西門(mén)子6ES7214-1AG40-0XB0參數(shù)詳細(xì)

PLC開(kāi)關(guān)量和模擬量如何轉(zhuǎn)換
PLC開(kāi)關(guān)量、模擬量轉(zhuǎn)換，首先要明了三層含義:設(shè)備信號(hào)層、PLC軟件應(yīng)用層、PLC內(nèi)部處理層。
設(shè)備層:開(kāi)關(guān)量是通斷信號(hào)，模擬量是線性電壓信號(hào)或線性電流信號(hào)。
PLC軟件應(yīng)用層:開(kāi)關(guān)量是0、1開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)以二進(jìn)制形式存放在PLC內(nèi)部寄存器中，模擬量是工程量(如255、32767、65535)以16進(jìn)制形存放在PLC用戶寄存器中。
內(nèi)部處理層:全部都是從寄存器中調(diào)出采取二進(jìn)制運(yùn)算。
開(kāi)關(guān)量模擬量轉(zhuǎn)換在PLC軟件應(yīng)用層只要利用相關(guān)指令(如三菱K1M0等)將開(kāi)關(guān)量二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制存放在PLC用戶寄存器就可以。
開(kāi)關(guān)量和模擬量的轉(zhuǎn)換一般都經(jīng)過(guò)保持以及數(shù)字化的，比如開(kāi)關(guān)量，有干擾吧，要排除這種干擾，可以軟件排除干擾，比如隔幾毫秒讀取一次開(kāi)關(guān)狀態(tài)，兩次都讀到才認(rèn)為開(kāi)關(guān)關(guān)閉了，不然認(rèn)為是干擾，當(dāng)然干擾也可以用硬件排除干擾，如果施密特觸發(fā)器等。
對(duì)于模擬量，也是經(jīng)過(guò)量化的，比如0809AD轉(zhuǎn)換，對(duì)于轉(zhuǎn)換方法，在這里也說(shuō)不清楚，可以查詢芯片資料，0809芯片有控制轉(zhuǎn)換引腳，使能引腳，轉(zhuǎn)換地址等控制引腳，用8051單片機(jī)可以控制其轉(zhuǎn)換，當(dāng)然，還有高級(jí)的單片機(jī)，如MSP430，AVR等單片機(jī)，更好的轉(zhuǎn)換芯片，如DSP的STM32系列芯片，是專門(mén)的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。轉(zhuǎn)換的原理是根據(jù)轉(zhuǎn)換芯片的精度劃分轉(zhuǎn)換量，如，轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)為8位，再假定轉(zhuǎn)換的模擬量為5伏電壓，那么還可以把5伏分為256(因?yàn)?位芯片只能是2的8次方)等分，這樣就可以算出它的數(shù)字量了，反之亦然。
常見(jiàn)的模擬量信號(hào)有電壓和電流信號(hào)，有輸入信號(hào)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的，比如變頻器的調(diào)速、氣壓比例閥等，輸出信號(hào)多見(jiàn)與各種傳感器和其他輸出設(shè)備。它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系需要參考AD、DA模塊與設(shè)備量程來(lái)確定。
DA模塊
它的數(shù)字量與模擬信號(hào)電壓之間的關(guān)系如下圖：
PLC控制系統(tǒng)
模塊端4000量程的數(shù)字量對(duì)應(yīng)10V電壓信號(hào)，按照此關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而在設(shè)備端變頻器頻率與模擬量之間的關(guān)系為：50.00Hz對(duì)應(yīng)于10v電壓信號(hào)輸入，那么在plc編程中頻率與數(shù)字量轉(zhuǎn)換的關(guān)系就是1數(shù)字量=1.25Hz或者1Hz=0.8數(shù)字量，加入我們要控制變頻器30.00Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，就要向DA模塊中寫(xiě)入2400數(shù)字量。

