西门子6ES7216-2BD23-0XB8参数选型
西门子6ES7216-2BD23-0XB8参数选型
随着PLC在工业控制中的推广普及，PLC产品的种类越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统、编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择 PLC，对于tigaoPLC在控制系统中的应用有着重要作用。
一、机型的选择
我国市场上流行的有如下几家PLC产品：
1．施耐德公司，包括早期天津仪表厂引进莫迪康公司的产品，目前有Quantum、Premium、Momentum等产品；
2．罗克韦尔公司（包括AB公司）PLC产品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等产品；
3．西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品；
4．GE公司的产品；
5．日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品，其中使用较多的是三菱公司F1、F2、FX2等系列产品。
PLC机型选择的基本原则是：在功能满足要求的前提下，选择可靠、维护使用方便以及性能价格比优的机型。通常做法是，在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则好选用模块式结构的 PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制速度无须考虑，因此，选用带 A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而在控制比较复杂，控制功能要求比较高的工程项目中（如要实现PID运算、闭环控制、通信联网等），可视控制规模及复杂程度来选用中档或机（其中机主要用于大规模过程控制、全PLC的分布式控制系统以及整个工厂的自动化等）。根据不同的应用对象，表1列出了PLC的几种功能选择。
表1 PLC的功能及应用场合
应该注意的是，同一企业应尽量做到机型统一。这样，同一机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的tigao和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台PLC联成一个DCS系统，这样便于相互通信，集中管理。
二、I/O的选择
PLC在20世纪90年代已经形成微、小、中、大、巨型多种PLC。按I/O点数分，可分为微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五种。
PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
（一）确定I/O点数
根据控制系统的要求确定所需要的I/O点数时，应再增加 10%～20%的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有所不同。表2列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数。
表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数
（二）开关量I/O
开关量I/O接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。此外，大多数输入电路在高压电源输入和接口电路的控制逻辑部分之间都设有可选的隔离电路。在评估离散输出时，应考虑熔丝、瞬时浪涌保护和电源与逻辑电路间的隔离电路。熔丝电路也许在开始时花费较多，但可能比在外部安装熔丝耗资要少。
（三）模拟量I/O
模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量liuliang、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。
（四）特殊功能I/O
在选择一台PLC时，用户可能会面临一些特殊类型且不能用标准I/O实现的I/O限定（如定位、快速输入、频率等）。此时用户应当考虑供销厂商是否提供有特殊的有助于大限度减小控制作用的模块。有些特殊接口模块自身能处理一部分现场数据，从而使CPU从繁重的任务处理中解脱出来。
（五）智能式I/O
当前，PLC的生产厂家相继推出了一些智能式的I/O模块。一般智能式I/O模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理，并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可tigaoPLC的处理速度并节省存储器的容量。
