装置(CF 卡或固态硬盘 (SSD))
可改变安装方式,安装灵活
设计 24 小时运行
集成了可参数化的监视功能(温度、风扇、加密狗)
高维护友好性
预安装、激活了操作系统,可以实现快速调试
主板由西门子开发制造
使用寿命为 3 到 6 年
5 年维修和备件服务
具有较高组件/设计连续性
由英特尔嵌入式生产线生产的 PC 组件的长期可获得性
高性能网关:
用于数据采集/收集/处理/传输以及将机器设备集成在 Cloud/Edge 解决方案中的物联网网关
用于改装系统和新系统:
由于紧凑的设计,可对棕地和绿地系统中的数字化任务进行联网/改装
优性价比;适合较大数量
大的紧凑性,约 1 升的机箱容积,带集成工业电源,在控制柜中的空间要求小
由于有多种安装方式且接口位于一侧,适合各种安装情况
具有大量集成接口(如可选择的串行端口和 2 个或 3 个具有协同功能的千兆以太网接口),应用十分灵活
由于采用具有佳防尘保护的封闭式机箱和非易失性保持存储器,可实现大的工业功能
通过附加的 PCIe 插槽或 M.2 模块插槽,以佳满足满足应用要求
用于工业及面向工业的领域的平台
灵活安装在 DIN 导轨上或墙壁上,因具有大量接口,可简单连接 I/O 设备
无风扇的工业设计
优选型号可直接在工厂迅速交货
无风扇操作
高性能,为紧凑而坚固,适合直接安装在机器上
专门为嵌入式应用进行了优化
使用灵活,可使用一个或两个 PCIe I/O 卡(可选)进行扩展
安装方式灵活,可进行 DIN 导轨/墙壁/前部竖直安装,甚至可安装在控制柜外部
NVRAM 保持数据存储器(可选)
具有较高系统性能,紧凑紧凑,适合计算很大的应用
各种扩展选件保证了高灵活性
支持现有系统,提供高水平保护
工业质量,高性价比
优选型号可直接在工厂迅速交货
实现了用于复杂测量、控制和可视化任务的高系统性能
配有扩展槽和集成接口,实现了高灵活性
使用安装架和壁挂式装配套件实现了紧凑灵活的安装
采用强固式设计,可以直接安装在机器上
板载 RAID1 控制器
即使在高达 55℃ 的环境温度下,处理器仍可保持高性能
高效的系统可用性
采用有备用电池的 SRAM 作为 WinAC 数据的存储器
4 个信号 LED 指示灯
由于具有紧凑的设计,SIMATIC IPC127
特别适合改装/棕地系统。
SIMATIC IPC227
是一种为紧凑和节能的 PC。该微型箱式 PC 的核心部件是高性能 Intel 处理器,具有十分多样的安装选件。
SIMATIC IPC427(小型箱式 PC)
是针对 DIN 导轨安装或壁式安装、用于机器内部的紧凑、坚固的设备:总深度从 55mm 起。
SIMATIC IPC627 (Box PC)
此箱式 PC 的大总深度为 100 mm(没有 DVD 驱动器是为 80 mm),可在小空间内使用。此外,SIMATIC 箱式 IPC627/IPC827 可进行节省空间的立式安装。
所有设计都意在在存在振动和冲击负荷的情况表下取得高安全性。例如,硬盘的特殊悬置减振机构可确保即使在高机械负荷下也具有运行可靠性。易于从外部接触的闪盘插槽或固态硬盘 (SSD) 可用来配置、低维护性、高可用性无磁盘系统。
由于没有风扇且并使用 CompactFlash 或 CFast 卡,这种小型箱式 PC 和微型箱式 PC 尤其适合全天候、免维护连续运行。
此箱式 PC 可方便地折起,便于快速换部件。设备内部易于接触,便于将来扩展。
在箱式 PC 上,所有接口都位于一侧。箱式 PC 可通过内置以太网接口与控制层/生产单元层连接,并在现场通过集成的 PROFIBUS 接口(作为选件提供)进行通信。通过 DVI-I 或 DisplayPort 接口,可以连接外部显示器或显示屏。
尤其是,带有 5 个空闲 PC 插槽的 SIMATIC IPC827 可进行多种方式的扩展。所有箱式 PC 都通过了在工业应用以及住所/商业应用中使用的 CE 认证,除了可在工业应用中使用外,还可在楼宇自动化或公共设施内使用。
SIMATIC 箱式 PC 采用西门子自行开发和制造的主板,提供了高度的投资连续性和安全性。SIMATIC 箱式 PC 的订货期通常为 3 年,有效市场销售期过后,至少在 5 年内提供备件。
SIMATIC 箱式 PC 可提供定制配置,并且可以随时供货。通过设计实现的高系统可用性可借助于附加的数据备份选件(如 RAID 系统、SIMATIC IPC Image & Partition Creator)和高效的自诊断软件 (SIMATIC IPC DiagMonitor) 进一步扩展。
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。
1.PLC梯形图经验设计法的要点
①PLC的编程,从梯形图来看,其根本点是找出系统中符合控制要求的各个输出的工作条件,这些条件又总是用编程元件按一定的逻辑关系进行组合来实现的。
②梯形图的基本模式为启—保—停电路。每个启—保—停电路一般只针对一个输出,这个输出可以是系统的实际输出,也可以是中间变量。
③梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节,它们都有一定的功能,可以像摆积木一样在许多地方应用。
2.“PLC梯形图经验法”编程步骤
① 在准确了解控制要求后,合理地为控制系统中的事件分配输入输出口。选择必要的机内编程元件,如定时器、计数器、辅助继电器。
② 对于一些控制要求较简单的输出,可直接写出它们的工作条件,依启—保—停电路模式完成相关的梯形图支路。工作条件稍复杂的可借助辅助继电器(如例5中小车前进部分的 M100、M101及M102)。
