(2)基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機作為可編程序控制器(PLC)運行用戶的程序,運行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機或其它任何商用機。WinAC提供兩種PLC,一種是軟件PLC,在用戶計算機上作為視窗任務(wù)運行。另一種是插槽PLC(在用戶計算機上安裝一個PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器*兼容,其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具(如STEP 7),編制的程序既可運行在WinAC上,也可運行在S7系列處理器上。
(3)人機界面軟件 人機界面軟件為用戶自動化項目提供人機界面(HMI)或SCADA系統(tǒng),支持大范圍的平臺。人機界面軟件有兩種,一種是應(yīng)用于機器級的ProTool,另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài),從操作員面板到標準PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài),如:OP3,OP7,OP17,TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標準PC和所有西門子HMI產(chǎn)品,ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件,其運行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個真正開放的,面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)軟件,可在任何標準PC上運行。WinCC操作簡單,系統(tǒng)可靠性高,與STEP 7功能集成,可直接進入PLC的硬件故障系統(tǒng),節(jié)省項目開發(fā)時間。它的設(shè)計適合于廣泛的應(yīng)用,可以連接到已存在的自動化環(huán)境中,有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力,其的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。 S7-200是西德西門子公司的產(chǎn)品之一,其注冊商標為SIMATIC。
1.西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場的SIMATIC S3,它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器;
2.1979年,S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代,該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器;
3.20世紀80年代初,S5系統(tǒng)進一步升級——U系列PLC,較常用機型:S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U
4.1994年4月,S7系列誕生,它具有更*化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢,其機型為:S7-200、300、400
5.1996年,在過程控制領(lǐng)域,西門子公司又提出PCS7(過程控制系統(tǒng)7)的概念,將其優(yōu)勢的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業(yè)現(xiàn)場總線)、COROS(監(jiān)控系統(tǒng))、SINEC(西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò))及控調(diào)技術(shù)溶為一體
6.現(xiàn)在,西門子公司又提出TIA(Totally Integrated Automation)概念,即全集成自動化系統(tǒng),將PLC技術(shù)溶于全部自動化領(lǐng)域。S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。
S7-200系列PLC主要有6種擴展單元,它本身沒有CPU,只能與基本單元相連接使用,用于擴展I/O點數(shù),S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表4-12所示。
表4-12 S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)
PLC在正式運行時,不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等,并將用戶程序送入PLC中,在調(diào)試過程中,進行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器,一般可分為簡易型和智能型。
簡易型編程器是袖珍型的,簡單實用,價格低廉,是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具,但顯示功能較差,只能用指令表方式輸入,使用不夠方便。智能型編程器采用計算機進行編程操作,將的編程軟件裝入計算機內(nèi),可直接采用梯形圖語言編程,實現(xiàn)在線監(jiān)測,非常直觀,且功能強大,S7-200系列PLC的編程軟件為STEP7-Micro/WIN。
4.程序存儲卡
為了保證程序及重要參數(shù)的安全,一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口,通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC,也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種,程序容量分別為8K和16K程序步。
5.寫入器
寫入器的功能是實現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送,是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中,或?qū)LC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。
6.文本顯示器
文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備,還可以作為控制單元對某個量的數(shù)值進行修改,或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認的方法,多可顯示80條信息,每條信息多4個變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示,并可以隨時修改。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵,每個都分配了一個存儲器位,這些功能鍵在啟動和測試系統(tǒng)時,可以進行參數(shù)設(shè)置和診斷。
下面以S7-200 CPU224為例說明S7系列PLC的主要技術(shù)性能。
1.一般性能
S7-200 CPU224的一般性能如表4-13所示。
表4-13 S7-200 CPU224一般性能
電源電壓 | DC 24V,AC 100~230V |
電源電壓波動 | DC 20.4-28.8V,AC 84-264V(47-63Hz) |
環(huán)境溫度、濕度 | 水平安裝0~550C,垂直安裝0~450C,5~95% |
大氣壓 | 860~1080hPa |
保護等級 | IP20到IEC529 |
輸出給傳感器的電壓 | DC 24V (20.4-28.8V) |
輸出給傳感器的電流 | 280mA,電子式短路保護(600mA) |
為擴展模塊提供的輸出電流 | 660mA |
程序存儲器 | 8K字節(jié)/典型值為2.6K條指令 |
數(shù)據(jù)存儲器 | 2.5K字 |
存儲器子模塊 | 1個可插入的存儲器子模塊 |
數(shù)據(jù)后備 | 整個BD1在EEPROM中無需維護 在RAM中當前的DB1標志位、定時器、計數(shù)器等通過高能電容或電池維持,后備時間190h(400C時120h),插入電池后備200天 |
編程語言 | LAD,FBD,STL |
程序結(jié)構(gòu) | 一個主程序塊(可以包括子程序) |
程序執(zhí)行 | 自由循環(huán)。中斷控制,定時控制(1~255ms) |
子程序級 | 8級 |
用戶程序保護 | 3級口令保護 |
指令集 | 邏輯運算、應(yīng)用功能 |
位操作執(zhí)行時間 | 0.37μs |
掃描時間監(jiān)控 | 300ms(可重啟動) |
內(nèi)部標志位 | 256,可保持:EEPROM中0~112 |
計數(shù)器 | 0~256,可保持:256,6個高速計數(shù)器 |
定時器 | 可保持:256, 4個定時器,1ms~30s 16個定時器,10ms~5min 236個定時器,100ms~54min |
接口 | 一個RS485通信接口 |
可連接的編程器/PC | PG740P = 2 * ROMAN II,PG760P = 2 * ROMAN II,PC(AT) |
本機I/O | 數(shù)字量輸入:14,其中4個可用作硬件中斷,14個用于高速功能 數(shù)字量輸出:10,其中2個可用作本機功能, 模擬電位器:2個 |
可連接的I/O | 數(shù)字量輸入/輸出:多94/74 模擬量輸入/輸出:多28/7(或14) AS接口輸入/輸出:496 |
多可接擴展模塊 | 7個 |
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