在 SIMATIC ET 200 系列中,ET 200M 是用于通过 SIMATIC PCS 7 实现的过程控制应用的主要分布式 I/O 系统之一。
ET200M I/O 系统配有各种 S7‑300 设计形式的 I/O 模块,包括带特殊 I&C 功能的模块:
标准模拟量和数字量模块
冗余 I/O 模块
具有增强诊断功能的 I/O 模块
Ex I/O 模块
控制器和计数器模块
HART 模块
用于安全型应用的 F 模块
当使用有源总线模块时,可以在装置运行过程 (RUN) 中换有故障的 I/O 模块,而不会影响到相邻的模块(热插拔功能)。
RUN 模式中的自动化系统可以进行以下操作:
向一个站中添加新模块
重新组态模块
添加 ET 200M 站
使用 SIMATIC PDM 对连接的 HART 现场设备进行组态
注:
除所选模块之外,还可以使用当前 S7‑300 信号模块系列中的所有其它 I/O 模块,不过在功能上会有些限制。
一个 ET200M 远程 I/O 站包括:
1 个或 2 个(冗余)电源模板(在使用一个针对工厂的* 24V DC 电源的情况下可以省略)
多 2 个接口模块:
1 或 2 个(冗余)高性能型 IM 153-2 接口模块,用于通过 PROFIBUS DP 进行连接;或者,
1 个高性能 IM 153-4 PN 接口模块,用于通过 PROFINET 进行连接
多 12 个 I/O 模块,用于连接传感器/执行器
所有 I/O 模块都与背板总线实现光电隔离。多 12 个 I/O 模块可连接到一个 IM 153-2 高性能型接口模块或一个 IM 153-4 PN 高性能型接口模块。IM 153-2 高性能接口模块也可以进行冗余组态。
除标准 SIMATIC S7 I/O 模板外,具诊断功能的特殊 I/O 模板还提供了以下功能:
基于通道的诊断,如开路、短路和限
内部模块监视,如组态错误、RAM 错误、熔断器断开
传感器的抖动监视
脉冲展宽
*单元出现故障时,输出一个可编程的替代值
发生故障时,具有诊断功能的模块自动将相应消息发送到操作员站,从而可快速、简便地进行故障排查。
ET 200M 站既可在标准环境中运行,也可在 Ex zone 2 中运行。当使用适当防爆型输入/输出模块时,执行执行器/传感器可安装在危险 1/21 区中。在有适当许可的情况下(例如有消防证书),可对 Ex zone 2 内的 I/O 模板进行热插拔。
有关 ET 200M 和 S7‑300 I/O 模块的详细技术数据,请参见:
样本 ST 70,“I/O 系统”一章;或
工业产品网上商城/样本 Mall/CA 01 中“自动化技术 – 自动化系统 – SIMATIC 工业自动化系统 – IO 系统 – 用于控制柜的 SIMATIC ET 200 系统 – SIMATIC ET 200M”下面的内容
对于苛刻环境条件、腐蚀性环境或端温度范围内的应用来说,设备或系统的“标准”性能往往是不够的。根据使用场所的不同,可能会造成设备功能受到限制或无法安全运行,甚至整个工厂全面出现故障。
SIPLUS extreme 系列提供了经过专门改进的标准产品,即使在非常苛刻的使用条件下,也能保证工厂或过程正常运行。其中包括:
环境温度范围: -25 °C 至 +60/+70 °C
冷凝、高湿度
高机械应力
由介质带来的端负载,如有毒气体
电压偏离标准范围
防护等级提高(防尘、防水)
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 |
PLC系统设计的主要任务包括分析工艺流程,明确控制要求、确定控制方案、选择机型和输入输出设备选择及输入输出点分配,施工设计、总装调试等。
(一)分析工艺流程,明确控制要求,确定控制方案
首先要详细分析实际生产的工艺流程,工作特点及控制系统的控制任务、控制过程、控制特点,控制功能,明确输入,输出量的性质,充分了解被控对象的控制要求。
在分析被控对象的基础上,根据PLC的特点,与继电器控制系统和计算机控制系统进行控制方案的分析与比较,如果被控系统的应用环境较差,而安全性,可靠性要求较高,输入输出多为开关量,而用常规的继电器接触器实现,系统较复杂或难以实现,工艺流程经常改变,那么,用可编程序控制器进行控制将是合适的。
(二)选择机型
随着PLC的推广普及,PLC产品的种类和型号越来越多,功能日趋完善。从美国,日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统,编程方法、价格等各有不同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选择PLC产品,对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说,各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的,机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要,而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择,容量选择,输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。
