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当选择了PLC之后,首先需要确定的是系统中各I/O点的**地址。在西门子S7系列PLC中I/O**地址的分配方式共有固定地址型、自动分配型、用定义型3种。实际所使用的方式决定于所采用的PLC的CPU型号、编程软件、软件版本、编程人员的选择等因素。
1.固定地址型
固定地址分配方式是一种对PLC安装机架上的每一个安装位置(插槽)都规定地址的分配方式。其特点如下:
①PLC的每一个安装位置都按照该系列PLC全部模块中可能存在的较大I/O点数分配地址。
例如:S7-300系列I/O模块中较大开关量输入/输出为32点,因此,每一个安装位置都必须分配32点地址:如果实际安装的模块只有16点输入,那么剩余的I/O地址将不可以再作为物理输入点使用。
②对于输入或输出来说,I/O地址是间断的,而且,在输入与输出中不可以使用相同的二进制字节与位。
例如:S7-300系列I/O模块的*1安装位中安装了32点输入模块,地址数据中的0.0~3.7就被该模块所占用,地址固定为I0.0~13.7;即使*2安装位中安装了32点输出模块,其输出地址也只能是Q4.O~Q7.7,而不可以是QO.O~Q3.7,在实际编程时QO.O~Q3.7就变成了不存在的输出。同样,如果在*3安装位中接着安装了16点输入模块,其地址将为I8.0~19.7,在实际编程时I4.0~17.7就变成了不存在的输入。
以上分配原则对模拟量模块同样适用。
2.自动分配型
自动地址分配方式是一种通过自动检测PLC所安装的实际模块,自动、连续分配地址的分配方式。其特点如下:
①PLC的每一个安装位置的I/O点数量无规定,PLC根据模块自动分配地址。
例如:当每一个安装位置安装了32点模块后,PLC自动分配给该模块0.0~3.7的地址:如果实际安装的模块只有16点输入,那么PLC自动分配给该模块的地址就成为0.0~1.7。
②输入与输出的地址均从0.0起连续编排、自动识别,I/O地址连续、有序。
例如:PLC的*1安装位中安装了32点输入模块,地址为I0.0~13.7;当*2安装位中安装了32点输出模块后,其输出地址自动分配为QO.O~Q3.7。同样,如果在*3安装位中接着安装了16点输入模块,其地址将为I4.0~15.7。I/O地址中没有不存在的输入与输出。
以上分配原则对模拟量模块同样适用。
对于S7-300系列,由于生产时间、软件版本的不同,安装于PLC主机上的部分I/O模块,CPU的地址分配可能会出现断续的情况,CPU仍然按照较大开关量输入/输出进行地址分配,当使用32点以下模块时,多余的地址不可以再使用。但是,、对于远程I/O单元,地址总是连续分配的。
3.用户设定型
用户设定型分配方式是一种可以通过编程软件进行任意定义的地址分配方式。其特点如下:
①PLC的每一个安装位置的地址可以任意定义,I/O点数量无规定,但同- PLC中不可以重复。
例如:当每一个安装位置安装了32点输入模块后,用户可以分配给该模块I0.0~13.7的地址;也可以分配其他任意地址,如I8.0~I11.7等。但在分配I0.0~13.7后,后续的同类模块中不可以再使用地址I0.0~13.~。
②输入与输出的地址既可以是间断的,也可以不按照次序排列。
例如:PLC的*1安装位中安装了32点输入模块,地址定义为I8.0~111.7;*2安装位中再安装32点输入模块,地址定义为I0.0~13.7,这样的分配同样也允许。
晶体管型高速输出大多属于“源型”类型,除少量的PLC,如224xp si(6ES7 214-2AS23-0XB0)的输出具备是漏型输出外,另外,224xp(6ES7 214-2BD23-0XB0)输出还支持5V或24V的
电源
电压使用(Q0.0/Q0.1/Q0.2/Q0.3/Q0.4)。
224xp si输入、输出连接图
