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西門子模塊6ES7223-1PH22-0XA8

西門子PLC之S7家族

的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。

S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。

S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。

CPU模塊與那些模塊之間的數(shù)據(jù)交換的時(shí)間就會增加。這種數(shù)據(jù)交換的時(shí)間的增加，在一定程度上會使PLC的掃描時(shí)間加長。因此，有必要采取以下措施使系統(tǒng)總線傳輸速度高速化：增加系統(tǒng)總線的帶寬使一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量增多，例如三菱電機(jī)的小Q系列PLC，增加了系統(tǒng)總線的帶寬，使所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是以前的2倍；在系統(tǒng)總線存取的方式上，采用連續(xù)成組傳送技術(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)的高速批量傳送，大大縮短了存取每個(gè)字所需的時(shí)間；通過向與系統(tǒng)總線相連接的模塊實(shí)現(xiàn)全局傳送，即針對多個(gè)模塊同時(shí)傳送同一數(shù)據(jù)，有效地用活了系統(tǒng)總線。 運(yùn)算速度高速化也是日本PLC系統(tǒng)追求的一個(gè)重要目標(biāo)。由于目前PLC的CPU模塊競相采用32位RISC芯片，運(yùn)算速度大為提高。一般基本指令的執(zhí)行速度均達(dá)到數(shù)十個(gè)納秒（ns），如三菱電機(jī)的Q02HCPU其輸入指令的執(zhí)行時(shí)間為34ns，富士電機(jī)MICREX-SX系列SPH300達(dá)20ns，橫河電機(jī)的FA-M3系列的F3SP59-7S其輸入指令的執(zhí)行時(shí)間為17.5ns。僅看一種指令的執(zhí)行時(shí)間并不能完整地說明問題。日本電機(jī)工業(yè)會（日本電機(jī)工業(yè)的行業(yè)協(xié)會）JEMA一直倡導(dǎo)用PCmix值（即PLC的處理時(shí)間性能表示指標(biāo)，用1微秒執(zhí)行的基本指令和數(shù)據(jù)處理指令的平均次數(shù)來表示）來衡量PLC的運(yùn)算速度。所謂1微秒執(zhí)行的基本指令和數(shù)據(jù)處理指令的平均次數(shù)，是按PLC應(yīng)用程序所使用的指令的頻繁程度的統(tǒng)計(jì)平均值計(jì)算的。一般是基本指令占54%(其中輸入指令占17%，輸出指令13%，邏輯運(yùn)算指令21%，定時(shí)器輸出3%)，數(shù)據(jù)處理指令占39%（其中傳送指令占25%，四則函數(shù)運(yùn)算指令，比較指令6%），其它指令7%。仍以三菱電機(jī)的小Q系列為例，其中的Q25HCPU的PCmix值是10.3，比A2UHCPU-S1快5倍（為2.0），比A2SHCPU快20倍多(PCmix值為0.5)。隨著PLC的功能擴(kuò)展，運(yùn)算指令、文字處理指令、通信指令等用的越來越多，各種指令的使用頻率也會發(fā)生一定的變化，PCmix值的計(jì)算也會有所變化。這里順便提一下，之所以要多次舉三菱電機(jī)為例，是因?yàn)樗腜LC的*占日本的50%以上，為日本的大PLC供應(yīng)廠商，因而具有相當(dāng)?shù)牡湫托?。同時(shí)，通過軟件技術(shù)提升PLC操作系統(tǒng)的水平，實(shí)現(xiàn)了事件中斷的高速響應(yīng)（200微秒）功能，高速計(jì)數(shù)功能，0.5毫秒（三菱電機(jī)的小Q系列PLC）、甚至0.2毫秒（橫河電機(jī)的的FA-M3系列PLC）的恒定掃描時(shí)間功能 

SINUMERIK 840D powerline 具有模塊化、開放性和統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，用于操作、編程和可視化，可實(shí)現(xiàn)一種適用于所有技術(shù)功能的創(chuàng)新系統(tǒng)平臺。與 SIMODRIVE 611 digital 變頻器系統(tǒng)一起，并輔以 SIMATICS7-300 自動化系統(tǒng)，SINUMERIK 840D powerline 提供了一種適用于復(fù)雜機(jī)加工任務(wù)以及具有較高動態(tài)水平和精度的完善的數(shù)字系統(tǒng)。通過 SINUMERIK 840D powerline，可簡單、經(jīng)濟(jì)、切實(shí)可行地實(shí)現(xiàn)一種 SINUMERIK 安全集成功能，對人員和機(jī)器提供有效保護(hù)。

用于數(shù)字任務(wù)的數(shù)控系統(tǒng) 
性能和靈活性高，尤其適用于復(fù)雜的多軸系統(tǒng) 
統(tǒng)一的開放性，從操作到 NC 的核心。 
集成可靠的人與機(jī)器安全保護(hù)功能：SINUMERIK 集成安全 
已經(jīng)驗(yàn)證的操作和編程軟件，例如 ManualTurn、ShopMill 或 ShopTurn 和運(yùn)動控制信息系統(tǒng)產(chǎn)品（MCIS 產(chǎn)品）

SINUMERIK 840D powerline 全球適用于車削、銑削、磨削、激光加工、復(fù)雜零件的分段沖裁、沖切等工藝，用于工具和模具制造、用于作為壓力控制、用于高速切削應(yīng)用、用于木材和玻璃加工、以及用于傳送線和回轉(zhuǎn)分度機(jī)，以及大批量生產(chǎn)和車間施工。