综上，表3归纳了选择I/O模块的一般规则。
表3 选择PLC的I/O接口模块的一般规则
三、存储器类型及容量选择
PLC系统所用的存储器基本上由PROM、EPROM及RAM三种类型组成，存储容量则随机器的大小变化，一般小型机的大存储能力低于6kB，中型机的大存储能力可达64kB，大型机的大存储能力可上兆字节。使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
PLC的存储器容量选择和计算的种方法是：根据编程使用的节点数jingque计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照表4的公式来估算。为了使用方便，一般应留有25%～30%的裕量，获取存储容量的佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每条指令所用的字数，用户便可确定准确的存储容量。表4同时给出了存储器容量的估算方法。
四、编程器和外部设备的选择
在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。通常情况下，小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器，如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强、编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、锂电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用EEP-ROM模块作为外部设备。
五、实例
（一）利用三菱PLC实现对印刷机的jingque控制
印刷机的一套电气设计属于系统设计，为了使产品性能稳定，易于维护，采用以PLC为主控器的控制方案。印刷机要求易于操作，精度高，输入、输出点较多，因此采用双机通讯。上位机采用三菱高性能的FX2N-80MR、FX2N-80MR自带I/O接口，可以接40点输入，40点输出，主要负责主传动的控制，各机组离合器的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可以接32点输入，32点输出，主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。上位机与下位机采用RS485, 通讯，通讯方便，可靠。同时选用了一台三菱5.7寸触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。本系统运行可靠，维护方便，操作简便直观，大大tigao了胶印机的档次。
（二）欧姆龙（OMRON）PLC在石油加工工业中的应用
在石油加工工业中，大型旋转机组是装置设备的重要组成部分，重油催化裂化气压机组的联锁-自保系统从满足工艺生产需求出发，考虑到安全性、可靠性、经济性、可扩展性等因素，采用了OMRON公司生产的CPM2AH型PLC进行系统构建，CPM2AH自带I/O接口，可以接36点输入，24点输出，输出形式是继电器，并且通过RS232C串口与PC机通讯，使生产过程表现稳定，动作可靠，在事故状态下对机组及生产装置实行了自我保护，杜绝了恶性事故的扩大和蔓延，取得了显著的效果。
随着科技的不断进步，PLC的种类日益繁多，功能也逐渐增强。文章中尽管归纳了一些选用PLC的方法，但在实际工作中还一定要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的工业控制系统。
LED电路:GZQ-100型LED光柱显示器件的控制电路图
GZQ-100型LED光柱显示器件的控制电路如图所示。GZQ-100型器件具有10根阴极引线和10根阳极引线，构成10×10的矩阵。10根阴极(X电极)和10根阳极(Y电极)分别连接到阴极开关电路和阳极开关电路上。阴极开关电路受到译码器和计数器的控制。当阴极开关电路和阳极开关电路同时导通时，直流电压通过发光二极管芯片，使其发光。阴极开关电路受到计数器和译码器的控制。被测信号通过比较器同基准信号进行比较，将被测信号的幅度变成脉宽信号，送进阳极开关电路，对光柱显示器件中的发光芯片数目加以控制，实际上是控制光柱的长度。光柱旁边有已校准的机械刻度数值。根据光柱达到的刻度数值，可知被测信号的数值。由于采用逐点扫描的工作方式，故光柱亮度随芯片数目的增加而下降。为了进步亮度，应采用高亮度芯片来装配器件。另外，在电路上应在条件许可的情况下进步直流电压和减小阳极限流电阻。
1引言