对应源型输出类型的解释:(以PLC这侧为判断依据) 当输出端子的电流方向是PLC向外部输出的(自PLC向外输出电流的),西门子判断为源型输出模式,当输出端子的电流方向是向PLC内部输入的,西门子判断为漏型输出模式,这个与其它第三方PLC的输出类型解释有所区别。 论坛上经常看到有类似问题的提问,因之前是学电子设计的,总感觉这些不是什么问题,应该可以通过增加转换板,改变接线的方式(变更硬件连接)可以解决。(考虑的思路方向是否能够构成回路的依据,仅仅是考虑PLC与第三方伺服驱动器的回路问题)。当然这个转换板西门子也没有相应的配件提供,给用户的使用会带来一些不便(目前市场上的转换板由于是第三方或者用户自制的,品质无法确保),但类似的问题也有驳于西门子选型的理论,西门子的选型理论应该是提前统筹好各外部输入、输出;和特殊器件的连接及数量。但实际应用中仍然有部分用户由于没有做足前期的准备工作,当进入到安装、调试时就面临了连接的问题。以下以一款三菱MR-J3-_A系列交流伺服驱动器与西门子200高速输出端子的连接来说明一些问题和连接的可能性讨论。 图示:三菱MR-J3-_A系列伺服速度控制模式连接
对应源型输出类型的解释:(以PLC这侧为判断依据) 当输出端子的电流方向是PLC向外部输出的(自PLC向外输出电流的),西门子判断为源型输出模式,当输出端子的电流方向是向PLC内部输入的,西门子判断为漏型输出模式,这个与其它第三方PLC的输出类型解释有所区别。 论坛上经常看到有类似问题的提问,因之前是学电子设计的,总感觉这些不是什么问题,应该可以通过增加转换板,改变接线的方式(变更硬件连接)可以解决。(考虑的思路方向是否能够构成回路的依据,仅仅是考虑PLC与第三方伺服驱动器的回路问题)。当然这个转换板西门子也没有相应的配件提供,给用户的使用会带来一些不便(目前市场上的转换板由于是第三方或者用户自制的,品质无法确保),但类似的问题也有驳于西门子选型的理论,西门子的选型理论应该是提前统筹好各外部输入、输出;和特殊器件的连接及数量。但实际应用中仍然有部分用户由于没有做足前期的准备工作,当进入到安装、调试时就面临了连接的问题。以下以一款三菱MR-J3-_A系列交流伺服驱动器与西门子200高速输出端子的连接来说明一些问题和连接的可能性讨论。 图示:三菱MR-J3-_A系列伺服速度控制模式连接
对应源型输出类型的解释:(以PLC这侧为判断依据)
当输出端子的电流方向是PLC向外部输出的(自PLC向外输出电流的),西门子判断为源型输出模式,当输出端子的电流方向是向PLC内部输入的,西门子判断为漏型输出模式,这个与其它第三方PLC的输出类型解释有所区别。
论坛上经常看到有类似问题的提问,因之前是学
电子
设计的,总感觉这些不是什么问题,应该可以通过增加转换板,改变接线的方式(变更硬件连接)可以解决。(考虑的思路方向是否能够构成回路的依据,仅仅是考虑PLC与第三方伺服驱动器的回路问题)。当然这个转换板西门子也没有相应的配件提供,给用户的使用会带来一些不便(目前市场上的转换板由于是第三方或者用户自制的,品质无法确保),但类似的问题也有驳于西门子选型的理论,西门子的选型理论应该是提前统筹好各外部输入、输出;和特殊器件的连接及数量。但实际应用中仍然有部分用户由于没有做足前期的准备工作,当进入到安装、调试时就面临了连接的问题。
以下以一款三菱MR-J3-_A系列交流伺服驱动器与西门子200高速输出端子的连接来说明一些问题和连接的可能性讨论。
图示:三菱MR-J3-_A系列伺服速度控制模式连接
假设,以伺服启动回路电流经过途径来描述回路路径:DC24V(DICOM)电源连接至端子号20#,由内部光电耦合组成回路连接至端子15#伺服启动端子。当外部PLC提供与15#连接端子低电位时,电流方向以24V电源开始,自内部回路到伺服启动控制端子15#,在由外部触点构成至电源负(DOCOM)端子的一个闭环回路。如果与西门子200PLC直接连接显然无法进行,见图示224XP高速输入、输出
假设,以伺服启动回路电流经过途径来描述回路路径:DC24V(DICOM)电源连接至端子号20#,由内部光电耦合组成回路连接至端子15#伺服启动端子。当外部PLC提供与15#连接端子低电位时,电流方向以24V电源开始,自内部回路到伺服启动控制端子15#,在由外部触点构成至电源负(DOCOM)端子的一个闭环回路。如果与西门子200PLC直接连接显然无法进行,见图示224XP高速输入、输出
假设,以伺服启动回路电流经过途径来描述回路路径:
DC24V(DICOM)电源连接至端子号20#,由内部光电耦合组成回路连接至端子15#伺服启动端子。当外部PLC提供与15#连接端子低电位时,电流方向以24V电源开始,自内部回路到伺服启动控制端子15#,在由外部触点构成至电源负(DOCOM)端子的一个闭环回路。
如果与西门子200PLC直接连接显然无法进行,见图示224XP高速输入、输出
以Q0.0为例说明西门子200PLC的高速输出特征,当有输出高速脉冲时,Q0.0端子为高电平,而三菱伺服驱动器端子需要的是低电平。假设,伺服驱动器控制仅仅需要的是一个端子那问题就变得相对简单的多了。我们可以把三菱伺服驱动器的15#端子经外部触点连接到1L+,M与三菱伺服驱动器的DOCOM连接构成闭合回路,但实际伺服驱动器连接需要多个端子的组合连接才能实现的控制。当然如果有一方能够实现输入、输出极性转换选择问题也可以得到解决,但事实上双方均没有这个选项,一般需要通过外部转换板进行间接连接。转换板图示:
以Q0.0为例说明西门子200PLC的高速输出特征,当有输出高速脉冲时,Q0.0端子为高电平,而三菱伺服驱动器端子需要的是低电平。假设,伺服驱动器控制仅仅需要的是一个端子那问题就变得相对简单的多了。我们可以把三菱伺服驱动器的15#端子经外部触点连接到1L+,M与三菱伺服驱动器的DOCOM连接构成闭合回路,但实际伺服驱动器连接需要多个端子的组合连接才能实现的控制。当然如果有一方能够实现输入、输出极性转换选择问题也可以得到解决,但事实上双方均没有这个选项,一般需要通过外部转换板进行间接连接。转换板图示:
以Q0.0为例说明西门子200PLC的高速输出特征,当有输出高速脉冲时,Q0.0端子为高电平,而三菱伺服驱动器端子需要的是低电平。假设,伺服驱动器控制仅仅需要的是一个端子那问题就变得相对简单的多了。我们可以把三菱伺服驱动器的15#端子经外部触点连接到1L+,M与三菱伺服驱动器的DOCOM连接构成闭合回路,但实际伺服驱动器连接需要多个端子的组合连接才能实现的控制。当然如果有一方能够实现输入、输出极性转换选择问题也可以得到解决,但事实上双方均没有这个选项,一般需要通过外部转换板进行间接连接。
转换板图示:
转换板工作原理:当PLC输出脉冲高电平时,转换板2SC9018基较得到一个高电平,驱动该晶体管导通(开关工作机制),使连接到伺服驱动器的端子由高电平变为低电平(0.2~0.3V),使伺服驱动器端子为有效电平,从而得到正常的回路工作机制。选择转换板元件的依据是:1)作开关工作机制晶体管的工作频率,大于高速脉冲输出频率(>100KHZ)2)作开关工作机制晶体管的工作电压、电流大于高速脉冲输出时的工作电压24V及以上,电流大于100mA及以上3)所使用的电阻器功率在1/2W以上转换板的参考点分别连接到PLC的M和伺服驱动器的DOCOM端子。如果不增加转换板是否能够通过改动端子结构实现“直接”连接?回答应该是可以的,如,只要将200PLC的1L+组的公共端子拆分开后分别连接到各Q0.*,或者改动伺服驱动器的20的公共性端子得以解决。但这样的改动的理论依据必须是熟悉基本的电子基础,有相应的动手能力,显然改动PLC或驱动器的硬件,在实际应用中不能够得到大多数人的认可,且改动后PLC或驱动器的通用性也是一个问题。建议:西门子200smart信号板是否能够提供具有高速输出功能且是漏型的模板。以上问题讨论仅仅是一种理论范畴为依据的思路。关于高速输出的特性要求: 集成的PLC做高速脉冲输出时,往往有这么一段文字大家不一定会关注,意思是:为输出电流确保在开关状态,必须**工作的电流值在一定范围。 这个得从晶体管的特性曲线说起,晶体管具有3个工作区域,即截止区、放大区、开关状态工作区。当晶体管工作在放大区时,集电极输出的波形有可能不符合高速脉冲所需要接收到的曲线特性,确保集电极的工作电流实际上是确保所发出的高速脉冲曲线*给驱动器所接收到或者是认可的,在电子学上同样被认同为输出曲线的坡度有足够的陡,才能具备晶体管快速相应工作机制。解决的方法是增加高速输出端子的负载,一般是回路并联外置电阻器进行。伺服电机信号转换板采用2N5551三极管,参数:
