西門子CPU模塊221-1EF22-0XA0原包裝

時間：2023-10-16

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技術指導：

西門子PLC的兩種網絡連接器介紹

模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。
三、控制功能的選擇
該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運算功
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復雜運算功

能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具

有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或機的通信，有些產品還具有與工廠或企業(yè)網進行數(shù)據(jù)

通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功

能，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要

譯碼和編碼等運算。

(二)控制功能
控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此

，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，

PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉換單元等。
(三)通信功能
大中型PLC應支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應能與工廠網（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議

應符合ISO/IEEE通信，應是開放的通信網絡。
PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網、常用DCS接口等；大

中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合，通信距離應裝置實際要求
PLC的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC的通信網絡主要形式有下列幾種形

式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網絡；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網絡；

3）PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網；4）PLC網絡（各廠商的PLC通信網絡）。
為減輕CPU通信任務，根據(jù)網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網）通信處理器。

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(四)編程功能
離線編程：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程時，CPU只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成

編程后，編程器切換到運行，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程可成本，但使用和調試不方

便。在線編程：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把

在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種成本較高，但調試和操作方便

，在大中型PLC中常采用。
五種化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結構文本

（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿

足特殊控制的控制要求。
(五)診斷功能
PLC的診斷功能包括硬件和的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，診斷分內診斷和外診斷。

通過對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診

斷。

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西門子選型資料如下：

輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算

I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再10%～20%的可擴展

余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。

二、存儲器容量的估算

存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。

存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。

三、控制功能的選擇

該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。

(一)運算功

簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或機的通信，有些產品還具有與工廠或企業(yè)網進行數(shù)據(jù)通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運算，數(shù)值轉換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算。

(二)控制功能

控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉換單元等。

(三)通信功能

大中型PLC應支持多種現(xiàn)場總線和通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應能與工廠網（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信，應是開放的通信網絡。

PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合，通信距離應裝置實際要求

PLC的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC的通信網絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網絡；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網絡；3）PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網；4）PLC網絡（各廠商的PLC通信網絡）。

為減輕CPU通信任務，根據(jù)網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網）通信處理器

可編程序控制器(PLC)的特點

為適應工業(yè)使用，與一般控制裝置相比較，PLC機有以下特點：

1. 可靠性高，抗能力強

工業(yè)生產對控制設備的可靠性要求：

①平均故障間隔時間長

②故障修復時間（平均修復時間）短

任何電子設備產生的故障，通常為兩種：

①偶發(fā)性故障。由于外界惡劣如電磁、**高溫、**低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起部件的損壞，一旦條件恢復正常，也隨之恢復正常。但對PLC而言，受外界影響后，內部存儲的信息可能被。

②性故障。由于元器件不可恢復的而引起的故障。

如果能偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使PLC在惡劣中不受影響或能把影響的后果在范圍，使PLC在惡劣條件消失后自動恢復正常，這樣就能平均故障間隔時間；如果能在PLC上一些診斷措施和適當?shù)谋Ｗo手段，在性故障出現(xiàn)時，能很快查出故障發(fā)生點，并將故障在局部，就能PLC的平均修復時間。為此，各PLC的生產廠商在硬件和方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯信息，停止運行等待修復外，還使PLC具有了很強的抗能力。

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詞條說明
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