可編程序控制器原理及應(yīng)用第8章

第8章其他常用PC簡(jiǎn)介8.1西門子(SIEMENS)公司的PC8.2A-B(Allen-Bradley)公司的PC8.3三菱(MITSUBISHI)電機(jī)的PC8.4施耐德(SCHNEIDER)自動(dòng)化公司的PC8.5GE-Fanuc公司的PC8.6松下(NATIONAL)電工的FP系列8.1西門子(SIEMENS)公司的PC8.1.1SIMATICS5/505系列SIMATICS5是西門子公司較早推出的一種系列的可編程序控制器。它包括小型機(jī)S5-90U/95U/100U、中型機(jī)S5-115U及大型機(jī)S5-135U/155U/505，適合各種應(yīng)用場(chǎng)合，在市場(chǎng)上占有一定的份額。表8.1.1列出了S5系列PC的主要性能。

項(xiàng)目型號(hào)CPU配置程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量(字節(jié))掃描速度(ms/K)中間標(biāo)志位/可擴(kuò)展標(biāo)志位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器最大模擬I/O點(diǎn)數(shù)最大數(shù)字I/O點(diǎn)數(shù)網(wǎng)絡(luò)功能S5-95U—16K/4K22048/－128/128480/48041遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)、SINEC–L1、SINEC–L2及SINEC–H1S5-115UCPU1002K71024/－16/16256/2568CPU1024K21024/－32/32448/44816CPU10320K0.82048/－128/128448/44832S5-135UCPU94118K1.62048/－128/12851264/64CPU94242K1.62048/－128/1281024/102464/64CPU94348K1.62048/－128/1281024/102464/64CPU94496K0.82048/－128/1281024/102464/64CPU945256/384K0.12048/－256/2564096/4096256/256S5-155UCPU946/947/948896K0.182048/327682048/327685185232/30/32表8.1.1S5系列PC的主要性能8.1.2SIMATICS7系列SIMATICS7系列PC是西門子公司1996年推出的新產(chǎn)品，也是目前應(yīng)用最多的PC機(jī)型。其中，S7-200是微型PC，S7-300/300C、M7-300和C7-620屬于中小型PC，S7-400和M7-400則是大型PC。從某種意義上來說，S7代表了西門子公司自動(dòng)化產(chǎn)品的未來發(fā)展，即S7系列PC將逐漸取代S5系列PC。S7系列PC的主要性能如表8.1.2所示。表8.1.2S7系列PC的主要性能

項(xiàng)目型號(hào)CPU配置程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存數(shù)字量I/O位操作執(zhí)行時(shí)間模擬量I/O計(jì)數(shù)器/定時(shí)器通信接口S7–200CPU2214K/1K6/40.37μs—256/256具有PPI、MPI通信和自由方式通信接口及RS–485接口(僅限CPU224和226有)CPU2224K/1K8/60.37μs8/4256/256CPU2248K/2.5K14/100.37μs28/7(14)256/256CPU2264K/2.5K2560.37μs32/32256/256CPU226XM13K26/160.37μs最大35路256/256S7–300CPU312IFM26+6128/-0.6～1.2μs32/—32/64PROFIBUS、AS–I網(wǎng)絡(luò)、MPI網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)到點(diǎn)PPI串行通信接口(RS–232C、RS–422/485、20MA/TTY)CPU31320+12128/-0.6～1.2μs32/—64/128CPU314IFM48+32512/-0.3～0.6μs