AD模塊
在模塊端10v模擬量對(duì)應(yīng)4000數(shù)字量，按照此關(guān)系完成轉(zhuǎn)換。在設(shè)施端例如位置傳感器距離與模擬量電壓信號(hào)之間的關(guān)系是：200mm量程對(duì)應(yīng)10v模擬量輸出，那里在PLC程序要得到準(zhǔn)確的位置，位置與數(shù)字量之間的關(guān)系就是1mm=20數(shù)字量或者1數(shù)字量=0.05mm，加入我們檢測(cè)了2000的數(shù)字量，經(jīng)過(guò)換算就知道位置是100mm。
 
至于開(kāi)關(guān)量與模擬量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，應(yīng)該說(shuō)是模擬量怎么控制開(kāi)關(guān)量，比如說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)某值就要關(guān)掉電機(jī)、溫度大于多少就要終止加熱或小于多少要加熱，此刻我們經(jīng)過(guò)AD模塊監(jiān)控這些數(shù)據(jù)，在PLC中進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果來(lái)輸出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

4步教你輕松調(diào)試PLC控制系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)
調(diào)試工作是檢查PLC控制系統(tǒng)能否滿足控制要求的關(guān)鍵工作，是對(duì)系統(tǒng)性能的一次客觀、綜合的評(píng)價(jià)。系統(tǒng)投用前必須經(jīng)過(guò)全系統(tǒng)功能的嚴(yán)格調(diào)試，直到滿足要求并經(jīng)有關(guān)用戶代表、監(jiān)理和設(shè)計(jì)等簽字確認(rèn)后才能交付使用。調(diào)試人員應(yīng)受過(guò)系統(tǒng)的專門(mén)培訓(xùn)，對(duì)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、硬件和軟件的使用和操作都比較熟悉。
調(diào)試人員在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，都應(yīng)及時(shí)聯(lián)系有關(guān)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)人員同意后方可進(jìn)行修改，修改需做詳細(xì)的記錄，修改后的軟件要進(jìn)行備份。并對(duì)調(diào)試修改部分做好文檔的整理和歸檔。調(diào)試內(nèi)容主要包括輸入輸出功能、控制邏輯功能、通信功能、處理器性能測(cè)試等。
一、輸入輸出回路調(diào)試
 
(1)模擬量輸入(AI)回路調(diào)試。要仔細(xì)核對(duì)I0模塊的地址分配;檢查回路供電方式(內(nèi)供電或外供電)是否與現(xiàn)場(chǎng)儀表相*;用信號(hào)發(fā)生器在現(xiàn)場(chǎng)端對(duì)每個(gè)通道加入信號(hào)，通常取0、50%或*三點(diǎn)進(jìn)行檢查。對(duì)有報(bào)警、聯(lián)鎖值的AI回路,還要在報(bào)警聯(lián)鎖值(如高報(bào)、低報(bào)和聯(lián)鎖點(diǎn)以及精度)進(jìn)行檢查,確認(rèn)有關(guān)報(bào)警、聯(lián)鎖狀態(tài)的正確性。
(2)模擬量輸出(AO)回路調(diào)試。可根據(jù)回路控制的要求，用手動(dòng)輸出(即直接在控制系統(tǒng)中設(shè)定)的辦法檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如閥門(mén)開(kāi)度等)，通常也取0、50%或*三點(diǎn)進(jìn)行檢查;同時(shí)通過(guò)閉環(huán)控制,檢查輸出是否滿足有關(guān)要求。對(duì)有報(bào)警、聯(lián)鎖值的AO回路，還要在報(bào)警聯(lián)鎖值(如高報(bào)、低報(bào)和聯(lián)鎖點(diǎn)以及精度)進(jìn)行檢查，確認(rèn)有關(guān)報(bào)警、聯(lián)鎖狀態(tài)的正確性。
(3)開(kāi)關(guān)量輸入(DI)回路調(diào)試。在相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)端短接或斷開(kāi),檢查開(kāi)關(guān)量輸入模塊對(duì)應(yīng)通道地址的發(fā)光二極管的變化，同時(shí)檢查通道的通、斷變化。
(4)開(kāi)關(guān)量輸出(DO)回路調(diào)試?？赏ㄟ^(guò)PLC系統(tǒng)提供的強(qiáng)制功能對(duì)輸出點(diǎn)進(jìn)行檢查。通過(guò)強(qiáng)制,檢查開(kāi)關(guān)量輸出模塊對(duì)應(yīng)通道地址的發(fā)光二極管的變化，同時(shí)檢查通道的通、斷變化。
 