转换板工作原理:当PLC输出脉冲高电平时,转换板2SC9018基较得到一个高电平,驱动该晶体管导通(开关工作机制),使连接到伺服驱动器的端子由高电平变为低电平(0.2~0.3V),使伺服驱动器端子为有效电平,从而得到正常的回路工作机制。选择转换板元件的依据是:1)作开关工作机制晶体管的工作频率,大于高速脉冲输出频率(>100KHZ)2)作开关工作机制晶体管的工作电压、电流大于高速脉冲输出时的工作电压24V及以上,电流大于100mA及以上3)所使用的电阻器功率在1/2W以上转换板的参考点分别连接到PLC的M和伺服驱动器的DOCOM端子。如果不增加转换板是否能够通过改动端子结构实现“直接”连接?回答应该是可以的,如,只要将200PLC的1L+组的公共端子拆分开后分别连接到各Q0.*,或者改动伺服驱动器的20的公共性端子得以解决。但这样的改动的理论依据必须是熟悉基本的电子基础,有相应的动手能力,显然改动PLC或驱动器的硬件,在实际应用中不能够得到大多数人的认可,且改动后PLC或驱动器的通用性也是一个问题。建议:西门子200smart信号板是否能够提供具有高速输出功能且是漏型的模板。以上问题讨论仅仅是一种理论范畴为依据的思路。关于高速输出的特性要求: 集成的PLC做高速脉冲输出时,往往有这么一段文字大家不一定会关注,意思是:为输出电流确保在开关状态,必须**工作的电流值在一定范围。 这个得从晶体管的特性曲线说起,晶体管具有3个工作区域,即截止区、放大区、开关状态工作区。当晶体管工作在放大区时,集电极输出的波形有可能不符合高速脉冲所需要接收到的曲线特性,确保集电极的工作电流实际上是确保所发出的高速脉冲曲线*给驱动器所接收到或者是认可的,在电子学上同样被认同为输出曲线的坡度有足够的陡,才能具备晶体管快速相应工作机制。解决的方法是增加高速输出端子的负载,一般是回路并联外置电阻器进行。伺服电机信号转换板采用2N5551三极管,参数:
转换板工作原理:
当PLC输出脉冲高电平时,转换板2SC9018基较得到一个高电平,驱动该晶体管导通(开关工作机制),使连接到伺服驱动器的端子由高电平变为低电平(0.2~0.3V),使伺服驱动器端子为有效电平,从而得到正常的回路工作机制。
选择转换板元件的依据是:
1)作开关工作机制晶体管的工作频率,大于高速脉冲输出频率(>100KHZ)
2)作开关工作机制晶体管的工作电压、电流大于高速脉冲输出时的工作电压24V及以上,电流大于100mA及以上
3)所使用的电阻器功率在1/2W以上
转换板的参考点分别连接到PLC的M和伺服驱动器的DOCOM端子。
如果不增加转换板是否能够通过改动端子结构实现“直接”连接?回答应该是可以的,如,只要将200PLC的1L+组的公共端子拆分开后分别连接到各Q0.*,或者改动伺服驱动器的20的公共性端子得以解决。但这样的改动的理论依据必须是熟悉基本的电子基础,有相应的动手能力,显然改动PLC或驱动器的硬件,在实际应用中不能够得到大多数人的认可,且改动后PLC或驱动器的通用性也是一个问题。
建议:西门子200smart信号板是否能够提供具有高速输出功能且是漏型的模板。
以上问题讨论仅仅是一种理论范畴为依据的思路。
关于高速输出的特性要求:
集成的PLC做高速脉冲输出时,往往有这么一段文字大家不一定会关注,意思是:为输出电流确保在开关状态,必须**工作的电流值在一定范围。
这个得从晶体管的特性曲线说起,晶体管具有3个工作区域,即截止区、放大区、开关状态工作区。当晶体管工作在放大区时,集电极输出的波形有可能不符合高速脉冲所需要接收到的曲线特性,确保集电极的工作电流实际上是确保所发出的高速脉冲曲线*给驱动器所接收到或者是认可的,在电子学上同样被认同为输出曲线的坡度有足够的陡,才能具备晶体管快速相应工作机制。解决的方法是增加高速输出端子的负载,一般是回路并联外置电阻器进行。
伺服电机
信号转换板采用2N5551
三极管
,参数:
SIM提供了方便、强大的仿真模拟功能。与真实的PLC相比,它的灵活性高,提供了许多PLC硬件无法实现的功能,使用也更加方便。但是仿真软件毕竟不能完全取代真实的硬件,不可能实现完全仿真。用户利用S7-PLCSIM进行仿真时,还应该了解它与真实PLC的差别。
1.S7-PLCSIM上有如下功能在真实PLC上无法实现
1)仿真的CPU中正在运行时可以用“Stop”选项中断程序,恢复“运行”时是从程序中断处开始继续处理程序。
