SIEMENS|西門子CPU214

時間：2019-01-22作者：湖南暢富科技有限公司瀏覽：30

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可對SIEMENS變頻器、直流調(diào)速器、PLC、人機(jī)界面和數(shù)控系統(tǒng)在國內(nèi)進(jìn)行銷售.


一、 實驗?zāi)康?/span>
熟練使用各基本指令，根據(jù)控制要求，掌握PLC的編程方法和程序調(diào)試方法，使學(xué)生了解用PLC解決一個實際問題的全過程。
二、控制要求
    信號燈受一個啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當(dāng)啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。
    南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。
東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持20秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。周而復(fù)始
? SIWAREX CS 是一種多功能稱重模塊，可用于所有簡單的稱量和測力任務(wù)。這種 緊湊的模塊可輕易安裝在所有 SIMATIC 自動化系統(tǒng)中。在 SIMATIC 中能夠直接 讀取數(shù)據(jù)。訂貨號：7MH4 910-0AA01 ? SIWAREX CF 是一種連接應(yīng)變傳感器的變送器，以用于測量壓力和扭矩。這種緊 湊的模塊可輕易安裝在所有 SIMATIC 自動化系統(tǒng)中。然后，可通過 SIMATIC 對 當(dāng)前的測量值進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)存取。訂貨號：7MH4 920-0AA01


