S基礎(chǔ)知識學習

1、S7-200在天然氣壓縮機上的應(yīng)用在天然氣壓縮機上的應(yīng)用成都天然氣壓縮機廠成都天然氣壓縮機廠主講：游長俊主講：游長俊lPLC涉及自動控制的方方面面，更多的相關(guān)知識需要我們在不斷的應(yīng)用中積累經(jīng)驗，這里僅僅介紹了PLC一些膚淺的知識。l上網(wǎng)分享別人的成功經(jīng)驗是一件很有借鑒意義的事情，中國工控網(wǎng)（）和西門子客戶服務(wù)網(wǎng)站（ 第一章 S7-200簡介可編程序控制器（PLC）的出現(xiàn)19691969年，美國數(shù)字設(shè)備公司年，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)(DEC)制成了第一臺制成了第一臺PLCPLC，并在，并在通用公司的汽車生產(chǎn)線上替代了繼電器控制系統(tǒng)，從此開通用公司的汽車生產(chǎn)線上替代了繼電器控制系統(tǒng)，從此開創(chuàng)了

2、創(chuàng)了PLCPLC的新時代。的新時代。PLC是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用一類可編程序的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字量或模擬量輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其外部設(shè)備都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則來設(shè)計的。PLC的定義SIEMENSSIMATICS7-200CPU 214SFRUNSTOPI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5Q1.0Q1.1Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.

3、4Q0.5Q0.6Q0.7 艾默生艾默生EC20PLC 西門子西門子S7-200PLC 歐姆龍歐姆龍CPM1A PLC 三菱三菱 FX2N PLC l CPU224,CPU226l 6ES7 216 2BD23-0AX0 :控制電源AC110240V,自帶16入24出，繼電器輸出，最大可擴展7個模塊或256個IO點；帶兩個485通訊口（默認PPI協(xié)議,可通過編程修改為MODBUS協(xié)議）。l 6ES7 216 2AD23-0AX0:控制電源DC24V,自帶16入24出，晶體管輸出，最大可擴展7個模塊或256個IO點；帶兩個485通訊口（默認PPI協(xié)議,可通過編程修改為MODBUS協(xié)議）。S7-2

4、00常用CPUl I/O模塊，EM231模擬量模塊l I/O模塊主要用來擴展開關(guān)量用；l 6ES7 231-0HC22-0XA8：4路模擬量輸入，接受020mA信號S7-200常用模塊CPU224XP-S7-200家族可插拔接線端可插拔接線端子子(224,226)(224,226)通訊口通訊口24V 24V 傳感器傳感器 電源輸出電源輸出PanelPanel安裝固安裝固定孔定孔安裝于標準安裝于標準DINDIN導軌導軌上上 的夾子的夾子 可選卡可選卡插槽插槽 內(nèi)部內(nèi)部: :- - 電源電源- - 超級電容超級電容- - 時鐘時鐘(224(XP),226)(224(XP),226)I/O I/O

5、點點狀態(tài)狀態(tài) LEDLED可插拔模擬量終可插拔模擬量終端端CPU CPU 狀態(tài)狀態(tài) LEDLEDPLCPLC控制實例分析控制實例分析-PLC-PLC簡介簡介梯形圖梯形圖是一種與繼電器控制圖相類似的圖形化PLC編程語言，沿用繼電器的觸點、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號。同時也增加了一些繼電器控制系統(tǒng)中沒有的特殊符號，以便擴充PLC的控制功能。補充：補充：1）梯形圖中的觸點和線圈并不存在，它只是為了編程而設(shè)計出來）梯形圖中的觸點和線圈并不存在，它只是為了編程而設(shè)計出來的概念，沿用了繼電器的叫法，這些的概念，沿用了繼電器的叫法，這些“元件元件”僅是僅是PLC存儲器中的一些存儲器中的一些“位位”單元而已

6、。單元而已。 2）梯形圖的執(zhí)行是從左到右，從上到下。）梯形圖的執(zhí)行是從左到右，從上到下。PLCPLC控制實例分析控制實例分析- -梯形圖簡介梯形圖簡介PLC控制實例分析觀察不同點：觀察不同點：邏輯的改變通過修改軟件實現(xiàn)邏輯的改變通過修改軟件實現(xiàn)按鈕行程開關(guān)繼電器觸點接觸器電磁閥指示燈輸輸入入單單元元輸輸出出單單元元電源部分電源部分存儲器存儲器EEPROMEEPROM（用戶程序）（用戶程序）SRAMSRAM（運行用戶程序）（運行用戶程序）I/OI/O擴擴展展接接口口通通訊訊口口I/O擴擴展展模模塊塊外外部部設(shè)設(shè)備備HMIHMIPCPCLCDLCD。運算器運算器控制器控制器微處理器微處理器CPUC

