6ES7223-1PL22-0XA8库存优势

PLC开关量和模拟量如何转换
PLC开关量、模拟量转换，首先要明了三层含义:设备信号层、PLC软件应用层、PLC内部处理层。
设备层:开关量是通断信号，模拟量是线性电压信号或线性电流信号。
PLC软件应用层:开关量是0、1开关节点以二进制形式存放在PLC内部寄存器中，模拟量是工程量(如255、32767、65535)以16进制形存放在PLC用户寄存器中。
内部处理层:全部都是从寄存器中调出采取二进制运算。
开关量模拟量转换在PLC软件应用层只要利用相关指令(如三菱K1M0等)将开关量二进制转换成16进制存放在PLC用户寄存器就可以。
开关量和模拟量的转换一般都经过保持以及数字化的，比如开关量，有干扰吧，要排除这种干扰，可以软件排除干扰，比如隔几毫秒读取一次开关状态，两次都读到才认为开关关闭了，不然认为是干扰，当然干扰也可以用硬件排除干扰，如果施密特触发器等。
对于模拟量，也是经过量化的，比如0809AD转换，对于转换方法，在这里也说不清楚，可以查询芯片资料，0809芯片有控制转换引脚，使能引脚，转换地址等控制引脚，用8051单片机可以控制其转换，当然，还有的单片机，如MSP430，AVR等单片机，更好的转换芯片，如DSP的STM32系列芯片，是专门的数模转换芯片。转换的原理是根据转换芯片的精度划分转换量，如，转换芯片的位数为8位，再假定转换的模拟量为5伏电压，那么还可以把5伏分为256(因为8位芯片只能是2的8次方)等分，这样就可以算出它的数字量了，反之亦然。
常见的模拟量信号有电压和电流信号，有输入信号对设备进行控制的，比如变频器的调速、气压比例阀等，输出信号多见与各种传感器和其他输出设备。它们之间的转换关系需要参考AD、DA模块与设备量程来确定。
DA模块
它的数字量与模拟信号电压之间的关系如下图：
PLC控制系统
模块端4000量程的数字量对应10V电压信号，按照此关系进行转换。而在设备端变频器频率与模拟量之间的关系为：50.00Hz对应于10v电压信号输入，那么在plc编程中频率与数字量转换的关系就是1数字量=1.25Hz或者1Hz=0.8数字量，加入我们要控制变频器30.00Hz运转，就要向DA模块中写入2400数字量。

AD模块
在模块端10v模拟量对应4000数字量，按照此关系完成转换。在设施端例如位置传感器距离与模拟量电压信号之间的关系是：200mm量程对应10v模拟量输出，那里在PLC程序要得到准确的位置，位置与数字量之间的关系就是1mm=20数字量或者1数字量=0.05mm，加入我们检测了2000的数字量，经过换算就知道位置是100mm。
 
至于开关量与模拟量之间的转换关系，应该说是模拟量怎么控制开关量，比如说电机转速超过某值就要关掉电机、温度大于多少就要终止加热或小于多少要加热，此刻我们经过AD模块监控这些数据，在PLC中进行比较，根据比较结果来输出相应的开关动作。

4步教你轻松调试PLC控制系统
PLC控制系统
调试工作是检查PLC控制系统能否满足控制要求的关键工作，是对系统性能的一次客观、综合的评价。系统投用前必须经过全系统功能的严格调试，直到满足要求并经有关用户代表、监理和设计等签字确认后才能交付使用。调试人员应受过系统的专门培训，对控制系统的构成、硬件和软件的使用和操作都比较熟悉。
调试人员在调试时发现的问题，都应及时联系有关设计人员，在设计人员同意后方可进行修改，修改需做详细的记录，修改后的软件要进行备份。并对调试修改部分做好文档的整理和归档。调试内容主要包括输入输出功能、控制逻辑功能、通信功能、处理器性能测试等。
一、输入输出回路调试
 
(1)模拟量输入(AI)回路调试。要仔细核对I0模块的地址分配;检查回路供电方式(内供电或外供电)是否与现场仪表相*;用信号发生器在现场端对每个通道加入信号，通常取0、50%或*三点进行检查。对有报警、联锁值的AI回路,还要在报警联锁值(如高报、低报和联锁点以及精度)进行检查,确认有关报警、联锁状态的正确性。
(2)模拟量输出(AO)回路调试。可根据回路控制的要求，用手动输出(即直接在控制系统中设定)的办法检查执行机构(如阀门开度等)，通常也取0、50%或*三点进行检查;同时通过闭环控制,检查输出是否满足有关要求。对有报警、联锁值的AO回路，还要在报警联锁值(如高报、低报和联锁点以及精度)进行检查，确认有关报警、联锁状态的正确性。
(3)开关量输入(DI)回路调试。在相应的现场端短接或断开,检查开关量输入模块对应通道地址的发光二极管的变化，同时检查通道的通、断变化。
(4)开关量输出(DO)回路调试。可通过PLC系统提供的强制功能对输出点进行检查。通过强制,检查开关量输出模块对应通道地址的发光二极管的变化，同时检查通道的通、断变化。
 
