西门子S7-1500PLC 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU,适用于具有较高程序范围和联网要求的苛刻应用。具有*处理速度,适用于二进制和浮点运算。用于系列机器、机器以及工厂中的跨领域自动化任务,在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用。
产品简介
详细介绍
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式中:I为传感器的漏电流(mA),UOFF为PLC输入电压低电平的上限值(V),RC为PLC的输入阻抗(KΩ),RC的值依据输入点不同有差异。
4、与多位拨码开关连接
假如PLC操控系统中的某些数据需求常常修正,可运用多位拨码开关与PLC连接,在PLC外部进行数据设定。如下图所示为一位拨码开关的示意图,一位拨码开关能输入一位十进制数的0~9,或一位十六进制数的0~F。
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如下图所示4位拨码开关拼装在一起,把各位拨码开关的COM端连在一起,接在PLC输入侧的COM端子上。每位拨码开关的4条数据线按必定次序接在PLC的4个输入点上。由图可见,运用拨码开关要占用许多PLC 输入点,所以不是十分必要的场合,一般不要选用这种办法。
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PLC与输出元件的连接
PLC开关量输出的有:
继电器输出:输出交直流都能够,电压规模宽,电流大,动作频率低,一般1Hz左右。
晶体管输出:只能输出直流,一般是30V以下,电流小,动作频率高,最高可达200KHz或更高。
晶闸管输出:只能输出交流,一般是60-450V,电流大,动作频率高,价格贵。
模拟量输出的有:
电压输出,一般是-10V到+10V电压输出。
电流输出,一般是0-20mA、4-20mA电流输出。
PLC与输出设备连接时,不同组(不同公共端)的输出点,其对应输出设备(负载)的电压类型、等级能够不同,但同组(相同公共端)的输出点,其电压类型和等级应该相同。
要依据输出设备电压的类型和等级来决议是否分组连接。如下图所示以FX2N为例阐明PLC与输出设备的连接办法。图中接法是输出设备具有相同电源的状况,所以各组的公共端连在一起,否则要分组连接。图中只画出Y0-Y7输出点与输出设备的连接,其它输出点的连接办法相似。
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1、与感性负载元件连接
PLC的输出端常常连接的是感性输出设备(感性负载),为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件形成损坏。因而当PLC与感性输出设备连接时,假如是直流感性负载,应在其两头并联续流二极管;假如是交流感性负载,应在其两头并联阻容吸收电路。如下图所示。
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图中,续流二极管可选用额外电流为1A、额外电压大于电源电压的3倍;电阻值可取50~120Ω,电容值可取0.1~0.47μF,电容的额外电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。
2、与七段LED显现器连接
PLC可直接用开关量输出与七段LED显现器的连接,但假如PLC操控的是多位LED七段显现器,所需的输出点是许多的。
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如上图所示电路中,选用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显现器,两只CD4513的数据输入端A~D共用PLC的4个输出瑞,其间A为最低位,D为最高位。LE是锁存使能输入端,在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的寄存器中,并将该数译码后显现出来。假如输入的不是十进制数,显现器平息。
LE为高电平时,显现的数不受数据输入信号的影响。明显,N个显现器占用的输出点数为P=4+N。假如PLC运用继电器输出模块,应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻,以防止在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状况变化时,其触点可能颤动,因而应先送数据输出信号,待该信号稳定后,再用LE信号的上升沿将数据锁存进CD4513。
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PLC的分类
PLC可以依照多种办法进行分类,但一般状况下,可以依照以下两种办法进行区分:
1、按I/O点数分类
PLC所能接收的输入信号和输出信号数量别离称为PLC的输入点数和输出点数。其输入、输出点数的数目之和称为PLC的输入/输出点数,简称I/O点数。I/O点数是挑选PLC的重要依据之一。
一般来说,PLC操控体系处理的I/O点数较多时,则操控联系比较复杂,用户要求的程序存储器容量也较大,要求PLC指令及其他功用比较多。按PLC输入、输出点数的多少可将PLC分为以下3类。
1.1 小型PLC
小型PLC输入、输出总点数一般在256点以下,用户程序存储器容量在16K字节左右。小型PLC的功用一般以开关量操控为主,合适单机操控和小型操控体系。
1.2 中型PLC
中型PLC的输入、输出总点数在256~1K点之间,用户程序存储器容量到达8M字节左右。中型机适用于组成多机体系和大型操控体系。
1.3 大型PLC
大型PLC的输入、输出总点数在1K以上,用户程序存储器容量到达64M字节以上。大型机适用于组成分布式操控体系和整个工厂的集散操控网络。
上述区分没有一个十分严格的边界,随着PLC技术的飞速发展,一些中小型PLC也具备中型或大型PLC的功用,这也是PLC的发展趋势。
2、按结构形式分类
依照PLC 的结构特色可分为全体式、模块式两大类。
2.1 全体式结构
把PLC的CPU、存储器、输入/输出单元、电源等集成在一个基本单元中,其结构紧凑,体积小,本钱低,设备便利。基本单元上设有扩展端口,通过电缆与扩展单元相连,可配接特殊功用模块。微型和小型PLC一般为全体式结构。