7、PU作用：作用：1）CPU是是PLC的核的核心，用于存儲系統(tǒng)程序心，用于存儲系統(tǒng)程序,控控制執(zhí)行用戶編制的程序，根制執(zhí)行用戶編制的程序，根據(jù)現(xiàn)場據(jù)現(xiàn)場I/O狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)的控制命令，完成預(yù)定的控的控制命令，完成預(yù)定的控制任務(wù)；制任務(wù)； 2）辯識用戶的程序）辯識用戶的程序語法錯誤，系統(tǒng)的診斷；語法錯誤，系統(tǒng)的診斷；作用：為作用：為CPU和擴展模塊提供和擴展模塊提供工作電源工作電源作用作用 ：是現(xiàn)場過程狀態(tài)：是現(xiàn)場過程狀態(tài)與參數(shù)輸入到與參數(shù)輸入到PLC，及，及PLC實現(xiàn)控制信號輸出實現(xiàn)控制信號輸出的通道，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的通道，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，電氣隔離，串，電氣隔離，串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換，A/

8、D，D/A轉(zhuǎn)換等功能轉(zhuǎn)換等功能作用：增加系作用：增加系統(tǒng)統(tǒng)I/O點數(shù)，以點數(shù)，以滿足系統(tǒng)擴展?jié)M足系統(tǒng)擴展的需要的需要作用：實現(xiàn)作用：實現(xiàn)PLC與與PLC之間，或之間，或其他具有標準通其他具有標準通信接口的設(shè)備（信接口的設(shè)備（如計算機，如計算機，HMI，儀表，變頻器，儀表，變頻器等）等）作用：作用： 用于存儲和執(zhí)行用用于存儲和執(zhí)行用戶程序；戶程序；現(xiàn)場全部輸入信號都被存放在用戶存儲器的某一指定的區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域被稱為現(xiàn)場全部輸入信號都被存放在用戶存儲器的某一指定的區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域被稱為“輸入映像區(qū)輸入映像區(qū)”；程序產(chǎn)生的輸出信息先被存放在程序產(chǎn)生的輸出信息先被存放在SRAM中的某些區(qū)域，稱為中的

9、某些區(qū)域，稱為“輸出映像區(qū)輸出映像區(qū)”；按鈕按鈕2接觸器接觸器按鈕按鈕1輸輸 入入 電電 路路輸輸入入映映象象寄寄存存器器輸輸出出映映象象寄寄存存器器輸輸 出出 電電 路路（ ）程序執(zhí)行X0 X1 Y0Y0PLCPLC主模塊是按照典型主模塊是按照典型PLCPLC的的“掃描周期掃描周期”模型運行工作的，即按四個不同性質(zhì)的工模型運行工作的，即按四個不同性質(zhì)的工作周期，周而復始地運行：作周期，周而復始地運行：內(nèi)務(wù)處理內(nèi)務(wù)處理通訊任務(wù)處理通訊任務(wù)處理I/OI/O刷新刷新用戶程序運行用戶程序運行；每；每一輪運行完成的工作，被稱為一個掃描周期一輪運行完成的工作，被稱為一個掃描周期 。系統(tǒng)自檢；系統(tǒng)自檢；異

10、常報警處理；異常報警處理；復位監(jiān)控定時器；復位監(jiān)控定時器；其他內(nèi)部處理；其他內(nèi)部處理；1234CPU逐條解釋和執(zhí)行逐條解釋和執(zhí)行用戶的程序指令，出用戶的程序指令，出現(xiàn)的邏輯狀態(tài)變化都現(xiàn)的邏輯狀態(tài)變化都從輸入映像區(qū)讀入和從輸入映像區(qū)讀入和寫入輸出映像區(qū)；寫入輸出映像區(qū)；把輸入端信號狀態(tài)把輸入端信號狀態(tài)讀入輸入映像區(qū)；讀入輸入映像區(qū)；把輸出映像區(qū)的狀把輸出映像區(qū)的狀態(tài)傳送到輸出端；態(tài)傳送到輸出端；與計算機或通信設(shè)與計算機或通信設(shè)備通信；備通信；根據(jù)配置的通信模根據(jù)配置的通信模塊決定是否與其他塊決定是否與其他智能設(shè)備通信；智能設(shè)備通信；PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 照明控制照明控制空調(diào)空調(diào)/ /

11、通風工業(yè)通風工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)控制監(jiān)視系統(tǒng)控制 制造工業(yè)制造工業(yè)科技農(nóng)業(yè)科技農(nóng)業(yè)物流設(shè)備物流設(shè)備PLC的應(yīng)用領(lǐng)域交通運輸交通運輸?shù)V山機械礦山機械游樂場所游樂場所污水處理污水處理食品輕工食品輕工目前PLC主要生產(chǎn)廠商 3個流派： （占據(jù)中國PLC市場90%以上份額） 美國：GE、ROCKWELL為代表廠商 日本：1971年從美國引進并自主開發(fā)，三菱、OMRON為代表廠商、富士 松下 歐洲：1973年開始發(fā)展，西門子、施耐德為代表廠商還有臺灣：永宏，臺達，盟立第二章第二章 PLC在壓縮機行業(yè)的應(yīng)在壓縮機行業(yè)的應(yīng)用用CNG壓縮機壓縮機 PLC控制柜控制柜摩托式摩托式電動式電動式儀表儀表式式控制柜控制柜PL