二、回路调试注意事项
(1)对开关量输入输出回路，要注意保持状态的*性原则，通常采用正逻辑原则，即当输入输出带电时,为“ON"状态,数据值为“1";反之，当输入输出失电时,为“OFF"状态，数据值为“0"。这样，便于理解和维护。
(2)对负载大的开关量输入输出模块应通过继电器与现场隔离，即现场接点尽量不要直接与输入输出模块连接。
(3)使用PLC提供的强制功能时,要注意在测试完毕后，应还原状态;在同一时间内，不应对过多的点进行强制操作，以免损坏模块。
三、控制逻辑功能调试
 
控制逻辑功能调试，需会同设计、工艺代表和项目管理人员共同完成。要应用处理器的测试功能设定输入条件,根据处理器逻辑检查输出状态的变化是否正确，以确认系统的控制逻辑功能。对所有的联锁回路,应模拟联锁的工艺条件，仔细检查联锁动作的正确性，并做好调试记录和会签确认。
检查工作是对设计控制程序软件进行验收的过程，是调试过程中复杂、技术要求、难度大的一项工作。特别在有技术应用、软件等情况下，更加要仔细检查其控制的正确性,应留有一定的操作裕度，同时保证工艺操作的正常运作以及系统的安全性、可靠性和灵活性。
 
四、处理器性能测试
 
处理器性能测试要按照系统说明书的要求进行，确保系统具有说明书描述的功能且稳定可靠，包括系统通信、备用电池和其他特殊模块的检查。对有冗余配置的系统必须进行冗余测试。即对冗余设计的部分进行全面的检查，包括电源冗余、处理器冗余、I0冗余和通信冗余等。
(1)电源冗余
切断其中一路电源，系统应能继续正常运行，系统无扰动;被断电的电源加电后能恢复正常。
(2)处理器冗余
切断主处理器电源或切换主处理器的运行开关，热备处理器应能自动成为主处理器,系统运行正常，输出无扰动;被断电的处理器加电后能恢复正常并处于备用状态。
(3)I0冗余
选择互为冗余、地址对应的输入和输出点，输入模块施加相同的输入信号,输出模块连接状态指示仪表。分别通断(或热插拔，如果允许)冗余输入模块和输出模块,检查其状态是否能保持不变。
(4)通信冗余
可通过切断其中一个通信模块的电源或断开一条网络，检查系统能否正常通信和运行;复位后，相应的模块状态应自动恢复正常。
冗余测试,要根据设计要求,对一切有冗余设计的模块都进行冗余检查。此外,对系统功能的检查包括系统自检、文件查找、文件编译和下装、维护信息、备份等功能。对较为复杂的PLC系统，系统功能检查还包括逻辑图组态、回路组态和特殊I0功能等内容。

PLC中的开关量、模拟量指的是什么
开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用多的两种输入输出方式。什么是开关量？什么是模拟量？这个问题有必要弄清楚。
图1是一个典型能输出开关量信号的器材。压力高时C和B两个触点闭合接通，输出压力高信号，压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。有了这样的信号就完成把就地的压力信号，远传到远处的电气控制柜去参加主动远程控制了，其间C和B是一个开关量，C和A也是一个开关量。所以一个开关触点就是一个开关量，它的特性是同一时间要么接通要么断开。接通就是1，代表有有信号，断开就是0，代表没有信号。这就是所谓的开关量信号。
压力表虽然能把压力信号传到远处，但它传输的只是有无压力这样的信号，无法知道实时压力值究竟是多少。
PLC
图2中的器材叫压力变送器。压力变送器的内部就是一块电路板，电路板连接着一个压力传感器F。它的作业原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C，检测信号进入电路板后，经过电路板的转化与核算，把这个压力信号转化成一个电流信号由A和B这两个点输出。图中右边就是转化进程的示意图，它能够把一个0-10kpa的压力信号转化成一个4-20mA的电流信号，由A和B这两个点输出。这时咱们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。
下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。
咱们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器，电源正极接压力变送器的B点，负极串联一块万用表到压力变送器的A点，并将万用表打到电流档。当压力变送器C点的压力是5kpa时，万用表的的电流读数是12mA。正好是4-20mA的电流信号的中间值，而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。当压力变送器C点的压力是10kpa时，万用表的的电流读数正好是20mA。这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值，咱们只要在远方经过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来，再经过一定的核算，就能知道就地的压力值是多少了。
为什么要把压力信号转化成4-20mA的电流信号，而不是0-20mA的电流信号或0-10V的电压信号？
1.0-10V的电压信号简单遭到外界的电磁搅扰，特别是电缆长度很长时搅扰更显着。
2.用0-20mA的电流信号的话，就无法判别在电流信号是0mA时，究竟是电缆断线引起的毛病0mA，还是压力本身就是0kpa而输出的正常的0mA。
图4是使用西门子S7-200 PLC读取压力变送器压力值的接线图例，这是一种基本的使用方法，左面是开关量的，右边是模拟量的，不同的信号类型要接到PLC不同输入端。

西门子6ES7214-1AG40-0XB0参数详细

项目配置

1、 本例使用的设备描述

图 10.