二、回路調(diào)試注意事項(xiàng)
(1)對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入輸出回路，要注意保持狀態(tài)的*性原則，通常采用正邏輯原則，即當(dāng)輸入輸出帶電時(shí),為“ON"狀態(tài),數(shù)據(jù)值為“1";反之，當(dāng)輸入輸出失電時(shí),為“OFF"狀態(tài)，數(shù)據(jù)值為“0"。這樣，便于理解和維護(hù)。
(2)對(duì)負(fù)載大的開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊應(yīng)通過(guò)繼電器與現(xiàn)場(chǎng)隔離，即現(xiàn)場(chǎng)接點(diǎn)盡量不要直接與輸入輸出模塊連接。
(3)使用PLC提供的強(qiáng)制功能時(shí),要注意在測(cè)試完畢后，應(yīng)還原狀態(tài);在同一時(shí)間內(nèi)，不應(yīng)對(duì)過(guò)多的點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)制操作，以免損壞模塊。
三、控制邏輯功能調(diào)試
 
控制邏輯功能調(diào)試，需會(huì)同設(shè)計(jì)、工藝代表和項(xiàng)目管理人員共同完成。要應(yīng)用處理器的測(cè)試功能設(shè)定輸入條件,根據(jù)處理器邏輯檢查輸出狀態(tài)的變化是否正確，以確認(rèn)系統(tǒng)的控制邏輯功能。對(duì)所有的聯(lián)鎖回路,應(yīng)模擬聯(lián)鎖的工藝條件，仔細(xì)檢查聯(lián)鎖動(dòng)作的正確性，并做好調(diào)試記錄和會(huì)簽確認(rèn)。
檢查工作是對(duì)設(shè)計(jì)控制程序軟件進(jìn)行驗(yàn)收的過(guò)程，是調(diào)試過(guò)程中復(fù)雜、技術(shù)要求、難度大的一項(xiàng)工作。特別在有技術(shù)應(yīng)用、軟件等情況下，更加要仔細(xì)檢查其控制的正確性,應(yīng)留有一定的操作裕度，同時(shí)保證工藝操作的正常運(yùn)作以及系統(tǒng)的安全性、可靠性和靈活性。
 
四、處理器性能測(cè)試
 
處理器性能測(cè)試要按照系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行，確保系統(tǒng)具有說(shuō)明書(shū)描述的功能且穩(wěn)定可靠，包括系統(tǒng)通信、備用電池和其他特殊模塊的檢查。對(duì)有冗余配置的系統(tǒng)必須進(jìn)行冗余測(cè)試。即對(duì)冗余設(shè)計(jì)的部分進(jìn)行全面的檢查，包括電源冗余、處理器冗余、I0冗余和通信冗余等。
(1)電源冗余
切斷其中一路電源，系統(tǒng)應(yīng)能繼續(xù)正常運(yùn)行，系統(tǒng)無(wú)擾動(dòng);被斷電的電源加電后能恢復(fù)正常。
(2)處理器冗余
切斷主處理器電源或切換主處理器的運(yùn)行開(kāi)關(guān)，熱備處理器應(yīng)能自動(dòng)成為主處理器,系統(tǒng)運(yùn)行正常，輸出無(wú)擾動(dòng);被斷電的處理器加電后能恢復(fù)正常并處于備用狀態(tài)。
(3)I0冗余
選擇互為冗余、地址對(duì)應(yīng)的輸入和輸出點(diǎn)，輸入模塊施加相同的輸入信號(hào),輸出模塊連接狀態(tài)指示儀表。分別通斷(或熱插拔，如果允許)冗余輸入模塊和輸出模塊,檢查其狀態(tài)是否能保持不變。
(4)通信冗余
可通過(guò)切斷其中一個(gè)通信模塊的電源或斷開(kāi)一條網(wǎng)絡(luò)，檢查系統(tǒng)能否正常通信和運(yùn)行;復(fù)位后，相應(yīng)的模塊狀態(tài)應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)正常。
冗余測(cè)試,要根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對(duì)一切有冗余設(shè)計(jì)的模塊都進(jìn)行冗余檢查。此外,對(duì)系統(tǒng)功能的檢查包括系統(tǒng)自檢、文件查找、文件編譯和下裝、維護(hù)信息、備份等功能。對(duì)較為復(fù)雜的PLC系統(tǒng)，系統(tǒng)功能檢查還包括邏輯圖組態(tài)、回路組態(tài)和特殊I0功能等內(nèi)容。