12、C控制柜控制柜第三章第三章 PLC控制柜主要配置及原理控制柜主要配置及原理周邊配置1.系統(tǒng)由PLC作為主控制器。2.現(xiàn)場各種模擬量信號（壓力、溫度信號）由變送器（安置于現(xiàn)場）轉(zhuǎn)換為4-20mA的電流信號，經(jīng)隔離安全柵隔離后進入PLC的A/D采集模塊，最后送入CPU處理。3.CPU對實時信號和設(shè)定信號比較，并作相應(yīng)報警停車處理。同時監(jiān)控并處理整個控制流程。4.觸摸屏用于參數(shù)設(shè)置、實時信號顯示以及故障報警顯示。 第四章第四章 應(yīng)用實例應(yīng)用實例系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 本控制系統(tǒng)專為隔爆防爆天然氣壓縮機自動化控制設(shè)計。 該電控系統(tǒng)由西門子S7-200 PLC作為主控制器?，F(xiàn)場各種模擬量信號（壓力、溫度信號）

13、由變送器或熱電偶（安置于現(xiàn)場）轉(zhuǎn)換，隔離后經(jīng)PLC的A/D采集模塊，送入CPU處理。CPU對實時信號和設(shè)定信號比較，并作相應(yīng)報警處理。同時監(jiān)控并處理整個控制流程。 另外，由上位機遠程監(jiān)控兩臺壓縮機，能實現(xiàn)各種信號的在線檢測、修改、調(diào)用以及打印數(shù)據(jù)報表。 同時選用觸摸屏，實現(xiàn)每臺壓縮機各種參數(shù)（壓力、溫度、轉(zhuǎn)速以及油流）的在線檢測；各種報警點修改和報警信息提示。 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成l 上位機（計算機）一臺（包括鼠標，鍵盤和顯示器），打印機一臺。l 西門子PLC兩臺。l 兩臺觸摸屏，分別對兩臺壓縮機各種參數(shù)的在線設(shè)置、監(jiān)控。l 模擬量擴展模塊:對各種壓力信號、溫度信號的（包括水壓、油壓、進氣壓力、一

14、排壓力、二排壓力、三排壓力、四排壓力等）和溫度信號（包括進氣溫度、排氣溫度、潤滑油溫、水溫等）的采集。l 安全柵: 對現(xiàn)場各模擬信號做到隔離保護。系統(tǒng)說明系統(tǒng)說明通訊協(xié)議通訊協(xié)議l 采用PPIPPI通訊協(xié)議， PPIPPI是一個主從設(shè)備協(xié)議：主設(shè)備（上位機或觸摸屏）向從屬設(shè)備（PLC）發(fā)出請求，從屬設(shè)備作出應(yīng)答。l 從屬設(shè)備不主動發(fā)出訊息，而是等候主設(shè)備向其發(fā)出請求或查詢，要求應(yīng)答。l 支持多種通訊協(xié)議（例如：MPI，PROFIBUS，MODBUS）系統(tǒng)原理講解系統(tǒng)原理講解系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理l 參見原理圖觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸

15、摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面觸摸屏畫面第五章 常見故障解答壓力、溫度（壓力、溫度（4-20mA）顯示為負？）顯示為負？1.沒有接變送器或者正負極接反2.DC24V電源沒有接通3.安全柵損壞4.壓力變送器損壞，導致將24V引入地5.檢查所有模擬量檢測模塊之間的數(shù)據(jù)排線是否連接正常6.模擬量檢測模塊損壞壓力、溫度（壓力、溫度（4-20mA）顯示為零？）顯示為零？1.檢查量程是否設(shè)置正確2.PLC無電池導致數(shù)據(jù)丟失壓力、溫度（壓力、溫度（4-20mA）顯示值為實際值的一半？）顯示值為實際值的一半？1.模擬量檢測模塊撥碼開關(guān)設(shè)置錯誤，應(yīng)該1與2腳為ON，其它腳為OFF壓力、溫度（壓力、溫度（4-20m

16、A）所有顯示值為最大值？）所有顯示值為最大值？1.外部DC24V電源與地短路 2.模擬量模塊全部損壞有報警停機但無報警信息？有報警停機但無報警信息？1.由于壓力或溫度檢測電參數(shù)波動造成，檢查檢測點或變送器接線是否穩(wěn)當。 觸摸屏上所有顯示為觸摸屏上所有顯示為“#”或或“？” 或無顯示？或無顯示？1.通訊異常引起，請檢查PLC與觸摸屏通訊線；2.PLC通訊口燒毀3.觸摸屏通訊口燒毀地線帶電有何后果地線帶電有何后果？用萬用表直流檔測量PE與M端電壓，若超過0.5V可能導致以下結(jié)果：1、各模擬量檢測不準，有時亂跳2、燒毀通訊口如何避免共?；蛟肼暩蓴_如何避免共模或噪聲干擾？ 為避免共模電壓，須將為避免共模電壓，須將M端與所有信號負端連接端與所有信號負端連接, 未連接傳感器的未連接傳感器的通道要短接；通道要短接