程序和注釋注:郵件分揀機(jī)實驗板的輸入端子為一特殊設(shè)計的端子，其原畫圖如圖2所示，它的功能是:當(dāng)輸出端MS為ON時，S1自動產(chǎn)生脈沖信號模擬測量電動機(jī)轉(zhuǎn)速光碼盤信號。
SIMATIC ET 200MP 是 ET 200 分布式 I/O 產(chǎn)品家族的新成員，具有 IP20 防護(hù)等級。采用和 S7-1500 相同的 I/O 模塊，具有很好的通用性，35mm 模塊和 25mm 模塊可以任意混合使用。
二、實驗內(nèi)容
 目前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個工業(yè)部門。隨著其性能價格比的不斷提高，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個方面：
1. 邏輯控制
   可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用觸點和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備，也可以用于自動生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域較為普及，包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。
2. 運(yùn)動控制 
     可編程序控制器使用**的運(yùn)動控制模塊，或靈活運(yùn)用指令，使運(yùn)動控制與順序控制功能**地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動機(jī)起動器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合，運(yùn)動控制功能較為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場合。
3. 過程控制
   可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量，通過模擬量I/0模塊，實現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換，并對被控模擬量實行閉環(huán)PID（比例-積分-微分）控制?，F(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有PID閉環(huán)控制功能，此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 
4. 數(shù)據(jù)處理
    可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
5. 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制
    可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/0之間的通信、多臺可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備(如計算機(jī)、變頻器)之間的通信。可編程序控制器與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。
當(dāng)然，并非所有的可編程序控制器都具有上述功能，用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器，這樣既能完成控制任務(wù)，又可節(jié)省資金。
①控制要求:啟動后綠燈L2亮表示可以進(jìn)郵件，S2為ON表示檢測到了郵件，撥碼器(I0.0-I0.3)模擬郵件的郵碼，從撥碼器讀到郵碼的正常值為1, 2, 3, 4, 5,?若非此5個數(shù)，則紅燈L1閃爍，表示出錯，電動機(jī)MS停止。重新啟動后，能重新運(yùn)行，若此5個數(shù)中的任一個，則紅燈L1亮，表示系統(tǒng)正在分揀。電動機(jī)M5運(yùn)行，將郵件分揀至箱內(nèi)完成L1滅，L2亮，表示可繼續(xù)分揀郵件。
②IO口分配
上圖下框中的V1、V2、V3、M分別接主機(jī)的輸出點Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；起、停按鈕SB1、SB2分別接主機(jī)的輸入點I0.0、I0.1；液面?zhèn)鞲衅鱏L1、SL2、SL3分別接主機(jī)的輸入點I0.2、I0.3、I0.4。上圖中，液面?zhèn)鞲衅骼免o子開關(guān)來模擬，啟動、停止用動合按鈕來實現(xiàn)，液體A閥門、液體B閥門、混合液閥門的打開與關(guān)閉以及攪動電機(jī)的運(yùn)行與停轉(zhuǎn)用發(fā)光二極管的點亮與熄滅來模擬。
三、控制要求
    由實驗面板圖可知：本裝置為兩種液體混合裝置，SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體A、B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪動電機(jī)，控制要求如下：
    初始狀態(tài):裝置投入運(yùn)行時，液體A、B閥門關(guān)閉，混合液閥門打開20秒將容器放空后關(guān)閉。
    啟動操作:按下啟動按鈕SB1，裝置就開始按下列約定的規(guī)律操作：
    液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL2時，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達(dá)SL1時，關(guān)閉液體B閥門，攪動電機(jī)開始攪動。攪動電機(jī)工作6秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當(dāng)液面下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。
停止操作:按下停止按鈕SB2后，在當(dāng)前的混合液操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀態(tài)上）。
四、編制梯形圖并寫出程序
③編輯調(diào)試并運(yùn)行程序
三、編程練習(xí)
五、程序設(shè)計及工作過程分析
    啟動操作：按下啟動按鈕SB1，I0.0的動合觸點閉合，M10.0產(chǎn)生啟動脈沖，M10.0的動合觸點閉合，使Q0.0保持接通，液體A電磁閥YV1打開，液體A流入容器。當(dāng)液面上升到SL3時，雖然I0.4動合觸點接通，但沒有引起輸出動作。當(dāng)液面上升到SL2位置時，SL2接通，I0.3的動合觸點接通，M10.3產(chǎn)生脈沖，M10.3的動合觸點接通一個掃描周期，復(fù)位指令R  Q0.0使Q0.0線圈斷開，YV1電磁閥關(guān)閉，液體A停止流入；與此同時，M10.3的動合觸點接通一個掃描周期，保持操作指令S  Q0.1使Q0.1線圈接通，液體B電磁閥YV2打開，液體B流入。
當(dāng)液面上升到SL1時，SL1接通，M10.2產(chǎn)生脈沖，M10.2動合觸點閉合，使Q0.1線圈斷開，YV2關(guān)閉，液體B停止注入，M10.2動合觸點閉合，Q0.3線圈接通，攪勻電機(jī)工作，開始攪動。攪動電機(jī)工作時，Q0.3的動合觸點閉合，啟動定時器T37，過了6秒，T37動合觸點閉合，Q0.3線圈斷開，電機(jī)停止攪動。當(dāng)攪勻電機(jī)由接通變?yōu)閿嚅_時，使M11.2產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，M11.2的動合觸點閉合，Q0.2線圈接通，混合液電磁閥YV3打開，開始放混合液。
液面下降到SL3，液面?zhèn)鞲衅鱏L3由接通變?yōu)閿嚅_，使M11.0動合觸點接通一個掃描周期，M20.1線圈接通，T1開始工作，2秒后混合液流完，T1動合觸點閉合，Q0.2線圈斷開，電磁閥YV3關(guān)閉。同時T1的動合觸點閉合，Q0.0線圈接通，YV1打開，液體A流入，開始下一循環(huán)。
停止操作：按下停止按鈕SB2，I0.1的動合觸點接通，M10.1產(chǎn)生停止脈沖，使M20.0線圈復(fù)位斷開，M20.0動合觸點斷開，在當(dāng)前的混合操作處理完畢后，使Q0.0不能再接通，即停止操作。
根據(jù)下述兩種控制要求，編制多個郵件分揀控制程序，調(diào)試并運(yùn)行程序。
①開機(jī)綠燈亮，電動機(jī)M5運(yùn)行，當(dāng)檢測到郵件的郵碼不是(1, 2,? 3, 4,? 5)任何一個時，則紅燈L1閃爍，M5停止，重新啟動。
 1.概述


隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機(jī)設(shè)備上，它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，設(shè)計人員只有預(yù)先了解各種干擾才能有效保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。


2.電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾是什么？


影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。


干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩較間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。


3.PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些呢？


(1)來自空間的輻射干擾


空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布較為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。


(2)來自系統(tǒng)外引線的干擾


主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。


(3)來自電源的干擾


實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能較高的PLC電源，問題才得到解決。


PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，**隔離是不可能的。


(4)來自信號線引入的干擾


與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽略；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。







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