PLC中的開(kāi)關(guān)量、模擬量指的是什么
開(kāi)關(guān)量和模擬量是大家學(xué)習(xí)PLC初期使用多的兩種輸入輸出方式。什么是開(kāi)關(guān)量？什么是模擬量？這個(gè)問(wèn)題有必要弄清楚。
圖1是一個(gè)典型能輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)的器材。壓力高時(shí)C和B兩個(gè)觸點(diǎn)閉合接通，輸出壓力高信號(hào)，壓力低時(shí)C和A兩個(gè)觸點(diǎn)閉合接通輸出壓力低信號(hào)。有了這樣的信號(hào)就完成把就地的壓力信號(hào)，遠(yuǎn)傳到遠(yuǎn)處的電氣控制柜去參加主動(dòng)遠(yuǎn)程控制了，其間C和B是一個(gè)開(kāi)關(guān)量，C和A也是一個(gè)開(kāi)關(guān)量。所以一個(gè)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)就是一個(gè)開(kāi)關(guān)量，它的特性是同一時(shí)間要么接通要么斷開(kāi)。接通就是1，代表有有信號(hào)，斷開(kāi)就是0，代表沒(méi)有信號(hào)。這就是所謂的開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
壓力表雖然能把壓力信號(hào)傳到遠(yuǎn)處，但它傳輸?shù)闹皇怯袩o(wú)壓力這樣的信號(hào)，無(wú)法知道實(shí)時(shí)壓力值究竟是多少。
PLC
圖2中的器材叫壓力變送器。壓力變送器的內(nèi)部就是一塊電路板，電路板連接著一個(gè)壓力傳感器F。它的作業(yè)原理是壓力傳感器F把檢測(cè)到的壓力傳到電路板的C，檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入電路板后，經(jīng)過(guò)電路板的轉(zhuǎn)化與核算，把這個(gè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成一個(gè)電流信號(hào)由A和B這兩個(gè)點(diǎn)輸出。圖中右邊就是轉(zhuǎn)化進(jìn)程的示意圖，它能夠把一個(gè)0-10kpa的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成一個(gè)4-20mA的電流信號(hào)，由A和B這兩個(gè)點(diǎn)輸出。這時(shí)咱們就說(shuō)A和B這兩個(gè)點(diǎn)輸出的就是一個(gè)模擬量信號(hào)。模擬量信號(hào)的特點(diǎn)是它的值是在一個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)是連續(xù)可變的。
下面看一下模擬量信號(hào)是如何進(jìn)行遠(yuǎn)距傳輸?shù)摹?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>咱們管道上安裝一塊量程為0-10kpa的壓力變送器，電源正極接壓力變送器的B點(diǎn)，負(fù)極串聯(lián)一塊萬(wàn)用表到壓力變送器的A點(diǎn)，并將萬(wàn)用表打到電流檔。當(dāng)壓力變送器C點(diǎn)的壓力是5kpa時(shí)，萬(wàn)用表的的電流讀數(shù)是12mA。正好是4-20mA的電流信號(hào)的中間值，而5kpa也正好是0-10kpa壓力值的中間值。當(dāng)壓力變送器C點(diǎn)的壓力是10kpa時(shí)，萬(wàn)用表的的電流讀數(shù)正好是20mA。這樣0-10kpa壓力值就對(duì)應(yīng)了4-20mA的電流信號(hào)值，咱們只要在遠(yuǎn)方經(jīng)過(guò)一個(gè)接受設(shè)備把這個(gè)4-20mA的電流信號(hào)值提取出來(lái)，再經(jīng)過(guò)一定的核算，就能知道就地的壓力值是多少了。
為什么要把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成4-20mA的電流信號(hào)，而不是0-20mA的電流信號(hào)或0-10V的電壓信號(hào)？
1.0-10V的電壓信號(hào)簡(jiǎn)單遭到外界的電磁攪擾，特別是電纜長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)攪擾更顯著。
2.用0-20mA的電流信號(hào)的話，就無(wú)法判別在電流信號(hào)是0mA時(shí)，究竟是電纜斷線引起的毛病0mA，還是壓力本身就是0kpa而輸出的正常的0mA。
圖4是使用西門(mén)子S7-200 PLC讀取壓力變送器壓力值的接線圖例，這是一種基本的使用方法，左面是開(kāi)關(guān)量的，右邊是模擬量的，不同的信號(hào)類型要接到PLC不同輸入端。

