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西门子6ES7241-1AA22-0XA0

发布:2023-03-20 16:43,更新:2024-05-08 07:10

西门子6ES7241-1AA22-0XA0

1. 图解法编程
图解法是靠画图进行plc程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。
(1) 梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是方便的一种编程方法。
(2) 逻辑流程图法:逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC程序的执行过程,反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程,用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚,便于分析控制程序,便于查找故障点,便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序,直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手,则可以先画出逻辑流程图,再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制PLC应用程序。
(3) 时序流程图法:时序流程图法使首先画出控制系统的时序图(即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图),再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图,后把程序框图写成 PLC程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
(4) 步进顺控法:步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看,一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此,不少 PLC 生产厂家在自己的PLC中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后,可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。
2. 经验法编程
经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序,把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况,对这些“试验程序”逐一修改,使之适合自己的工程要求。这里所说的经验,有的是来自自己的经验总结,有的可能是别人的设计经验,就需要日积月累,善于总结。 
 3. 计算机辅助设计编程
计算机辅助设计是通过plc编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试,使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件
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。
2 . 系统设计的基本步骤  
( 1 )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
a .被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
b .控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统,还可将控制任务分成几个独立部分,这种可化繁为简,有利于编程和调试。
( 2 )确定 I/O 设备
根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
( 3 )选择合适的 PLC 类型
根据已确定的用户 I/O 设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的 PLC 类型,包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。
( 4 )分配 I/O 点
分配 PLC 的输入输出点,编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计,同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
( 5 )设计应用系统梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的核心工作,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的实践经验。
( 6 )将程序输入 PLC
当使用简易编程器将程序输入 PLC 时,需要先将梯形图转换成指令助记符,以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。
( 7 )进行软件测试
程序输入 PLC 后,应先进行测试工作。因为在程序设计过程中,难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前,必需进行软件测试,以排除程序中的错误,同时也为整体调试打好基础,缩短整体调试的周期。
( 8 )应用系统整体调试
在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,如果控制系统是由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可先进行分段调试,然后再连接起来总调。调试中发现的问题,要逐一排除,直至调试成功。
( 9 )编制技术文件
系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图

1. S7-400H冗余控制器概述
在许多自动化领域中,对自动化系统的可用性的需求越来越高。特别是在工厂停产将造成巨大损失的领域中。在这种情况下,只有冗余系统才符合所需的可用性标准。
高可用性SIMATIC S7-400H可以满足这些要求,即使在一个或多个故障导致部分系统失灵的情况下,也能照常继续运行。

1.1 S7-400H冗余系统的典型组成
S7-400H的典型组成如下图所示。


图1 典型的S7-400H冗余系统

一个典型的冗余系统中包括:
□ 1个UR2-H机架(或者2个独立的UR1/UR2机架)
□ 2个S7-400H CPU模块(完全一致)
□ 2个PS电源模块(也可以选择2×2的冗余配置)
□ 2根同步光纤和4个同步模块
□ 2个CP443-1以太网通讯模块
□ 2个相同大小的RAM存储卡(或FLASH存储卡)

1.2 现有的各种类型S7-400H冗余控制器及供货情况
冗余系统中S7-400H CPU包括412-3H、414-4H、417-4H三种型号,目前控制器新的固件版本是V4.5。

H-CPU类型CPU的订货号版本产品供货412-3H6ES7 412-3HJ14-0AB0V4.5准许供货414-4H6ES7 414-4HJ00-0AB0V3产品取消6ES7 414-4HJ04-0AB0V4.0产品取消6ES7 414-4HM14-0AB0V4.5准许供货417-4H6ES7 417-4HL00-0AB0V1/V2产品取消6ES7 417-4HL01-0AB0V3产品取消6ES7 417-4HL04-0AB0V4.0产品取消6ES7 417-4HT14-0AB0V4.5准许供货

表1 各种类型冗余控制器及供货情况
注: 产品取消——只能在更换故障零件时才能够订购该产品,并且订购时必须返还故障的模块。

1.3 S7-400H冗余控制器主要参数的对比

1.3.1 新冗余控制器的参数对比
V4.5版本的CPU 414-4H和CPU 417-4H对比之前版本的CPU,工作存储器更大,运行速度更快,增加了更多新的功能。新推出的CPU 412-3H则弥补了低成本冗余型CPU的空缺。
下表列出了当前不同型号的冗余控制器之间的主要参数对比。

H-CPU工作存储区可扩展大计时器/CPU运算时间IO地址范围接口代码数据装载内存计数器(个)位指令, 小412-3H512K256K64M 各204875ns8KMPI/DP414-4H1.4M 1.4M 64M 各204845ns8KMPI/DP; DP417-4H15M15M64M 各204818ns16KMPI/DP; DP

表2 新冗余控制器的参数对比

1.3.2 各类型冗余控制器的新旧版本对比
新版本的冗余控制器在很多方面的性能都优于旧版本的冗余控制器。下面列出一些主要参数在新旧版本中的对比。
414-4H CPU各版本的主要数据对比。

版本工作存储区可扩展大FEPROM可扩展CPU运算时间IO地址范围代码数据大RAM位指令, 小6ES7 414-4HJ00-0AB0384K384K64M64M100ns8K6ES7 414-4HJ04-0AB0700K700K64M16M60ns8K6ES7 414-4HM14-0AB01.4M1.4M64M64M45ns8K

表3 414-4H CPU各版本的主要数据对比


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