湖南西门子S7-200SMART系列PLC代理商

湖南西门子S7-200SMART系列PLC代理商

 输入/输出滞后时间又称为系统响应时间，是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻至它控制的外部输出信号发生变化的时刻的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。

    数字量输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，有的输入模块的输入延迟时间可以用STEP 7设置。

    输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右；双向晶闸管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为1ms，负载由通电到断电的大滞后时间为10ms；晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms以下。

    由扫描工作方式引起的滞后时间长可达两三个扫描周期。

    PLC总的响应延迟时间一般只有几毫秒到几十毫秒，对于一般的系统无关紧要。要求输入、输出信号之间的滞后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取中断等措施。

SIMATIC是“Siemens Automatic”（西门子自动化）的缩写，是西门子A&D（自动化与驱动）集团的注册商标，SIMATIC自动化系统由一系列部件组合而成。

    1．SIMATIC PLC

    西门子公司的PLC产品有SIMATIC S7、M7和C7等几大系列。

    (1) S7系列

    S7系列是传统意义的PLC产品，是SIMATIC自动控制系统的关键部件。其中的S7 -200是针对低性能要求的紧凑的微型PLC，其编程软件为STEP 7-Micro/WIN。S7-300是针对中等性能要求的模块式中小型PLC，多可以扩展32个模块。S7 -400是用于高性能要求的模块式大型PLC，可以扩展300多个模块。S7 -200/300/400可以接入MPI（多点接口）、PROFIBUS和工业以太网等通信网络。S7 -300/400、M7、C7和WinAC均用STEP 7编程和组态。

    (2) M7系列

    SIMATIC M7-300/400 PLC采用与S7 -300/400相同的结构，其显著特点是具有AT兼容计算机的功能，可以用C、C++或CFC（连续功能图）这类高级语言来编程。M7适合于需要处理的数据量大，对数据管理、显示和实时性有较高要求的系统使用。

    (3) C7系列

    SIMATIC C7由紧凑型CPU S7-31xC、OP(操作员面板)、I/O、通信和过程监控系统组成，整个产品结构紧凑，具有很高的性能价格比。C7-635和C7-636多可以扩展3个S7 -300的机架，集成的DP接口可以作DP主站或DP从站。

    C7用WinCC flexible组态过程显示、信息文本和配方等操作员面板的功能。

    (4) WinAC

    WinAC在PC（个人计算机）上实现了PLC的功能，突破了传统PLC开放性差、硬件昂贵、开发周期长、升级困难等束缚。可以实现控制、数据处理、通信、人机界面等功能。

    WinAC基本型用于常规PLC控制系统且有大量数据处理要求的场合。WinAC实时型用于实时性、确定性要求非常高的控制场合，例如运动控制和快速控制等。WinAC插槽型具有硬件PLC的所有特性，适用于实时性、安全性和可靠性要求均较高的场合。

    WinAC具有良好的开放性和灵活性，可以方便地集成第三方的软件和硬件，例如运动控制卡、快速I/O卡或控制算法等。

    2．SIMATIC DP分布式I/O

    DP是现场总线PROFIBUS-DP的简称，ET 200分布式I/O可以安装在远离PLC的地方，通过PROFIBUS-DP总线系统实现PLC与分布式I/O之间的通信。分布式I/O可以减少大量的I/O接线。使用ET 200M，可以用S7 -400的CPU和S7 -300的I/O模块组成性能价格比很高的系统。集成了DP接口的CPU或CP(通信处理器)可以作DP网络中的主站。

    3．PROFINET I/O系统中的分布式I/O

    PROFINET I/O系统由I/O控制器和它控制的I/O设备组成，它们通过工业以太网互联。集成有PROFINET接口的CPU和以太网通信处理器可以作PROFINET I/O控制器，I/O控制器与它的I/O设备之间进行循环数据交换。IE/PB-link等链接设备用于将工业以太网和PROFIBUS子网连接在一起。这些链接器用来作PROFIBUS上各从站的代理服务器。I/O控制器可以通过链接器来访问DP从站。

    4．SIMATIC HMI

    HMI是人机界面(Human-Machine  Interface)的缩写，用于实现操作和监控、显示事件信息和故障信息、配方、数据记录等功能。

    下面是各类HMI产品的主要特点：

    1)按钮面板的可靠性高，适用于恶劣的工作环境。

    2)微型面板主要针对S7-200 PLC设计，操作简单，品种丰富。

    3)移动面板可以在不同的地点灵活应用。

    4)触摸屏和操作员面板是人机界面的主导产品，坚固可靠、结构紧凑，品种丰富。

    5)多功能面板属于产品，开放性和可扩展性。

    SIMATIC HMI的组态和使用方法请参阅参考文献。

    5．SIMATIC NET

    SIMATIC NET将控制系统中所有的站点连接在一起，可以确保站点之间的可靠通信。符合通信标准的非SIMATIC设备也可以集成到SIMATIC NET。

    6．标准工具STEP 7

    SIMATIC标准工具STEP 7用于对所有的SIMATIC部件（包括PLC、远程I/O、HMI、驱动装置和通信网络等）进行硬件和通信连接组态、参数设置和编程。STEP 7还有测试、启动、维护、文件建档、运行和诊断等功能。

