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可编程控制器控制系统设计与调试的主要步骤:
( 1 )深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求
a .被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
b .控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统,还可将控制任务分成几个立部分,这种可化繁为简,有利于编程和调试。
( 2 )确定 I/O 设备
根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求,确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等,常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
( 3 )选择合适的 PLC 类型
根据已确定的用户 I/O 设备,统计所需的输入信号和输出信号的点数,选择合适的 PLC 类型,包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。
( 4 )分配 I/O 点
分配 PLC 的输入输出点,编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计,同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
( 5 )设计应用系统梯形图程序
根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的**工作,也是比较困难的一步,要设计好梯形图,首先要十分熟悉控制要求,同时还要有一定的电气设计的实践经验。
( 6 )将程序输入 PLC
当使用简易编程器将程序输入 PLC 时,需要先将梯形图转换成指令助记符,以便输入。当使用可编程序控制器的编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序到 PLC 中去。
( 7 )进行软件测试
程序输入 PLC 后,应行测试工作。因为在程序设计过程中,难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前,必需进行软件测试,以排除程序中的错误,同时也为整体调试打好基础,缩短整体调试的周期。
( 8 )应用系统整体调试
在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,如果控制系统是由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可行分段调试,然后再连接起来总调。调试中发现的问题,要逐一排除,直至调试成功。
( 9 )编制技术文件
系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。
PLC的基础技术的进展,主要集中在两个基本方面:执行多任务和程序互换。
所谓执行多任务,就是在一个PLC系统中可同时装几个CPU模块,每个CPU模块都执行某一种任务,控制与其所执行任务相关的I/O模块的存取。其实,按照IEC 61131-3的概念,我们应该较确切地称之为通过多配置执行多任务。例如,三菱电机的小Q系列多可以在一个机架上插4个CPU模块;富士电机的MICREX-SX系列多可以在一个机架上插6个CPU模块。这些CPU模块可以是用于逻辑控制、顺序控制的,也可以是运动控制用的,还可以是做过程控制用的,上述在Windows操作系统的环境下执行PC机任务的模块,也是供用户选择的一种选项。从某种意义上讲,这也是一种混合式的控制系统。
PLC的传统软件模型包括一个资源,运行一个任务,控制一个程序,且运行于一个封闭系统中。而在IEC 61131-3可编程控制器编程语言标准的软件模型中,在其上层把解决一个具体控制问题的完整的软件概括为一个“配置”。它专指一个特定类型的控制系统,包括硬件装置、处理资源、I/O通道的存储地址和系统能力,等同于一个PLC系统的应用程序。在一个由多台PLC或由多个CPU构成的PLC控制系统中,每一台PLC或每一个CPU的应用程序就是一个立的“配置”。在一个“配置”中可以定义一个或多个“资源”。可把“资源”看作能执行IEC程序的处理手段,它反映PLC的物理结构,在程序和PLC的物理I/O通道之间提供了一个接口。只有在装入“资源”后才能执行IEC程序。一般而言,通常资源放在PLC内,当然它也可以放在其它支持IEC程序执行的系统内。在一个“资源”内可以定义一个或多个任务。任务被配置后可以控制一组程序或功能块。这些程序和功能块可以是周期地执行,也可以由一个事件驱动予以执行。
由此可见,该软件模型足以映像各类实际系统:对于只有一个处理器的小型系统,其模型只有一个配置、一个资源和一个程序,与现在大多数PLC的情况完全相符。对于有多个CPU模块插装在同一机架上的中、大型系统,每个CPU模块被视作一个配置,可由一个或多个资源来描述,而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统,包含多个配置,而一个配置又包含多个处理器,每个处理器用一个资源描述,每个资源则包括一个或多个程序。
值得指出的是,近些年来在日本开始流行的多CPU的PLC结构,恰恰是在IEC 61131-3标准颁布后多年之后才问世的。这个PLC结构的革命性变化,显然是建立在这个软件模型的 理论基础上,要不然PLC还是由一个CPU按扫描方式执行一个程序的那种传统结构。
至于程序互换的问题,至少到目前为止尚是一个努力的方向。只有在每个PLC的供应厂商所提供的PLC产品都真正遵循IEC 61131-3的标准,而且其编程系统的具体实现又切实符合IEC 61131-8《编程语言的应用和实现导则》,并通过PLCopen这个**组织对各种编程语言(LD、SFC、FBD、ST和IL)的一致性测试,还要解决不同PLC的存储地址资源的对应互换,才有可能实现名副其实的程序互换。
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PLC市场格局变化趋势
在我国应用的PLC,几乎涵盖了世界所有的,呈现八国联军的态势,但从行业,有各自的势力范围。大中型集控系统采用PLC居多,小型控制系统、机床、设备单体自动化及OEM产品采用日本的PLC居多。PLC在网络和软件方面具有优势,而日本PLC在灵活性和价位方面占优势。具体的市场格局是西门子、罗克韦尔、施耐德在大型PLC市场三分天下;中型PLC市场西门子一枝秀;小型PLC则是日系**,西门子紧追——大的市场格局未曾改变,但是需要注意一些潜在发生的趋势和力量。
在中国市场上很多都是在中国市场上传统的供应商,在很多领域占得了先机,相对应的是施耐德和LS这些后来者虽然市场快速增长,但是距离**者仍有一定的差距。某些会侧重于一些行业。
中型PLC是各家追逐的重点。几乎每家加强弥补在中型PLC方面的产品缺失,以期在西门子大的这个分治区得一杯羹。不过在短期内,还未看到改变格局的力量。
在小型PLC市场,需要关注本土力量。士别三日,当刮目相看。几年前,我们还经常形容,纯粹本地的PLC销售不足千万。但是到今天,即使不论台达的成功,越来越多的国内企业开始进入PLC市场,并且采用一种较加有效的进攻方式——往往已经在变频器领域**了成功,开始策划整体的FA方案,进入PLC、HMI和伺服领域,以和利时为代表的本土厂商就是这样。这比以往单纯投入PLC业务,较加容易被市场接纳。相信,如果未来格局发生变革,则波就在小型PLC,发起者就是本土厂商。
西门子变频器支持的虚拟化平台:
STARTER(V4.5 SP1 及较高版本)可安装在虚拟机中。为此,请选择可使用下面版本或较新版本的虚拟平台:
VMware vSphere Hypervisor (ESXi) 6.0
VMware workstation 11
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使用以下来宾操作系统,可以在所选的虚拟化平台中安装 STARTER:
Windows 7 Professional/Ultimate/ Enterprise (32/64 位)
Windows 10 Professional/Enterprise (64 位)
1) 取决于驱动装置不支持 MICROMASTER 4、SINAMICS G110、SINAMICS G120(固件版本 <V4.4)、SINAMICS G110D 和 SINAMICS G120D(固件版本 < V4.5)
集成
可通过 PROFIBUS 或 PROFINET/以太网或串行接口来交换数据。
为了执行编程和维护,可通过 PROFIBUS 将编程器/PC 连接到 CU320-2 控制单元。必须使用连接电缆在编程器/PC 上进行 PROFIBUS 连接。
而且,也可以通过以太网、CBE20 通信板(可选)或 CU320-2 控制单元上的以太网接口 -X127 建立 CU320-2 控制单元和编程器/PC 之间的连接。
注意:
端子排 -X127 适合于与编程器/PC 之间的通信连接,仅用于维修和调试。
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