西門(mén)子6ES7214-1AG40-0XB0參數(shù)詳細(xì)

項(xiàng)目配置

1、 本例使用的設(shè)備描述

圖 10.

注意：S120支持兩個(gè)周期性通訊接口IF1和IF2，分別通過(guò)CU參數(shù)P8839.0和P8839.1來(lái)定義IF1和IF2的通訊方式，在默認(rèn)情況下P8839.0= P8839.1=99，就激活了這兩個(gè)接口的自動(dòng)模式，如下表所示：

在這種方式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP和PROFINET IO的并行通訊，因此為了實(shí)現(xiàn)其并行通訊，需要按如下方式設(shè)置：
? P8839[0]=1和P8839[1]=2：PROFIBUS DP 用于同步，PROFINET IO用于周期性通訊
? P8839[0]=2和P8839[1]=1：PROFINET IO用于同步，PROFIBUS DP用于周期性通訊（本例中的設(shè)置）

兩個(gè)周期性通訊接口IF1和IF2的特性如上表所示：
注意：IF2不支持TM41,TM15,TM17,TM/TB,CU與CPU之間的通訊。

五、通過(guò)PROFIBUS DP或PROFINET IO總線來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)的傳輸
S7-300/400PLC通過(guò)PROFINET IO或PROFIBUS DP周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器。
(1) 控制字中Bit0做電機(jī)的起、停控制。
(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，參數(shù)P2000中的值為頻率設(shè)定值和實(shí)際值的參考頻率，* 對(duì)應(yīng)4000H(十六進(jìn)制)，發(fā)送的高頻率(大值)為7FFFH(200%)。
(3) 當(dāng)組態(tài)的報(bào)文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報(bào)文999時(shí)，在S7-300/400 中可用“MOVE" 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)組態(tài)的報(bào)文結(jié)構(gòu)PZD >2，在S7-300/400 中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。
? SFC14(“DPRD_DAT")用于讀驅(qū)動(dòng)裝置的過(guò)程數(shù)據(jù)。
? SFC15(“DPWR_DAT")用于將過(guò)程數(shù)據(jù)寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)裝置。
例子(PROFINET IO)：SERVO_02 控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實(shí)際頻率的讀取程序見(jiàn)圖11。

圖11

通過(guò)讀取Servo_02的參數(shù)r2050和P2051可以判斷數(shù)據(jù)是否傳輸成功。

圖12