(三)输入输出设备选择及输入输出点分配
在PLC控制系统中,通常用作输入器件的强电元件是控制按钮,行程开关、继电器等的触点。PLC的执行元件通常有接触器、电动机、电磁阀,信号灯等。要根据控制系统的需要进行选择。
(四)施工设计
与一般电气施工设计相同, PLC控制系统的施工设计需完成下列工作:画出完整的电路图;注明电气元件清单;画出电气柜内电器位置图和电器安装接线互连图。
(五)总装调试
1、程序调试
将设计好的程序用编程器输入到PLC中,进行编辑和检查,发现问题,立即修改和调整程序。
2、现场调试
现场安装完毕后,可对硬件和软件进行联调,实现对某些参数的现场确定和调整。
3、安全检查
后对系统的所有安全措施作彻底检查,准确无误后即可投入试运行,待一切正常后,将程序固化在有长久记忆功能的只读存储器EPROM中长期保存。
随着PLC的推广普及,PLC产品的种类和型号越来越多,功能日趋完善。从美国,日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统,编程方法、价格等各有不同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选择PLC产品,对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说,各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的,机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要,而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择,容量选择,输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。
1、可编程控制器控制系统I/O点数估算
I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数,选择相应规模的可编程控制器并留有10%~15%的I/O裕量。估算出被控对象上I/O点数后,就可选择点数相当的可编程控制器。如果是为了单机自动化或机电一体化产品,可选用小型机,如果控制系统较大,输入输出点数较多,被控制设备分散,就可选用大、中型可编程控制器。
2、内存估计
用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响:内存利用率;开关量输入输出点数;模拟量输入输出点数;用户的编程水平。
(1)内存利用率 用户编的程序通过编程器键入主机内,后是以机器语言的形式存放在内存中,同样的程序,不同厂家的产品,在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同,我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用户带来好处。同样的程序可以减少内存量,从而降低内存投资。另外同样程序可缩短扫描周期时间,从而提高系统的响应。
(2)开关量输入输出的点数 可编程控制器开关量输入输出总点数是计算所需内存储器容量的重要根据。一般系统中,开关量输入和开关量输出的比为6:4。这方面的经验公式是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。
所需内存字数=开关量(输入+输出)总点数*10
(3)模拟量输入输出总点数 具有模拟量控制的系统就要用到数字传送和运算的功能指令,这些功能指令内存利用率较低,因此所占内存数要增加。
在只有模拟量输入的系统中,一般要对模拟量进行读入、数字滤波、传送和比较运算。在模拟量输入输出同时存在的情况下,就要进行较复杂的运算,一般是闭环控制,内存要比只有模拟量输入的情况需要量大。在模拟量处理中。常常把模拟量读入、滤波及模拟量输出编成子程序使用,这使所占内存大大减少,特别是在模拟量路数比较多时。每一路模拟量所需的内存数会明显减少。下面给出一般情况下的经验公式:
只有模拟量输入时:
内存字数=模拟量点数*l00
模拟量输入输出同时存在时:
内存字数=模拟量点数*200
这些经验公式的算法是在10点模拟量左右,当点数小于10时,内存字数要适当加大,点数多时,可适当减小。