64/—64/128CPU31440+24512/-CPU31580+481024/-0.3～0.6μs128/—64/128CPU315–2DP96+641024/20480.3～0.6μs128/25664/128CPU316–2DP192+1281024/40960.3～0.6μs128/51264/128CPU318-2DP64+5121024/163840.1μs128/102464/128S7–400CPU412–1CPU412–22*48K2*72K8K/8K0.2μs0.5K/0.5K256/256MPI/DPPROFIBUS–DP或IFMSSCPU412–2CPU414–32*128K2*384K16K/16K32K/32K0.1μs1K/1K256/256CPU416–2CPU416–32*0.8M2*1.6M32K/32K64K/64K0.08μs4K/4K512/512CPU417–42*2M128K/128K0.1μs8K/8K512/512S7系列具有的最大特點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)采用基板和背板總線方式，基板上有一個(gè)串行通信總線和一個(gè)并行I/O總線，PC分解為模塊，可按積木式結(jié)構(gòu)自由配置系統(tǒng)，不同功能模塊可靈活組合、擴(kuò)展十分方便；②PC的核心--中央處理器可升級(jí)為INTEL80486乃至Pentium處理器；③在編程手段上是開放的，可用WINDOWS平臺(tái)下的STEP7編制PC程序，或作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行聯(lián)網(wǎng)軟件。圖8.1.1S7-400系統(tǒng)配置一個(gè)S7-400系統(tǒng)主要包括：①電源模塊PS，有交直流兩種規(guī)格；②中央處理器(CPU)模塊，如表8.1.2中所列的各種CPU，不同的CPU有不同的組網(wǎng)功能，因?yàn)橛行〤PU帶有內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口；③信號(hào)模塊SM，提供數(shù)字量輸入/輸出(DI/DO)信號(hào)及模擬量輸入/輸出(AI/AO)信號(hào)；④通信處理模塊CP，用于總線聯(lián)網(wǎng)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；⑤功能模塊FM，可用來完成如計(jì)數(shù)、定位等控制任務(wù)；⑥接口模塊IM，用于連接中央控制單元和擴(kuò)展單元，沿襲了S5系列的擴(kuò)展原則，可進(jìn)行集中式擴(kuò)展和分散式擴(kuò)展，總擴(kuò)展單元不超過21個(gè)。8.1.3基本編程指令8.1.3常用命令語句對(duì)照表功能說明西門子公司三菱公司歐姆龍公司松下公司常開觸點(diǎn)與母線相連LDLDLDST常閉觸點(diǎn)與母線相連LDNANIANDNOTST/輸出指令，驅(qū)動(dòng)線圈=OUTOUTOT常開觸點(diǎn)相串聯(lián)AANDANDAN常閉觸點(diǎn)相串聯(lián)ANANIANDNOTAN/常開觸點(diǎn)相并聯(lián)OOROROR常閉觸點(diǎn)相并聯(lián)ONORIORNOTOR/空操作NOP(0/1)NOPNOPNOP定時(shí)器指令TON/TONR—TIMTML/TMR/TMX計(jì)數(shù)器指令CTU/CTUD—CNTCT結(jié)束指令END/MENDENDENDED電路并聯(lián)OLD，XORBOR-LDORS電路串聯(lián)ALD，A()ANBAND-LDANS8.1.4過程控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介西門子MooreProcessAutomation過程自動(dòng)化公司在過程控制系統(tǒng)有性能卓越的SIMATICPCS7、APACS+和Procidia系統(tǒng)三種產(chǎn)品。過程控制系統(tǒng)(ProcessControlSystem)的概念由西門子公司提供。SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)是西門子公司開發(fā)的具有PC功能的新型集散控制系統(tǒng)(DCS)，它是一個(gè)結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個(gè)生產(chǎn)過程的全集成的過程控制系統(tǒng)。SIMATICPCS7系統(tǒng)是結(jié)合了最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，在SIMATIC-S5/S7系列PC及TELEPERM系列集散系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，面向所有過程控制應(yīng)用場(chǎng)合的先進(jìn)的過程控制系統(tǒng)。它的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①SIMATICPCS7采用優(yōu)秀的上位機(jī)軟件WinCC作為操作和監(jiān)控的人機(jī)界面，采用客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，利用開放的現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集和網(wǎng)絡(luò)通信，采用S7等高速度、大容量的控制器完成現(xiàn)場(chǎng)控制單元的過程控制，以靈活多樣的分布式I/O接收現(xiàn)場(chǎng)傳感器的檢測(cè)信號(hào)。