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S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块。下面分别介绍这些模块。
(一)数字量I/O模块
数字量I/O模块是为了解决本机集成的数字量输入/输出点不能满足需要而使用的扩展模块。S7-200PLC目前总共可以提供3大类,共9种数字量I/O模块。
1.EM221数字量输入扩展模块
8DI,DC24V(直流输入)
2.EM222数字量输出扩展模块
8DO,DC24V(直流输出)
8DO,Relay(DC24V/ AC24~230V)(继电器输出)
3.EM223数字量混合模块
4DI(DC24V),4DO(DC24V/2A)
4DI(DC24V),4DO(Relay 2A)
8DI(DC24V),8DO(DC24V/2A)
8DI(DC24V),8DO(Relay 2A)
16DI(DC24V),16DO(Relay 2A)
16DI(DC24V),16DO(DC24V/2A)
(二)模拟量I/O模块
模拟量I/O模块提供了模拟量输入和模拟量输出的扩展功能。S7-200的模拟量扩展模块具有较大的适应性、可以直接与传感器相连,并有很大的灵活性,且安装方便。
1.EM231模拟量输入模块
4AI(电压或电流)输入信号的范围由SW1、SW2和SW3设定。
2.EM232模拟量输出模块
2AO(电压或电流)
3.EM235模拟量混合模块
4AI(电压或电流),量程由SW1~SW6设定
1AO(电压或电流)
(三)通信模块
S7-200系列PLC除了CPU226本机集成了两个通信口以外,其他均在其内部集成了一个通信口,通信口采用了RS-485总线。此外,各PLC还可以接入通信模块,以扩大其接口的数量和联网能力。
1.EM277模块
EM277模块是PROFIBUS-DP从站模块,同时也支持MPI从站通讯;
2.EM241:调制解调器(Modem)通讯模块
3.CP243-1:工业以太网通讯模块;
4.CP243-1 IT:工业以太网通讯模块,同时提供Web/E-mail等IT应用;
5.CP243-2:AS-Ⅰ主站模块,可连接多62个AS-Ⅰ从站。
S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和这些扩展模块构成的。
PLC的功能非常丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。
它的指令多达几十条、几百条,可进行各式各样的逻辑问题的处理,还可进行各种类型数据的运算。凡普通计算机能做到的,它也都可作到。
它的内部器件,即内存中的数据存储区,种类繁多,容量宏大。I/O继电器,可以用以存储入、出点信息的,少的几十、几百,多的可达几千、几万,以至10几万。这意味着它可进行这么多I/O点的入出信息变换,进行这么大规模的控制。
它的内部种种继电器,相当于中间继电器,数量多。内存中一个位就可作为一个中间继电器,怎么不多!
它的计数器、定时器也很多,是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块,其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字,再加一些标志位,即可成为定时器、计数器,所以才那么多。
而且,这些内部器件还可设置成丢电保持的,或丢电不保持的,即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。
它的数据存储区还可用以存储大量数据,几百、几千、几万字的信息都可以存,而且,掉电后还不丢失。
PLC还有丰富的外部设备,可建立友好的人机界面,以进行信息交换。可送入程序,送入数据,可读出程序,读出数据。而且读、写时可在图文并茂的画面上进行。数据读出后,可转储,可打印。数据送入可键入,可以读卡入,等等。
PLC还具有通讯接口,可与计算机链接或联网,与计算机交换信息。自身也可联网,以形成单机所不能有的大的、地域广的控制系统。
PLC还有强大的自检功能,可进行自诊断。其结果可自动记录。这为它的维修增加了透明度,提供了方便。
丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能;同时,也为工业系统的自动化、远动化及其控制的智能化创造了条件。
像PLC这样集丰富功能于一身,是别的电控制器所没有的;是传统的继电控制电路所无法比拟的。
(1)PLC的发展大体上可分为3个阶段:
①形成期(1970―1974年)
在这一期间PLC以准计算的面貌与用户见面。在软件上采用机器码和汇编语言编写应用程序,在硬件上采用中小规模集成电路构成系统。其功能**于开关逻辑控制,且价格昂贵,只在一些大型生产设备和自动生产线上使用。
②成熟期(1973―1978年)
在这一时期,一方面随着大规模集成电路的出现,出现了以微处理器为**的新一代PLC,另一方面采用了梯形图语言,通俗易懂。由此称为PLC,且技术也日趋完善。
③大发展时期(1977――至今)
由于PLC技术的发展始终保持两个特点:一是继承继电器控制系统的特点,二是应用了计算机技术。所以随着PLC应用的扩大,全面促进了PLC的生产和研究,产品的品种也越来越多,需求量也越来越大,而且很受欢迎,PLC也成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。国家已形成为重要产业。据不完全统计,世界PLC总销售额1987年为25亿美元,1988年为31亿美元,比**年增长24%。1989年为36亿美元,比上一年增长16%。而且新的生产家不断涌现,产量产值大幅度增加,价格也普遍下降。
据美国《控制工程》杂志统计,1984年美国注册生产的厂家有48家,其中*的有AB(Allen bradly)公司、GM(Gould Modicon)公司、TI仪器(Texas Instruments)公司、GE(General Electric)公司、西屋(Westen House)电气公司等。
据日本《自动化》杂志统计,1982年日本有40家工厂生产PC,其中*的有三菱、日立、立石、夏普、安川、、富士等公司。
据德国《工业电气电子》杂志统计,1984年欧州有60家生产PLC的厂家,其中*的有德国西门子公司、BBC公司、AEG公司及法国的TE公司等。
(2)随着国外PLC技术的日益发展,其应用也越来越广泛,其范围通常可分成五大类型
①顺序控制
这是现今PLC应用广泛的领域,可以取代传统的继电器顺序控制可以用于单机、多级制式生产自动线控制。如:注塑机、印刷机械、组合机床、装配生产线、包装生产线、电镀车间及电梯控制线路等等。
②运动控制
PLC制造商目前已提供了拖动步进电机式伺服电机的单轴式多轴位置控制模块。在多数情况下,PLC把描述目标位置的数据送给模块,模块移动一轴式数轴到目标位置。当每个轴移动时,位置控制模块保持适当的速度和加速度,确保运动平滑。运动的编程可用PLC的语言完成,通过编程器输入。
③过程控制
PLC能控制大量的物理参数。例如:温度、压力、速度和流量。PID(Proportional-Integral-Derivative)模块的提供使PLC具有了闭环控制的功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当由于控制过程中某个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。
④数据处理
在机械加工中,出现了把支持顺序控制的PLC和计算数值控制(CNC)设备紧密结合的趋向。*的日本FANUC公司推出的SYSTEM 10.11.12系列,已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递,该公司采用了窗口软件,通过窗口软件用户可以自由编程,由PLC连至CNC设备使用。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理体系。
⑤通信
为了适应国外近年来兴起的工厂自动化(FA)系统发展需要,发展了PLC之间、PLC与上级计算机之间的通信功能,它们都采用光纤通信多级传递。输入/输出模块按功能各自放置在生产现场分散控制,然后采用网络联结构成集中管理信息的分布式网络系统。
6ES72111BE400XB0 CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI 6ES72111AE400XB0 CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI 6ES72111HE400XB0 CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI 6ES72121BE400XB0 CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI 6ES72121AE400XB0 CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI 6ES72121HE400XB0 CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI 6ES72141BG400XB0 CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI 6ES72141AG400XB0 CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI 6ES72141HG400XB0 CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI 6ES72151BG400XB0 CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO 6ES72151AG400XB0 CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO 6ES72151HG400XB0 CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO 6ES72171AG400XB0 CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO