西门子模块6ES7231-7PB22-0XA8技术数据

西门子模块6ES7231-7PB22-0XA8技术数据

采用下列方法确保安装正确、可靠：
• 确保 24 VDC 传感器电源无噪声、稳定。
• 传感器线尽可能短。
• 传感器线使用屏蔽的双绞线。
• 仅在传感器侧端接屏蔽。
• 未用通道应短接。
• 避免将导线弯成锐角。
• 使用电缆槽进行敷线。
• 避免将信号线与高能量线平行布置。若两条线必须重合，应以正确的角度相交。
• 通过把输入信号隔离或选择外部24 V 电源的公共端作为输入信号参考点，从而确保输入信号范围在技术规范所规定的共模电压之内。

注意：关于共模电压

模拟量模块的允许共模电压小于12V，所以在使用2线制传感器的时候一定注意,如下图
      如果将采集电流点选在M侧，信号的电压和供电的M采用共同的参考点，共模电压为信号电压，符合要求；而当采集点选在24V 侧，共模电压为24V,超出12V,模块不能正常工作。

1  引言
    莱钢中小型轧钢生产线于97年建成投产，主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。该生产线PLC控制系统由ABB公司提供，其自动控制系统采用ABB MasterPiece 200/1 PLC控制系统，实现了18架轧机以及冷床、冷剪和码垛机的自动控制。基础自动化系统采用ABB公司的RMC200轧钢控制系统，它是一个开放型集散控制系统，由一套MP200/1过程站和一套AS520操作员站组成。过程站由一个CPU机架带一个I/O机架组成，CPU机架上安装了CPU模板DSPC172、内存模板B176以及32通道的DI/DO模板，通过通讯模板DSCS140连接到MasterBus300总线上，与其它过程站进行通讯，I/O机架由总线扩展模块DSBC172实现总线扩展。
    操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场设备进行监控，主要功能有:(1)轧钢生产设备的启停(2)设备数据设定和实时监控(3)事件与报警清单的显示与打印等。系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。系统配置图如图1所示。

2  PLC诊断轧钢生产设备故障的基本原理
    轧钢设备的故障信号有数字量和模拟量之分，PLC采用不同的方法对这两种信号对应的故障进行诊断。
2.1 基于数字量信号的故障诊断
    PLC对数字量信号的识别是通过其数字量输入模块完成的。PLC控制轧钢生产设备时，设备中的压力、温度、液位、行程数字及操作按钮等数字量传感器与PLC的输入端子相连，每个输入端子在PLC的数据区中分配有一个“位”，每个“位”在内存中为一个地址。读取PLC输入位的状态值可作为识别数字量故障信号的根据。诊断数字量故障的过程，实质就是将PLC正常的输入位状态值与相应的输入位的实际状态值相比较的过程。如果二者比较的结果是一致的，则表明设备处于正常工况，不一致则表明对应输入位的设备部位处于故障工况。这就是PLC诊断基于数字量信号故障的基本原理。这种诊断方法，故障定位准确，可进行实时在线诊断。通过PLC的图形功能块编程，还可将故障诊断融入过程控制，达到保护轧钢设备的目的。
2.2 基于模拟量信号的故障诊断
    PLC对模拟量信号的识别是通过PLC的模拟量输入输出模块来完成的。模拟量输入输出模块采用A/D转换原理，输入端接收来自传感器或变送器的模拟信号，输出端输出的模拟信号作用于PLC的控制对象。PLC诊断模拟量故障的过程，实质就是将在相应A/D通道读到的监测信号的模拟量的实际值与系统允许的极限值相比较的过程。如果比较的结果是实际值远离极限值，则表明轧钢生产设备对应的受监控部位处于正常状态，如果实际值接近或达到极限值，则为不正常状态。判断故障发生与否的极限值根据实际系统相应的参数变化范围确定，利用PLC上的模拟量设定开关可jingque设置该极限值。
    当模拟量的实际值达到模拟量设定开关的设定值，PLC还能按照一定的逻辑关系启动开关量模块上的输出位，或者从PLC的通讯口主动发起通讯，从而输出故障诊断的结果，并据此实现对轧钢生产设备的控制。
2.3 基于中断方式的故障诊断
    PLC的中断方式有:
    (1) 输入中断;
    (2) 间隔定时器中断;
    (3) 高速计数器中断。其中，输入中断特别适合于轧钢生产设备的故障诊断。它对应于工业操作站的硬中断，属于外部中断，但PLC的输入中断可用PLC的外部指令来屏蔽。将轧钢生产设备的故障信号作为PLC的输入中断源，一旦出现故障信号，CPU立即响应，停止正在执行的程序，转到中断子程序中去，即可方便地对故障进行处理。它与直接利用PLC的内部逻辑完成故障诊断的不同之处在于:采用输入中断处理故障时，可停止PLC主程序的执行过程，而直接利用PLC的输入和内部逻辑处理故障时，PLC的主程序仍处于运行状态。因此，要根据故障对轧钢生产设备的影响程度选择合适的故障诊断方式。PLC的输入中断方式对后果严重的突发故障的处理特别有用。