注意：S120支持两个周期性通讯接口IF1和IF2，分别通过CU参数P8839.0和P8839.1来定义IF1和IF2的通讯方式，在默认情况下P8839.0= P8839.1=99，就激活了这两个接口的自动模式，如下表所示：

在这种方式下无法实现PROFIBUS DP和PROFINET IO的并行通讯，因此为了实现其并行通讯，需要按如下方式设置：
? P8839[0]=1和P8839[1]=2：PROFIBUS DP 用于同步，PROFINET IO用于周期性通讯
? P8839[0]=2和P8839[1]=1：PROFINET IO用于同步，PROFIBUS DP用于周期性通讯（本例中的设置）

两个周期性通讯接口IF1和IF2的特性如上表所示：
注意：IF2不支持TM41,TM15,TM17,TM/TB,CU与CPU之间的通讯。

五、通过PROFIBUS DP或PROFINET IO总线来实现过程数据的传输
S7-300/400PLC通过PROFINET IO或PROFIBUS DP周期性通讯方式将控制字1(CTW1)和主设定值(NSETP_B)发送至驱动器。
(1) 控制字中Bit0做电机的起、停控制。
(2) 主设定值为速度设定值，参数P2000中的值为频率设定值和实际值的参考频率，* 对应4000H(十六进制)，发送的高频率(大值)为7FFFH(200%)。
(3) 当组态的报文结构 PZD=2或自由报文999时，在S7-300/400 中可用“MOVE" 指令进行数据传送；当组态的报文结构PZD >2，在S7-300/400 中需调用SFC14和SFC15系统功能块。
? SFC14(“DPRD_DAT")用于读驱动装置的过程数据。
? SFC15(“DPWR_DAT")用于将过程数据写入驱动装置。
例子(PROFINET IO)：SERVO_02 控制字、主设定值的发送及状态字、实际频率的读取程序见图11。

图11

通过读取Servo_02的参数r2050和P2051可以判断数据是否传输成功。

图12

冗余CPU和单CPU之间的以太网通讯组态可以分为如下两种情况：

1． 单CPU采用H类型的CPU的情况，此时直接在网络连接NETPro中组态两站之间的冗余连接S7 Connection Fault-Tolerant，并在编程中使用通讯功能块组态即可。（SIEMENS标准解决方案）
2． 单CPU为非H类型的普通400 CPU的情况，此时NETPro中只能组态两站之间的普通S7连接，因此在实际通讯过程中具体使用那个连接进行通讯需要用户在程序中编程判断。本文档将基于PCS7系统，演示冗余CPU与普通单CPU之间的以太网通讯的一种解决方案。本方案非SIEMENS发布的标准解决方案，仅供用户参考学习。

基本原理：
在冗余CPU和单CPU之间组态两个S7连接，使用其中的一个连接作为默认连接在两CPU之间进行通讯，并同时相互传送一个心跳信号（定时脉冲信号，可以使用硬件时钟信号，CPU硬件参数中指定）。在CPU程序中编制一个看门狗，使用心跳信号对此看门狗进行时间复位。如果个S7连接通讯故障，通过此连接CPU接受不到心跳信号，看门狗时间溢出后则切换通讯连接到备用S7连接上。当默认连接恢复重新接收到心跳信号后，将连接切换回默认连接。

操作步骤：
Step1：打开PCS7，插入AS站，组态相应硬件和网络连接，网络连接组态如下图Pic1所示，心跳信号设置如图Pic2所示。

Pic1：网络连接组态

Pic2：硬件时钟设置

Step2：加入CFC，并对上述原理进行实现，CFC实例如下图Pic3所示。

Pic3：CFC编程实例

图中使用了两个SEND_R发送功能块和两个 REC_R接受功能块，分别对应两个S7连接。正常情况下仅使用默认S7连接的一对发送接收功能块。一个自制看门狗Time_Mon（用于监控心跳信号）和多个接受信号选择器SEL_R（用于选择有效的接收信号）。

总结：
以上仅仅提供了冗余系统与单系统之间基于以太网通讯的一种解决方案，供大家参考学习。
在使用通讯功能块进行各站之间的通讯时，可以充分利用通讯功能块的ERR端对通讯连接状态进行监控。但在冗余系统和普通单系统之间的通讯情况下，使用ERR端会存在一些问题：如果冗余系统侧的某一CPU处于STOP状态，在普通单CPU系统端使用此中断的连接接受数据时，ERR端不会为True。
另外，通讯功能块中的ID端可以用于指定此通讯功能块采用哪一个S7连接进行通讯，但需要注意的是：更改ID号后，系统要求重新启动（或重新下载背景DB块）。因此无法实现CPU运行过程中程序动态的对ID的更改来切换通讯连接通路。
本文档基于如下硬件及软件环境进行的实验，