2.2 模块式结构
模块式结构的PLC由一些模块单元构成,这些规范模块包含CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种特殊功用模块等。运用时将这些模块插在规范机架内即可。各模块功用是独立的,外形尺寸是*的。模块式PLC的硬件组态便利灵活,设备和修理便利,易于扩展。
现在,中、大型PLC多选用模块式结构形式,如西门子的S7-300和S7-400系列。
四、PLC的运用
现在,PLC在国内外已广泛运用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制作、轿车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,随着其性能价格比的不断进步,运用的规模还在不断扩展。整体来讲,PLC的运用大致可概括为以下几类。
1、开关量的逻辑操控
这是PLC最基本、较广泛的运用范畴。PLC的逻辑操控替代传统的继电体系操控电路,完成逻辑操控、次序操控,既可用于单机操控,也可用于多机群控及主动化生产线的操控等。如机床电气操控、设备生产线、电梯操控、冶金体系的高炉上料体系以及各种生产线的操控。
2、运动操控
PLC可以用于圆周运动或直线运动的操控。现在,大多数的PLC制作商都供给拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴方位操控模块,这一功用可广泛用于各种机械,如金属切削机床、金属成型机床、机器人、电梯等。
3、进程操控
进程操控是指对温度、压力、流量、速度等接连变化的模仿量的闭环操控。PLC选用相应的A/D和D/A转化模块及各式各样的操控算法程序来处理模仿量,完成闭环操控。PID调理是一般闭环操控体系中用得较多的一种调理办法。进程操控在冶金、化工、热处理、锅炉操控等场合有十分广泛的运用。现代的大、中型PLC一般都有闭环PID操控模块,这一功用可以用PID子程序来完成,而更多的是运用PID模块来完成。
4、数据处理
PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转化、排序、查表、位操作等功用,可以完成数据的收集、剖析及处理。这些数据可以通过通讯接口传送到的智能设备进行处理,或将它们打印备用。数据处理一般用于大型操控体系,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型操控体系。
5、通讯及联网
PLC通讯包含PLC相互之间、PLC与上位机、PLC与其他智能设备间的通讯。PLC与其他智能操控设备一起,可以构成“会集办理,涣散操控”的分布式操控体系,满意工厂主动化体系发展的需求。
五、PLC的发展现状
现在,随着大规划和超大规划集成电路等微电子技术的发展,PLC已由开始一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC,并且完成了多处理器的多通道处理。现在,PLC技术已十分老练,不只操控功用增强,功耗和体积减小,本钱下降,牢靠性进步,编程和故障检测更为灵活便利,并且随着长途I/O和通讯网络、数据处理以及图画显现的发展,使PLC向用于接连生产进程操控的方向发展,成为完成工业生产主动化的一大支柱。
现在,国际上有200多家PLC生产厂家,400多种类的PLC产品,按地域可分红美国、欧洲和日本等三个门户产品,各门户PLC产品都各具特色。其间,美国有100多家PLC厂商,闻名的有A-B(Allen-Bradley)公司、通用电气(GE)公司等。欧洲PLC产品闻名的制作商有德国的西门子(SIEMENS)公司、法国的施耐德公司等。日本也有许多PLC制作商,如三菱、欧姆龙、松下、富士等,韩国的三星(SAMSUNG)、LG等,这些生产厂家的产品占有全球80%以上的PLC*。
通过多年的发展,国内PLC生产厂家也到达有30家。但国内PLC运用市场仍然以国外产品为主。不过,国内公司在发展PLC事务时有较大的竞争优势,如:需求优势、产品定制优势、本钱优势、方针优势等等。
六、PLC的发展趋势
随着PLC运用范畴日益扩展,PLC技术及其产品结构都在不断改进,功用日益强大,性价比越来越高。
1、在产品方面,向高处理速度、大容量发展
一方面,大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC,以适应单机及小型主动操控的需求。另一方面,向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂体系操控的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展,人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高,要求用户存储器容量也越来越大。
2、向通讯网络化、实时化发展
PLC网络操控是当时操控体系和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通讯、PLC与上位计算机的联网通讯已得到广泛运用。现在,PLC制作商都在发展自己的通讯模块和通讯软件以加强PLC的联网能力。各PLC制作商之间也在协商通用的通讯规范,以构成更大的网络体系。别的,随着实时性操控需求的不断添加,各大厂商关于实时性网络的研制投入也在不断地添加。相应的规范都在拟定中,例如西门子的ProfiNet实时以太网规范现已正式成为我国的国家规范。
3、体系向集成化发展
多种编程言语的并存、互补与发展是PLC软件前进的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程东西换代频频、丰厚多样、功用进步的一起,逐渐使PLC的基本部件,包含输入输出模块、通讯协议、编程言语和编程东西等方面的技术规范化和规范化,并逐渐进行*和精简,使得用户选用相同的软件、硬件渠道,就可以完成从上位机到操控器再到履行机构等设备的编程、组态和调试,进步体系的集成度,进步体系集成功率,削减用户工程实施的作业量和体系维护的作业量。
4、向大数据收集、节能、高效的体系运用发展
节能高效是未来主动化发展的方向。现在PLC本身的模板现已可以供给节能功用,而PLC体系则会向着易于进行大数据收集、节能高效、按需生产的方向发展。未来的PLC及工控体系将愈加易于操作、愈加智能、易于维护,从而完成节省能效,按需生产的未来主动化发展的方针