西门子6ES7222-1HD22-0XA0

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可编程控制器技术主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤

1 ．系统设计的主要内容

（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；

（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；

（ 3 ）选定 PLC 的型号；

（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；

（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；

（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；

（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；

（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；

根据具体任务，上述内容可适当调整。

目前,PLC 不仅可以执行开环控制,而且还可以执行
闭环控制,
定位,
计数,比例控制,
阀门控制以及其它功能。
为此,西门子公司开发了各种智能型 I/O 模板。 它们均为微处理器控制,能够*独立地执行时间要求苛刻的控制任务,并可直接通过其输入/输出通道连接到过程控制。 避免了对 CPU 的额外负担。
分布式 I/O
在连接远距离分布的过程与 I/O 模板时,其布线往往非常复杂,而且极易造成故障。 若需要一个模块化的灵活自动化系统,我们还是建议使用分布式 I/O 系统：
使用分布式 I/O 系统 ET 200,即可从距离远达 23km 的过程站远程操控远程 I/O 设备,小型控制系统以及大量现场设备。设备之间通过快速现场总线 PROFIBUS-DP 连接,符合标准 EN 50 170。
编程器,软件
SIMATIC? 系列产品提供有一种精心打造的***编程器解决方案,包括从经济的便携式编程器,到功能强大的台式编程器。
同时,我们还提供与之相匹配的应用软件。 所适用的操作系统：
Windows 95/98/NT 或业已验证的 SIMATIC? 软件以及适用于所有 PC 的应用程序
并且,通过西门子 STEP? 7 软件,可快速,便捷地对控制器进行编程。 使用同一种软件,即可进行归档和测试。
工控机
坚固,可靠的 SIMATIC? 系列工控机,非常适用于机器数据和过程数据的采集,处理和归档,物流和制造工序的操作员控制和可视化,以及过程控制任务。
HMI
自动化控制过程越复杂,准确适配的“人机沟通”功能就越显重要。
源自西门子的 SIMATIC HMI? 设备即可提供适用于此类各种任务的解决方案。
开放式通讯
任何制造系统的生产效率在很大程度上取决于所用控制系统的灵活性。 虽然分布式控制可增加灵活性,但也意味着需要高性能的设备用于相互之间以及与主控 PC 之间的数据交换。
SIMATIC? 为此提供有两种解决方案：
CPU - CPU 点对点连接或通过通讯处理器的点对点连接,这种方式可链接节点有限
通过工业以太网或 PROFIBUS 局域网的通讯,这种方式可链接大量的可编程控制器。

SIMATIC S7-200 SMART 产品亮点:
机型丰富,更多选择
提供不同类型,I/O 点数丰富的CPU 模块,单体I/O 点数较高可达60 点,可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外,CPU 模块配备标准型和经济型供用户选择,对于不同的应用需求,产品配置更加灵活,较大限度的控制成本。
选件扩展,准确定制
新颖的信号板设计可扩展通信端口,数字量通道,模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下,信号板扩展能更加贴合用户的实际配置,提升产品的利用率,同时降低用户的扩展成本。
高速芯片,性能
配备西门子高速处理器芯片,基本指令执行时间可达0.15 μs,在同级别小型PLC 中遥遥**。一颗强有力的“芯”,能让您在应对繁琐的程序逻辑,复杂的工艺要求时表现的从容不迫。
以太互联,经济便捷
CPU 模块本体标配以太网接口,集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC 中,方便快捷,省去了编程电缆。通过以太网接口还可与其它CPU 模块,触摸屏,计算机进行通信,轻松组网。
三轴脉冲,运动自如
CPU 模块本体较多集成3 路高速脉冲输出,频率高达100 kHz,支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式,可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能,快速实现设备调速,定位等功能。
通用SD 卡,方便下载
本机集成Micro SD 卡插槽,使用市面上通用的Micro SD 卡即可实现程序的更新和PLC 固件升级,大地方便了客户工程师对较终用户的服务支持,也省去了因PLC 固件升级返厂服务的不便。
软件友好,编程高效
在继承西门子编程软件强大功能的基础上,融入了更多的人性化设计,如新颖的带状式菜单,全移动式界面窗口,方便的程序注释功能,强大的密码保护等。在体验强大功能的同时,大幅提高开发效率,缩短产品上市时间。
*整合,无缝集成
SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器,SIMATIC SMART LINE 触摸屏和SINAMICSV20 变频器*整合,为OEM 客户带来高性价比的小型自动化解决方案,满足客户对于人机交互,控制,驱动等功能的*需求。