②SIMATICPCS7是基于全集成自動(dòng)化思想上的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫(kù)和惟一的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，即所有的系統(tǒng)信息都存儲(chǔ)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性。③SIMATICPCS7的通信系統(tǒng)采用開放的總線結(jié)構(gòu)，可以同管理級(jí)進(jìn)行通信，并具有高度的可靠性和穩(wěn)定性。④SIMATICPCS7采用符合IEC61131-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備庫(kù)，提供連續(xù)控制、順序控制及高級(jí)編程語言?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備庫(kù)提供大量的常用的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息及功能塊，集中的、從上到下的組態(tài)方式使用戶可根據(jù)自己的需要利用SIMATICAPT應(yīng)用開發(fā)工具，自動(dòng)生成組態(tài)程序，大大降低開發(fā)周期和工程費(fèi)用，簡(jiǎn)化組態(tài)工作，縮短工程周期。SIMATICPCS7具有ODBC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，因而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)信息管理系統(tǒng)和其他廠商的控制系統(tǒng)。8.1.5西門子公司的PC網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介圖8.1.2西門子公司PC網(wǎng)絡(luò)配置表8.1.4西門子公司PC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能規(guī)格網(wǎng)絡(luò)SINECS1SINECL2/L2FOSINECH1/H1FOSINECH3網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議ASI規(guī)范IECTG17BPROFIBUS總線標(biāo)準(zhǔn)子協(xié)議L2–FMS，L2-DP，L2–TFIEEE?802.3以太網(wǎng)FDDI光纖環(huán)網(wǎng)訪問模式主機(jī)/從機(jī)主從方式與令牌方式相結(jié)合CSMA/CD令牌環(huán)傳輸介質(zhì)屏蔽雙絞線屏蔽四芯電纜/光纜同軸電纜/光纜對(duì)(HIFO)光纜最大站數(shù)31個(gè)從站127個(gè)1024個(gè)500個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇偩€型，樹型線型，環(huán)型或樹型總線型，星型環(huán)型，星型傳輸速度掃描31個(gè)從站為5?ms9.6～1500kb/s10?Mb/s100Mb/s局域網(wǎng)范圍50?km9.6km/23.8km1.5?km/4.6?km100?km接入設(shè)備S5系列、SINUME–RIK、SIROTECPC等個(gè)人計(jì)算機(jī)S5系列、個(gè)人計(jì)算機(jī)、SINUMERIK、SIROTEC、ET200/100從站等S5系列、S7系列、帶CPU的SINUMERIK、SIROTEC或個(gè)人計(jì)算機(jī)等S5系列、S7系列、個(gè)人計(jì)算機(jī)、SINUMERIK、SIROTEC等應(yīng)用范圍對(duì)時(shí)間要求不高的執(zhí)行器、傳感器等適合快速地處理和傳遞數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)適用單元網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)絡(luò)適用于長(zhǎng)距離且高可靠的主干網(wǎng)絡(luò)8.2A-B(Allen-Bradley)公司的PC8.2.1微型PC的性能指標(biāo)表8.2.1微型PC的性能指標(biāo)型號(hào)電源輸入點(diǎn)及性質(zhì)輸出1761–L16AAC220V10點(diǎn)AC120V6點(diǎn)(繼電器型)176-1–L32AWAAC220V20點(diǎn)AC120V12點(diǎn)(繼電器型)1761–L16BWAAC220V10點(diǎn)DC24V6點(diǎn)(繼電器型)176–1–L32BWAAC220V10點(diǎn)DC24V12點(diǎn)(繼電器型)1761–L16BBB1761–L32BBB1761