2)与真实的CPU一样,仿真软件可以改变CPU的操作模式(RUN、RUN-P和S**)。但与实际CPU不同的是仿真的CPU切换到S**模式并不会改变输出的状态。
3)仿真软件中在目标视图中变量的每个改变,其存储区对应相关地址的内容会被同时更新。CPU并不是等到循环周期结束或开始时才更新改变的数据。
4)使用关于程序处理的选项可以*CPU如何执行程序:
●选择“By cycles”程序执行一个周期后等待命令再执行下一个循环周期。
●选择“Automatic”程序的处理同实际自控系统一样,一旦一个循环周期结束马上执
行下一个周期。
5)仿真定时器可以使用自动或手动方式处理,自动方式按照程序执行结果,手动方式可以给定特殊值或复位定时器。复位定时器可以复位单独的定时器或一次复位所有定时器。
6)可以手动触发诊断中断OB。OB40到OB47(过程中断)、OB70(I/O冗余错误)、OB72(CPU冗余错误)、OB73(通信冗余错误)、OB80(时间错误)、OB82(诊断警告)、OB83(插拔模块警告)、OB85(程序执行错误)和OB86(机架故障)。
7)过程映像区和I/O区。如果改变一个输入映像区的值,S7-PLCSIM立即将此值复制到输入外设区。这就意味着从输入外设区写到输入过程映像区所需要的值在下一个循环周期开始时不会丢失。同样如果改变了输出映像区的一个值,此值立即被复制到输出外设区。
2.S7-PLCSIM与“实际”的自动化系统还有以下不同
1)诊断缓冲区。S7-PLCSIM不能支持所有写入诊断缓冲区的错误消息。例如,关于CPU中的电池电量不足的消息或者EEPROM错误是不能仿真的。但大部分I/O和程序错误都是可以仿真的。
2)在改变操作模式时(比如从RUN切换到S**)输入/输出没有“安全”状态。
3)不支持功能模块(FM)。
4) S7-PLCSIM与S7-400 PLC CPU一样支持4个累加器。在某些情况下S7-PLCSIM上运行的程序与真实的只有两个累加器S7-300 PLC CPU上运行结果不同。
5)输入/输出的不同。大多数S7-300 PLC产品系列的CPU可以自动配置输入/输出设备。如果将模块连接到控制器,CPU即自动地识别此模块。对于仿真的自动化系统,这种自动地识别是不能模拟的。如果把一个自动组态好I/O的S7-300 PLC CPU程序装载到S7-PLCSIM中,系统数据中将不包含任何I/O组态。因此,如果使用S7-PLCSIM来仿真S7-300 PLC的程序,为了使CPU能识别所使用的模块,必须首先装载硬件组态。在S7-PLCSIM中S7-300 PLC CPU不能自动识别I/O,例如CPU 315-2DP,CPU 316-2DP或CPU 318-2DP等,为了能将硬件组态装载到S7-PLCSIM,需要创建一个项目。复制相应的硬件组态到这个项目并装载到S7-PLCSIM。然后从任意STEP 7项目装载程序块,I/O处理都不会有错误。
西门子plc的PPI通信、MPI通信和PROFIBUS-DP现场总线通信的物理层都是RS-485,而且采用都是相同的通信线缆和专用网络接头。西门子提供两种网络接头,即标准网络接头和包括编程端口接头,可方便地将多台设备与网络连接,编程端口允许用户将编程站或hmi没备与网络连接,而不会干扰任何现有网络连接,图为带编程口的网络接头。标准网络接头的编程端口接头均有两套终端螺丝钉,用于连接输入和输出网络电缆。这两种接头还配有开关,可选择网络偏流和终端。图显示了电缆接头的普通偏流和终端状况,右端的电阻设置为“on”,而中间的设置为“off”,图中只显示了一个,若有多个也是这样设置。要将偏流电阻设置“on”或者“off”,只要拨动网络接头上的拨钮即可。图中拨钮在“off”一侧,因此偏置电阻未接入电路。
网络接头的偏流电阻设置图
网络接头的偏流电阻设置图
图 网络接头的偏流电阻设置图
西门子的专用PROFIBUS电缆中有两根线,一根为红色,上标有“B”,一根为绿色,上面标有“A”,这两根线只要与网络接头上相对应的“A”和“B”接线端子相连即可(如“A”线与“A”接线端相连)。网络接头直接插在PLC的通信口上即可,不需要其他设备。注意:三菱的FX系列PLC的RS-485通信要加RS-485专用通信模块和偏流电阻。