    STEP 7中的SIMATIC Manager(管理器)用于管理自动化数据和软件工具。它将自动化项目中的所有数据都保存在一个项目文件夹中。

    为了在个人计算机上使用STEP 7，应配置MPI通信卡或PC/MPI通信适配器，将计算机连接到MPI或PROFIBUS网络，来下载和上载PLC的用户程序和组态数据。

用一个简单的例子来进一步说明PLC的循环工作过程。按钮SB1和SB2的常开触点分别接在输入模块上I0.1和I0.2对应的输入端，接触器KM的线圈接在输出模块上Q4.0对应的输出端。

    图1-5的梯形图中的I0.1与I0.2是输入变量，Q4.0是输出变量。梯形图中的I0.1与过程映像输入位I0.1和接在对应的输入端的SB1的常开触点相对应，梯形图中的Q4.0与过程映像输出位Q4.0和接在对应的输出端子的输出模块内的输出电路相对应。

    图1-5    PLC外部接线图与梯形图

    梯形图以指令的形式储存在PLC的用户程序存储器中，图1-5中的梯形图与下面的3条指令相对应，“//”之后是该指令的注释：

    A    I    0.1    //接在左侧“电源线”上的I0.1的常开触点

    AN    I    0.2    //串联的I0.2的常闭触点

    =    Q    4.0    //Q4.0的线圈

    A（And，与）指令表示常开触点串联，AN( And Not)指令表示常闭触点串联，赋值指令“=”表示将逻辑运算的结果传送给的地址。图1-5中的梯形图完成的逻辑运算为

    在读取输入模块阶段，CPU将SB1和SB2的常开触点的ON/OFF状态读入对应的过程映像输入位，外部触点接通时将二进制数1存入过程映像输入位，反之存入0。

    执行第1条指令时，从过程映像输入位I0.1中取出二进制数。

    执行第2条指令时，取出过程映像输入位I0.2中的二进制数，因为是常闭触点，首先将取出的二进制数取“反”，然后与I0.1对应的二进制数相“与”，电路的串联对应“与”运算。

    执行第3条指令时，将前面的二进制数运算的结果送人过程映像输出位Q4.0。

    在数据写入输出模块阶段，CPU将各过程映像输出位中的二进制数传送给输出模块，并由后者将数据锁存起来。如果过程映像输出位Q4.0中存放的是二进制数1，外接的KM的线圈将通电，反之将断电。

    图1-5中I0.1、I0.2和Q4.0的波形图中的高电平表示按下按钮或KM的线圈通电，当t<t1时，读入过程映像输入位I0.1和I0.2的均为二进制数0，此时过程映像输出位Q4.0中存放的亦为0，在程序执行阶段，经过上述逻辑运算过程之后，运算结果仍为Q4.0=0，所以KM的线圈处于断电状态。在f< t1区间，虽然输入、输出信号的状态没有变化，用户程序仍一直反复不断地执行着。t=t1时按下按钮SB1，I0.1变为1状态，经逻辑运算后Q4.0也变为1状态，在输出处理阶段，将Q4.0对应的过程映像输出位中的1送到输出模块，输出模块中与Q4.0对应的物理继电器的常开触点接通，接触器KM的线圈通电。

循环时间( Cycle Time)是指操作系统执行一次如图1-4所示的循环操作所需的时间，包括执行OB1中的程序段和中断该循环的系统操作的时间，循环时间又称为扫描循环时间( Scan Cycle Time)或扫描周期。循环时间与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有很大的关系。当用户程序较长时，指令执行时间在循环时间中占相当大的比例。

    在PLC处于运行模式时，利用编程软件的监控功能，在OB1的局部数据表中，可以获得大循环时间、小循环时间和上一次的循环时间。

    使用STEP 7可以修改默认的大循环时间。如果实际的循环时间超出设置的大时间，CPU调用处理循环时间超时的组织块OB80，在OB80中可以编写CPU响应这个故障的程序。如果没有生成OB80，CPU将转入停止(STOP)模式。

    如果OB1执行的启动时间间隔必须*，或者希望循环时间不要太短，不要过于频繁地刷新过程映像区，S7-400 CPU可以设置小循环时间。

    循环时间会因为下列事件而延长：中断处理、诊断和故障处理、测试和调试功能、通信、传送和删除块、压缩用户程序存储器、读/写微存储卡( MMC)等。

    S7-400 CPU可以直接访问I/O或者调用系统功能SFC 26( UPDAT_PI)和SFC 27( UP-DAT_PO)，刷新一个或多个过程映像分区的输入部分或输出部分。

湖南西门子S7-200SMART系列PLC代理商