1 前 言
 　　PLC在工业控制中的应用越来越广泛，虽然PLC产品本身的可靠性已近乎完善，但因工业现场环境恶劣，电磁设备集中，直接或间接地对PLC控制系统产生干扰，PLC故障时有发生。因此必须对现场的干扰情况进行分析，采取相应的措施，确保PLC工控系统安全稳定运行。
 2 干扰来源及干扰途径
 2.1 干扰来源
 　　（1）来自电源的干扰。主要包括两部分：通过PLC供电电源引入的干扰；通过变送器电源或共用信号仪表的供电电源引入的干扰。PLC系统应用的电源总是跟整个电网联接在一起，而电网的覆盖范围非常广泛，电网内开关操作浪涌、电气设备起停频繁、整流变频设备引起的谐波、短路电流冲击等，都会通过输电线路传到PLC电源的原边，形成干扰。
 　　（2）来自空间的辐射干扰。工业现场密布的动力线路、电气设备的暂态过程、雷电、无线信号、高频感应加热设备等，都会产生空间辐射电磁场[1]，PLC系统若处于其中，就会受到辐射干扰。一是对PLC内部的辐射、通过PLC电路感应产生干扰，二是对PLC外部信号传输线路的辐射，通过信号传输引入干扰。
 　　（3）来自接地系统的干扰。通常将接地点的电位认为是零电位，而实际情况并非如此，因为接地导体与大地相接总是存在一定的接地电阻。当电流流经该导体进入大地时，在接地点就形成了一定的电位，不同电位的接地点连接在一起时就形成了地环电流，地环电流作用于PLC系统，形成干扰。地环电流是一种共模形式的干扰，对系统的干扰是同方向的。
 2.2 干扰途径
 　　（1）线路传导：包括电源引入、接地引入。这几种干扰都是直接通过线路引入系统的，在系统内产生干扰电压或电流。
 　　（2）电场耦合：造成电场耦合的原因是两根导线之间分布电容的存在，见图1。
 

 　　导线1在导线2上产生的对地干扰电压为：
 

 式中 VN —导线2的对地电压；
 　　      ω—导线1的角频率；
   　      C12—导线1和2之间的分布电容；
 　      　V1—导线1的电压；
 　      　R—导线2的对地负载总电阻；
       　　C2G—导线2的对地总电容（C2G >> C12）。
 　　（3）磁场耦合：磁场耦合产生干扰的情况见图2。
 

 　　回路1的磁场在回路2上产生的干扰电压为：
 　　VN=jωBAcosθ       
 式中 VN—回路1在回路2上产生的干扰电压；
      　　ω—回路1的磁场角频率；
 　     　B—回路1在回路2处的磁通密度；
 　     　A—回路2的磁感应面积；
 　     　θ—矢量B与A的夹角。
 3 抑制或消除干扰的措施
 3.1 消除或减少电源等干扰源
 　　（1）采用非动力线路供电，避开现场动力线路，将现场电气设备的起停开关等对电源的影响排除在系统之外，减少干扰源。
 　　（2）用UPS不间断电源供电。随着技术的进步，目前UPS除了不间断供电之外，还具备过压、欠压保护功能、软件监控、与电网隔离等功能，可以削弱干扰源，是一种简单而有效地选择。
 　　（3）采用新型高效电子器件TVS。TVS是一种特殊的稳压二极管，当它的两端承受电网尖峰脉冲冲击时，它能以极快的速度将两端间的阻抗值由高阻抗降至低阻抗，从而保持其两端电压在一个预定的数值上，切断干扰源。对于变送器电源和信号仪表的供电，应采用分布电容小、抑制带大的配电器，减少带给PLC系统的干扰。