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西门子S7-200 小型可编程控制器：

西门子S7-200针对低性能要求的摸块化小控制系统，它多可有7个模块的扩展能力，在模块中集成背板总线，它的网络联接有rs-485通讯接口和profibus两种，可通过编程器pg访问所有模块，带有电源、cpu和i/o的一体化单元设备。其中的扩展模块(em)有以下几种：数字量输入模块(di)——24vdc和120/230vac;数字量输出(do)——24vdc和继电器;模拟量输入模块(ai)——电压、电流、电阻和热电偶;模拟量输出模块——电压和电流。还有一个比较特殊的模块-通讯处理器(cp)——该块的功能是可以把s7-200作为主站连接到as-接口(传感器和执行器接口)，通过as-接口的从站可以控制多达248个设备，这样就可以显着的扩展s7-200的输入和输出点数。

西门子S7-300 中型可编程控制器:

西门子S7-300相比较s7-200，s7-300针对的是中小系统，他的模块可以扩展多达32个模块，背板总线也在模块内集成，它的网络连接已比较成熟和流行，有mpi、工业以太网，使通讯和编程变得简单，选择性也比较多，并可借助工具进行组态和设置参数。s7-300的模块稍微多一点，除了信号模块(sm)和200的em模块同类型之外，它还有接口模块(im)——用来进行多层组态，把总线从一层传到另一层;占位模块(dm)——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的接口模块保留一个插槽;功能模块(fm)——执行特殊功能，如计数、定位、闭环控制相当于对cpu功能的一个扩展或补充;通讯处理器(cp)——提供点对点连接、profibus和工业以太网。针对cpu设计模式选择器有：mres=模块复位功能;stop=停止模式，程序不执行;run=程序执行，编程器只读操作;run-p=程序执行，编程器可读写操作。状态指示器：sf，batf=电池故障;dc5v=内部5vdc电压指示;frce=表示至少有一个输入或输出被强制;run=当cpu启动时闪烁，在运行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁，正在执行复位时快速闪烁。mpi接口用来连接到编程设备或其它设备，dp接口用来直接连接到分布式i/o。

西门子S7-400系列可编程控制器：

西门子S7-400同300的区别主要在于热启动(wrst)这一部分，其他基本一样。它还有一个外部的电池电源接口，当在线更换电池时可以向ram提供后备电源。编程设备主要有pg720pg740pg760——可以理解成装有编程软件的手提电脑;也可以直接用安装有step7(siemens的编程软件)的pc来完成。而实现通讯(要编程首先要和plc的cpu通讯上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上装cp5611卡——上面有mpi口，可用电缆直接连接。2.加个pc适配器，把mpi口转换成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太网口。

西门子S7-1200 小型可编程控制器:

西门子SIMATIC S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务 。
单机小型自动化系统的解决方案。 对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统，易于设计和实施。
具有支持小型运动控制系统、过程控制系统的高级应用功能
新的模块化SIMATIC S7-1200控制器是我们新推出产品的核心，可实现简单却高度的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且*适合各种应用。

