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顺序控制指令是PLC生产厂家为用户提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令S7-200 PLC 提供了3条顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE,LSCR与SCRE之间的全部逻辑组成顺序控制程序段。每一个SCR程序段一般有3种功能。
a.驱动处理。即在该段状态器有效时,处理相应的工作;有时也可能不做任何工作。
b.*转移条件和目标。即满足什么条件后状态转移到何处。
c.转换源自动复位功能。状态发生转换后,置位下一个状态的同时,自动复位原状态。
①单序列的编程 这里仍以图5-17冲床动力头进给运动控制为例介绍单序列的SCR编程方法。在SCR段中,用转换条件对应的触点或电路驱动转换到后续步的SCRT指令,用SMO.0的常开触点驱动在该步中有输出的线圈。利用SCR指令编写的梯形图如图5-24所示。
首先初始步S0.0,由SM0.1置位变为活动步,在SCR段中,只有与S0.0相对应的那一段被执行。在初始状态下,动力头在左面,I0.1=1,按下启动按钮10.0,则指令“SCRTSO.1”执行,使S0.1置位,以便让S0.1的SCR程序段执行,同时使S0.0变为0 状态,即从初始步转换为快进步。在S0.1的SCR程序段中,SM0.0的常开触点闭合,线圈Q0.0得电,动力头向右快进。当碰到减速开头10.2时,I0.2=1,则指令"SCRTS0.2"执行,将实现快进步到工进步的转换。直到碰到右限位开关,10.3=1,则指令"SCRT S0.3"执行,动力头快退,直到返回初始步。
②选择序列的编程 自动门控制系统的顺序功能图如图5-25(a)所示,其 SCR 梯形图如图5-25(b)所示。在梯形图中,分支在其前级步的SCR程序段中表示有几条分支,就有几条支路;每条支路由转换条件对应的触点和SCRT指令串联而成,当前级步为活动步时,哪条分支的转换条件满足,转换就向哪条分支步发展。在自动门控制系统的顺序功能图中,S0.4后有两条分支:当它为活动步,且10.3=1时,则后续步S0.5变为活动步,S0.4 变为静态步;如果它为活动步,且10.0=1时,则后续步S0.6变为活动步,S0.4变为静态步;自动完成分支的转换。
对选择序列的合并来说,在每一个选择序列的后一步对应的SCR程序段中,分别用各自的转换条件所对应的触点驱动指令"SCRTSn",其中Sn为实现转换合并后的步,这样就可以实现选择序列的合并。在图5-25(a)中,步S0.1前有一个选择序列的合并。当S0.0为活动步,且转换条件10.0=1时;或者S0.6为活动步,且延时时间T38为1s时;步S0.1都应变为活动步。因此,在S0.0和S0.6对应的SCR程序段中,分别用I0.0和T38的常开触点驱动指令"SCRTS0.1"就能实现选择序列的合并。
③并列序列的编程 **钻床部分控制的顺序功能图如图5-26(a)所示,其 SCR 梯形图如图5-26(b)所示。当并行序列有分支时,在梯形图中的实现是在并行序列前级步所对应的SCR段中,利用转换条件所对应的触点同时驱动并行序列各分支首步的SCRT指令。
在图5-26(a)中,步S0.2后是一个并行序列的分支,当S0.2为活动步,且转换条件10.1=1,步S0.3和步S0.5同时变为活动步,而S0.2变为静态步。因此,在S0.2的SCR 程序段中,用IO.1的常开触点同时驱动指令"SCRTSO.3和SCRTSO.5",使步 SO.3和步S0.5同时置位,成为活动步,而步S0.2被自动复位,变为静态步,见图5-26(b)。
当并行序列合并时,只有当所有前级步为活动步,且转换条件满足时,才同时实现状态转换,完成新状态的启动。对此类情况,一般使用置位、复位的编程方法。
在图5-26(a)中,步S0.7前是一个并行序列的合并,当步S0.4和步S0.6同时为活动步,且转换条件11.3=1,S0.7为活动步,而步S0.4和步S0.6同时变为静态步。因此,将步S0.4和步S0.6的常开触点与转换条件I1.3对应的常开触点串联,来控制对S0.7的置位及步S0.4和步S0.6的同时复位,从而使S0.7成为活动步,而步S0.4和步S0.6同时变为静态步,见图5-26(b)。
顺序功能图是根据生产工艺和工序所对应的顺序和时序将控制输出划分为若干个时段,每一个时段对应设备运作的一组动作(步、路径和转换),该动作完成后根据相应的条件转换到下一个时段完成后续动作,并按系统的功能流程依次完成状态转换。顺序功能图能清晰地反映系统的控制时序和逻辑关系,是PLC设计顺序控制程序的理想方法。
PLC发展至今已有近40年的历史,随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,工业控制领域已有翻天覆地的变化,PLC亦在不断的发展,正朝着新的技术发展。
一是PLC网络化技术的发展,其中有两个趋势:一方面,PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统,而是迅速向开放式系统发展,各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统,完成设备控制任务之外,还可以与上位计算机管理系统联网,实现信息交流,成为整个信息管理系统的一部分;另一方面,现场总线技术得到广泛的采用,PLC与其他安装在现场的智能化设备,比如智能化仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等,通过一根传输介质(比如双绞线、同轴电缆、光缆)连接起来,并按照同一通信规约互相传输信息,由此构成一个现场工业控制网络,这种网络与单纯的PLC远程网络相比,配置灵活,扩容方便,造价低,性能价格比好,也具开放意义。
二是PLC向高性能小型化方向发展。PLC的功能正越来越丰富,而体积则越来越小。比如三菱的FX-1S系列PLC,小的机种,体积仅为60×90×75mm,相当于一个继电器,但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力,还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了,而是具有越来越强的模拟量处理能力,以及其他过去只有在计算机上才能具有的**处理能力,如浮点数运算、PID调节、温度控制、精确定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说,PLC系统与DCS(集散控制系统)的差别已经越来越小了,用PLC同样可以构成一个过程控制系统。
三是PLC操作向简易化方向发展。目前PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步,而且不同厂商PLC所用编程的语言也不尽相同,用户往往需要掌握多种编程语言,难度较大。PID控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是PLC程序设计中的难点,用普通的方法对它们编程时,需要熟悉有关的特殊存储器的意义,在编程时对它们赋值,运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中断有关,编程的过程既繁琐又容易出错,阻碍了PLC的进一步推广应用。PLC的发展必然朝着操作简易化方向迈进,比如使用编程向导简化对复杂任务的编程,在这一点上西门子就充当了**者,西门子S7-200的编程软件设计了大量的编程向导,只需要在对话框中输入一些参数,就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序,大大方便了用户的使用。
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