③ 对于较复杂的控制要求,为了能用启—保—停电路模式绘出各输出口的梯形图,要正确分析控制要求,并确定组成总的控制要求的关键点。在空间类逻辑为主的控制中关键点为影响控制状态的点,(如抢答器例中主持人是否宣布开始,答题是否到时等),在时间类逻辑为主的控制中(如交通灯),关键点为控制状态转换的时间。
④ 将关键点用梯形图表达出来。关键点总是用编程元件来表达的,在安排编程元件时需要合理。绘关键点的梯形图时,可以使用常见的基本环节,如定时器计时环节、振荡环节、分频环节等。
⑤ 在完成关键点梯形图的基础上,针对系统终的输出进行梯形图的编绘。使用关键点综合出终输出的控制要求。
⑥ 审查草图,补充遗漏的功能,正错误,进行后的完善。
顺序功能图,亦称功能流程图或状态转移图,是一种图形化的功能性说明语言,**于描述工业顺序控制程序,也是IEC61131-3的标准编程语言。使用它可以对具有并发、选择等复杂结构的系统进行编程,一些高档的PLC提供了用于SFC编程的指令,但一些低档的PLC并不支持SFC编程语言。顺序功能图示例如图1所示。
顺序功能图主要由“状态”和“转移”等基本元素组成。通过这些基本元素的不同组合,可以表达各种各样的复杂顺序控制逻辑,控制规律的表达简洁明了。
状态有时也称步,是系统一个相对稳定的阶段,在这阶段内系统的参量保持不变。系统的参量一旦发生变化,则认为系统转移到了一个新的状态。状态包括初始状态和工作状态,一个系统至少要有一个初始状态,初始状态用双线矩形框表示,工作状态用矩形框表示,工作状态一般都有相对应的动作。每个状态都有一个编号,通常用PLC内部的状态元件来保存状态。
当系统的参量发生变化到了一个新的状态,则认为系统状态发生了转移。转移由连接两个状态之间的有向线段和垂直于此线段的短横线段组成,短横线段表示发生转移的条件。
6ES72111BE400XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111AE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111HE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72121BE400XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121AE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121HE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72141BG400XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141AG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141HG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72151BG400XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151AG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151HG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
梯形图是PLC控制系统中使用得多的图形编程语言,被称为PLC的一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似,具有直观易懂的优点,很容易被工厂电气人员掌握,特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序,梯形图的设计称为编程。PLC梯形图设计规则(或规范)如下:
(1)触点应画在水平线上,不能画在垂直分支上。应根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的几种可能控制路径来画。
(2)不包含触点的分支应放在垂直方向,不可放在水平位置,以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。
(3)在有几个串联回路相并联时,应将触头多的那个串联回路放在梯形图的上面。在有几个并联回路相串联时,应将触点多的并联回路放在梯形图的左面。这种安排,所编制的程序简洁明了,语句较少。
(3)不能将触点画在线圈的右边,只能在触点的右边接线圈。
PLC输入/输出滞后时间
输入/输出滞后时间又称系统响应时间,是指可编程序控制器的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔,它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。
输入模块的CPU滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声,消除因外接输入触点动作是产生的抖动引起的不良影响,滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短,其典型值为10ms左右。
输出模块的滞后时间与模块的类型有关,继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右;双向可空硅型输出电路在负载接通时的滞后时间约为1ms,负载由导通到断开时的大滞后时间为10ms;晶体管型输出电路的滞后时间约为1ms。由扫描工作方式引起的滞后时间长可达到两个多扫描周期。可编程序控制器总的响应延迟时间一般只有几十ms,对于一般的系统是无关紧要的。要求输入—输出信号之间的滞后时间尽量短的系统,可以选用扫描速度快的可编程序控制器或采取其他措施。