可扩展性强、灵活度高的设计，可实现标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。

使用*集成的新工程组态 SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 对 SIMATIC S7-1200 进行编程。SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现效率。一些智能功能，例如直观编辑器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求，西门子在软件开发领域已经有很多年的经验，因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的 。
SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以*您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板，轻松扩展数字或模拟量 I/O，同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可连接 8 个信号模块。，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块，便于实现端到端的串行通讯。

西门子S7-1500可编程控制器:

的SIMATICS7-1500控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATICS7-1500无缝集成到TIA博途中，较大提高了工程组态的效率。

性能：没有快，只有更快！SIMATIC S7-1500的系统性能较大缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。

处理速度：SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，较大缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。

高速背板总线：的背板总线技术采用高波特率和高效传输协议，以实现信号的快速处理。

通信：SIMATIC S7-1500带有多达3个PROFINET接口。
其中，两个端口具有相同的IP地址，适用于现场级通信；第三个端口具有独立的IP地址，可集成到公司网络中。
通过 PROFINET IRT，可定义响应时间并确保高度的设备性能。
集成：无需亲临现场，即可通过Internet浏览器随时查看CPU状态。过程变量以图形化方式进行显示，同时用户还可以自定义网页，这些都大地简化了信息的采集操作。

西门子SIMATIC HMI 操作面板:
西门子触摸屏主要分为以下几类：

1、西门子HMI按键面板

这类西门子触摸屏便于安装和预组装，可以进行简单而直接的操作，并且接线简单，比常规触摸屏接线节省大部分时间。防护等级IP65。

其突出特点如下：

可任意配置的大号按键，具有触摸反馈，即使戴着手套也能可靠操作；

LED背光照明具有五种可选颜色，用于显示各种机器状态；

集成以太网交换机，支持线性环形拓扑网络；

非常适合安装在全防护人机界面设备的扩展单元中；

故障安全型可连接一个或两个急停按钮或其他故障安全信号。

2、西门子HMI移动面板

此类面板的显著特点是既可以有线操作，也可以通过工业以太网方式无线操作，更加方便调试或维护，并且能移动观察整个工业现场过程，在屏幕上显示访问相关的过程信息全局，一般应用在十分重要的场合，是对全局进行移动操作和监视的有力工具。面板的防护等级为 IP65，从一米以上高度坠落也安然无恙，非常适合在恶劣的工业环境中使用。无需中断操作即可将大容量电池更换，从而确保系统操作顺利运行。
其突出特点如下：
设计坚固，适合工业应用；
操作舒适，结构紧凑，重量轻；
支持热插拔，使用灵活；
启用和停用不中断急停电路（使用增强型接线盒）；
采用高等级安全设计，操作可靠；
连接点检测功能；
集成接口：串口、MPI、PROFIBUS 或 PROFINET/以太网口；
调试时间较短。

此类属于精简型，但并不是简单，具备基本的触摸屏功能，性价比高，尺寸从3寸到15寸多种可选，分为触摸式或键控式，属于广大用户常用系列。4英寸和6英寸面板也可进行竖直安装，进一步提高了灵活性，还带有附加的可任意配置的控制键。
其突出特点如下：
适用于不太复杂的可视化应用；
所有显示屏尺寸具有统一的功能；
显示屏具有触摸功能，可实现直观的操作员控制；
按键可任意配置，并具有触觉反馈；
支持 PROFINET 或 PROFIBUS 连接；
项目可向上移植到 SIMATIC 精智面板。
4、西门子HMI精智面板
这类屏的特点是能实现能效管理，带集成诊断功能，比精简面板又高了一级，尺寸从4寸到12寸可选，多为宽屏，可视化区域增加了40%，适用于复杂的操作画面。
其突出特点如下：
所有面板都具有相同的集成功能；
宽屏幕显示尺寸从4英寸到12英寸，可进行触摸操作或按键操作
有效的节能管理
显示屏的亮度在0~范围内可调
可在生产间歇期间将显示屏关闭；
万一发生电源故障，可确保的数据安全性；
支持多种通讯协议