大型火力发电厂油库系统在机组启停及机组低负荷时用于向锅炉提供燃油。传统运行方式由值长下达用油命令，油库值班人员启动设备进行运行管理，需要人员长期在油库值班，浪费大量人力，本文将介绍厦门某4*300mw电厂采用组态王软件及PLC进行油库控制系统改造，实现油库设备无人职守。
2工艺流程分析
燃油系统共有两个油罐通过阀门切换可以选择#1油罐、#2油罐进行用油，在供油母管安装有一个气动阀门，通过控制阀门开度，可以控制供油母管回油数量，从而调节供油母管的压力，以确保锅炉用油在正常压力范围内。
2.1主机监控要求
主机在锅炉需要用油时启动一台油泵电机向锅炉供油，同时打开油泵循环冷却水阀门。当供油管压力小于3mpa时，调小供油母管气动阀，当气动阀调到小时还无法达到母管所需压力要求时，系统启动另一台油泵电机及其油泵循环冷却水阀门。
2.2辅机控制要求
辅机包括控制一台污油回收泵电机及净化油回收泵电动机，当油库污油池达到高油位时启动污油回收泵，进行污油回收，到低油位时停止电机运行；油库净化油池达到高油位时启动净化油回收泵，进行污油回收，到低油位时停止电机。
2.3上位机监控要求
模拟量信号主要包括两个油罐温度测点共22个、供油母管压力、供油母管回油气动阀开度、两台油泵电机电流信号、油罐油位；数字量信号——两台油泵电机状态(包括运行、停机、跳闸)、污油回收泵电机及净化油回收泵电动机状态(包括运行、停机、跳闸)、两台油泵出口压力状态(包括低压力、高压力)、污油池高低油位、净油池高低油位、plc通信状态等。
2.4硬件架构体系
plc主机采用日本欧姆龙c200he-cpu42单元。执行系统逻辑控制，运算及通过软件编程实现模拟量输入信号的采样、滤波、pid控制等功能，上位机通过rs-232c/rs422通信接口转换实现与plc通信。硬件系统有2个数字量输入模块、2个数字量输出模块实现现场各开关状态采集及执行元件驱动，6个温度采集模块用于两个油罐本体温度的采集，ad002模块用于气动阀控制，da002用于油泵电动机电流、母管油压、油罐油位、供油回油阀开度信号采集。
3plc程序流程设计
3.1油泵电机控制
当接到启动油泵指令时，操作人员在上位机上进行启动操作，可选择启动a油泵电机或b油泵电机并启动相应的油泵冷却水系统，对油泵进行水冷却，避免油泵温度过高。启动一台油泵无法达到母管压力工作要求(大于3mpa)时，首先对回油气动阀进行调节，调到气动阀小形程时，仍无法达到3mpa以上，启动另一台油泵，并进行判断油压是否大于3mpa，如果还小于3mpa，系统进行报警处理，通知运行人员进行现场检查。当母管油压大于工作压力大值6mpa时，调整气动阀进行压力调节，如果气动阀已调整到大值仍无法满足工作压力要求，进行报警，通知运行人员处理。程序流程如图1所示。
图1油泵电机控制流程
3.2油库辅助系统
油库辅助系统主要根据油池的油位控制两台电机的启停，以及时回收废油，避免环境污染。其工作流程分别如图2、图3所示。
图2油位控制流程
图3回收废油流程
3.3模拟量数据采集处理
为了避免现场干扰，模拟量采集在plc中采用平均值滤波方法进行抗干扰处理。连续采集五次数，并剔除其中高及低两个数，然后在对其余的三个数作平均，并以其值作为采集数。
3.4气动阀控制
由plc模拟量模块输出控制信号4~20ma，阀门控制器把电流信号转换为步进电机的行程信号，电机转动，由杠杆带动阀杆运作，实现直行程。电机运行，通过齿轮运转，由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号，此外还有全开，全关数字量限位信号。控制系统根据上位机的给定值及反馈开度信号，通过pid运算进行控制。
4监控软件设计
上位机监控软件采用组态王5.1版本，该系统运行于bbbbbbs系统，系统功能完善、稳定，其内嵌的可编程控制器通信协议有广泛的硬件支持，并采用dll通信方式，采样速度快，可靠性高，使用方便。上位机组态王主要功能设计：
4.1油库设备动态显示
通过与plc进行通信，采集油库各设备状态，并通过程序组态，可以直观显示现场设备运行状态、电机电流、调节阀开度、温度等数值，操作人员在控制室就能获得设备状况并及时做出反应，如图4所示。
图4油库设备动态显示画面
4.2远程控制
在供油泵运行主窗口上用鼠标点击设备控制窗口，系统弹出该设备操作画面，就可以对设备进行相应操作，包括两台油泵根据母管油压状态进行连锁/解锁运行、油泵启动/停运、污油泵、回收泵启动/停运，气动阀开度设置等。
4.3实时曲线及历史曲线
实时曲线可以实时反应各模拟量参数变化情况，以方便运行人员及时掌握设备运行趋势。通过历史曲线查询，设备管理人员可以掌握现存设备运行情况，以便为计划检修提供依据，同时可以在设备发生故障时，查找原因提供数据。
4.4报警功能
包括实时报警功能及历史报警记录。当出现新的报警数据时，弹出报警窗口及声响，报警窗口包括
4.5安全管理
组态王提供操作权限分级管理功能，为不同人员提供分级操作功能，并把各项操作记录操作日志上，以方便管理人员查找设备操作情况，提供整套系统安全保障。