SINUMERIK 840DE powerline 還提供有用于需要認(rèn)證國家的出口型。

SINUMERIK 840D powerline 將數(shù)控程序、PLC、控制和通訊任務(wù)組合在單個(gè) NCU 模板中。通過安裝在饋電/再生反饋模板的右側(cè)，在安裝在 NCU 后，功能強(qiáng)大的 NCU 多處理器模板即已直接集成在 SIMODRIVE 611 digital 變頻器系統(tǒng)中。所有 NCU 的供貨范圍都包括設(shè)備總線電纜以及驅(qū)動總線終端器。

所有 NCU 都有用于 4 點(diǎn)數(shù)字量 CNC 輸入和 4 點(diǎn)快速數(shù)字量 CNC 輸出的內(nèi)置接口。通過驅(qū)動總線上的 NCU 端子板還可連接其它快速輸入/輸出。

高性能，高靈活性
硬件和軟件在 NC 和操作方面的可伸縮性可為 SINUMERIK 840D powerline 用于各種應(yīng)用提供正確的前提條件。包括從簡單的定位任務(wù)到復(fù)雜的多軸系統(tǒng)。對于加工任務(wù)提供有多種不同類型的 NCU。

如果對于進(jìn)給軸和通道還有更高要求，例如回轉(zhuǎn)分度機(jī)或多主軸機(jī)床，使用鏈路模板，還可組合 NCU 的計(jì)算性能、組態(tài)工具以及存儲區(qū)，顯著擴(kuò)展（快速 IPO 鏈路）。

使用這種加工包，可以簡便地實(shí)現(xiàn) 5 軸加工任務(wù)，例如任意形狀表面的銑削。在 5 軸加工包中包括下列功能：5 軸變換，帶刀具定位，5 軸刀具長度補(bǔ)償，定向刀具縮進(jìn)，針對刀具的 RTCP（旋轉(zhuǎn)刀具中點(diǎn)），以及萬向銑頭/攻絲頭。

對于制?；?HSC 領(lǐng)域的高動態(tài)和精度要求，建議使用 NCU 573.5 。

PLC的發(fā)展趨勢

1、功能向增強(qiáng)化和專業(yè)化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)，開發(fā)出專業(yè)化的PLC產(chǎn)品。以此來提高產(chǎn)品的性能和降低產(chǎn)品的成本，提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平。

2、規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展，小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的體積越來越小，功能越來越強(qiáng)；大型化是指應(yīng)用在工業(yè)過程控制領(lǐng)域較大的應(yīng)用市場，應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上千點(diǎn)，應(yīng)用功能從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展幾乎能滿足所有的用戶要求。

3、系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和開放化方向發(fā)展，以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在WINOOWs平臺上開發(fā)符合全新一體化開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。

通過提供標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的接口，可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)[2]。

PLC的功能特點(diǎn)

PLC的功能 隨著自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC的功能日益增多。它不僅能實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制，而且能實(shí)現(xiàn)多機(jī)群控制；不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還能實(shí)現(xiàn)過程控制、運(yùn)動控制和數(shù)據(jù)處理等，其主要功能如下：

1、開關(guān)量邏輯控制

這是PLC的最基本的功能。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關(guān)控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。使用PLC提供的定時(shí)、計(jì)數(shù)指令，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，其定時(shí)值和計(jì)數(shù)值既可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，也可用數(shù)字撥碼開關(guān)來設(shè)定，其值可進(jìn)行在線修改，操作十分靈活方便。

2、模擬量控制

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。PLC提供了各種智能模塊，如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、熱電阻用模擬量輸入模塊、熱電阻用模擬量輸出模塊等，通過使用這些模塊，把現(xiàn)場輸入的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送CPU處理；而CPU處理的數(shù)字結(jié)果，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設(shè)備，以完成對連續(xù)量的控制。

3、閉環(huán)過程控制

使用PLC不僅可以對模擬量進(jìn)行開環(huán)控制，而且還可以進(jìn)行閉環(huán)控制。配置PID控制單元或模塊，對控制過程中某一變量（如速度、溫度、電流、電壓等）進(jìn)行PID控制。

4、定時(shí)、定位、計(jì)數(shù)控制

PLC具有定時(shí)控制的功能，它為用戶提供了若干個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的時(shí)間可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設(shè)定，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制。定位控制是PLC*的控制功能之一。PLC提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實(shí)現(xiàn)各種需求的定位控制。PLC具有計(jì)數(shù)控制的功能，它為用戶提供了若干個(gè)計(jì)數(shù)器或高速計(jì)數(shù)模塊。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定，也可以用撥盤開關(guān)在外部設(shè)定，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)控制。、 5、順序（步進(jìn)）控制

在工業(yè)控制中，選用PLC實(shí)現(xiàn)順序控制，可以采用IEC規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言——順序功能圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以用移位寄存器和順序控制指令編寫程序。

6、網(wǎng)絡(luò)通信

現(xiàn)代PLC具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它既可以對遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制，又能實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而構(gòu)成“集中管理，分散控制"的分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動化。PLC通過RS232接口可與各種RS232設(shè)備進(jìn)行通信。PLC還可與其它智能控制設(shè)備（如變頻器、數(shù)控裝置）實(shí)現(xiàn)通信。PLC與變頻器組成聯(lián)合控制系統(tǒng)，可提高交流電動機(jī)的自動化控制水平。

7、數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?/span>