  在自动控制中，常常要用到时钟和时间的控制。比如学校上下课的自动打铃和自动控制设备按H期和时间的控制。有的PLC有实时时钟功能，本文拟以各类PLC如何设置与显示时间，如何实现时间控制，谈点浅显的见解
1时钟的校时与时间数据的调用
1．1具有时钟功能与时钟指令的PLC
      有不少PLC具有时钟功能及相关指令，如西门子公司的LOGO!三菱公司的a控制器等微型机种,这类机器在上电后机内时钟就自动进入运行状态，且可在本机自带的显示屏上显示和设定时间值。图1是LoGO!使用阉形编程语言完成的一段程序。图中标的方框在LOGO!指令中称为时间开关，可以同时有多组时间设定
该程序中时间开关的设定值为周一到周五09：00变为ON，18：30变为OFF；周六14：30变为ON，22：30变为OFF；周日7：30变为ON，2：30变为OFF，即是一个开关用于3种不同时间段控制的例子。此外，LOOO!还有年时钟指令，可用于月、目类时间的控制。在这类PLC中，时间段的设定及机内时钟的校正可畎使用本机配带的编程按钮，就象调节电子手表一样方便。
      西门子公司生产的$7-200、s7—300系列PLC也有时钟功能。与LOGO!不同的是在使用时钟功能时要先将实时时间值传送到一定的数据单元，并使用设置时钟指令将这些存储单元指定为时钟的年、月、日、时、分、秒、星期的专用单元。经这样设定后这些单元的数值就按时间的变化规律变化。在需要使用时间信息时，还需要使用读时间指令将时间值读到一定的存储单元里去才能使用。图2是一段PLC的时钟建立及读出的实例程序
      程序中的VB210~VB217这8个存储单元事先已送入了一定的时间数据。这种时钟的校时可通过向这些存储单元送入新的时间数据来实现。在只涉及小时及分、秒的时间控制中，可采用定耐棱时的方法在机器的输入口上接一个校时按钮，在软件中编写一段传送校时时间数据的程序，并用这个按钮作为程序的执行条件。规定上午8时为校对时间，在标准时间为8点时，按一下校时按钮就可完成校时功能。要实现随机校时功能需要增设专用的数据输入设备，如编程器矩阵开关、数据单元或图形单元等。
1.2无时钟功能的PLC
      PLC的时钟建立无机内时钟的机器获得时钟控制功能，1I要自己编一段时钟程序，如希望编程前先选好存锗年．月、日、时、分、秒的存储单元，然后利用机内时基作为标准计时脉冲，例如用秒脉冲将秒工作单元加1，加到60s时回零，并向分工作单元进1苒撞l小时6O分，1天24小时，太月3l天，小月粥天，毒舞羹，闰年2月加1天，1年l2个月的规律设计时钟程序。这种自制时钟的校时及时间数据取用和机内自带时钟类似，不再赘述。开接来保让红、绿灯发H{闪光．
1．3事故音响信号
      当QF由继电保护动作跳闸时．为了引起值班人员的注意，特装设了蜂吗器。为了避免在手动跳、合闸及自动重合闸时起动事故音响装置．在实际中利用控制开关内两对接点相串联的方法．即1—3与19—17只在合闸后才接通，其宗状态均同时接通的原理来实现的。

2预告信号
      预告信是为了帮助值班人员判断故障设备及其性质，以便及时采取措施加以处理，防止事故进一步扩大为了节约PLC的接点，用预告信号出口继电器的接点驱动PLC输八端X(x)，输出端Y(Y．)、Y．驱动或间接驱动光字牌和警铃．如图2所示

3闪光信号
      目前现场闪光信号是由闪光继电器提供，而改用PLC后，闪光信号只需用其内部的2个定时器构成振荡电路即可实现，从而省去了外部接线的麻烦．具体实现如梯形图3所示PLC的I／0分配如表1

4结论
      由于PLC性能非常优越．从而使中央信号动作的准确性和可靠性得保i止。虽然PLC的价格比目前现场使用的ZC-23型冲击继电器高，但其使用方便，维护工作量少，且二次回路简单本次实验虽未能输A、输出更多的事故及预告信号但就所输入的信进行验证，其输出结果完全符合现场要求。若投入应用，只需将PLC的触点通过扩展单元和扩展模块进行扩展，或者直接选用多I／0的PLC即可。

WEINVIEW MT8000系列人机界面，是专为满足中国市场高端需求而研制的；借助其出色的EasyBuilder8000图控软件，透过以太网络， PC与HMI可以操作连接在其它HMI上的PLC！
举例来说，假设现有一台三菱PLC连接到HMI B的COM 1, 当PC或HMI A欲读取此台PLC上的数据, 则PC端或HMI A上所使用工程档案设定步骤如下：

步骤一
设定HMI B的IP, 假使HMI B的IP已设定为”192.168.1.2”

步骤二
使用EasyBuilder 8000, 并在EasyBuilder中的[System bbbbbeters>内的[Device Table>中, 增加一台PLC的定义, 并正确设定通讯参数。

步骤三

假使现在要使用set bit组件控制HMI B上的三菱PLC, 则只需将组件设定页中的[PLC name>挑选为“PLC on HMI B”, 即可在PC使用模拟方式, 控制连接在远程HMI B上的PLC了。