–L16BWB1761–L32BWBDC24V10DC24V6(MOSFET/繼電器型)20DC24V12(MOSFET/繼電器型)10DC24V6(繼電器型)20DC24V12(繼電器型)1761–32AAAAC220V20AC120V12(雙向可控硅/繼電器型)8.2.2小型PC的性能指標(biāo)表8.2.2小型PC性能指標(biāo)型號(hào)最大用戶存儲(chǔ)器最大I/O點(diǎn)數(shù)掃描時(shí)間(ms/k字)網(wǎng)絡(luò)接口SLC5/001747–L201K指令528msDH–4851747–L301K指令628msDH–4851747–L401K指令728msDH–485SLC5/011747–L5114K指令2568msDH–4851747–L5244K指令2568msDH–485SLC5/021747–L5244K指令4804.8msDH–485SLC5/031747–L53212K指令(4K數(shù)據(jù))9601msDH–85SLC5/041747–L54112K9600.9msRS–232C1747–L54228K9600.9msRS–232C1747–L54360K9600.9msRS–232C8.2.3PLC-5系列PC表8.2.3PLC-5系列PC的性能指標(biāo)CPU型號(hào)存儲(chǔ)器容量(字節(jié))最大I/O點(diǎn)數(shù)掃描速度(ms/k字)型號(hào)代號(hào)PLC–5/10PLC–5/12PLC–5/151785–LT41785–LT31785–LT6K6K14K512最小為2ms，典型值為8msPLC–5/11PLC–5/20PLC–5/25PLC–5/30PLC–5/40PLC–5/60PLC–5/80PLC–5/40LPLC–5/60LPLC–5/20EPLC–5/40EPLC–5/80EPLC–5/20CPLC–5/40CPLC–5/80C1785–L11B1785–L20B1785–LT21785–LT30B1785–LT40B1785–LT60B1785–LT80B1785–LT40L1785–LT60L1785–LT20E1785–LT40E1785–LT80E1785–LT20C1785–LT40C1785–LT80C8K16K21K32K48K64K100K48K64K16K48K100K16K48K100K2565121024204830723072204830725122048307251220483072最小為0.5ms，典型值為8msPLC–5/V40BPLC–5/V40L1785–V40B1785–V40L48K48K19201920最小為0.5ms，典型值為8msPLC–5/2501785–5256K～2M40968.2.4A-B公司的PC網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介A-B公司的PC以PI(PyramidIntegrator)機(jī)型為代表，其結(jié)構(gòu)分為三層(如圖8.2.1所示)：最低層稱為設(shè)備網(wǎng)絡(luò)層，如遠(yuǎn)程I/O和本地?cái)U(kuò)展I/O，PROFIBUS的產(chǎn)品等；中間層稱為控制網(wǎng)絡(luò)層，凡是A-B公司的PC產(chǎn)品均可通過高速鏈路DH(DataHighWay)及改進(jìn)型DH+規(guī)約接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)過程監(jiān)控；頂層是信息管理網(wǎng)絡(luò)層，可選用Ethernet或MAP規(guī)約的MAP網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行計(jì)算機(jī)互接和數(shù)據(jù)管理。圖8.2.1A-B公司的PC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8.3三菱(MITSUBISHI)電機(jī)的PC8.3.1F1、F2系列PC簡(jiǎn)介型號(hào)基本單元擴(kuò)展單元輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)F1系列－F1–10E46F1–12M－66F1–20MF1–20E128F1–30M－1614F1–40MF1–40E2416F1–60MF1–60E3624F2系列－F1–10ER46－F1–10EYR08－F1–10EX120F1–20MF1–20E128F1–40MF1–40E2416F1–60MF1–60E3624表8.3.1F1、F2系列PC的性能指標(biāo)表8.3.2F1、F2系列PC的繼電器分配基本單元輸入繼電器X0～X7，X400～X407，X500～X507，X10～X13，X410～X413，X510～X513輸出繼電器Y30～Y37，Y430～Y437，Y530～Y537擴(kuò)展單元輸入繼電器X14～X17，X414～X417，X514～X517,X20～X27，X420～X427，X520～X527輸出繼電器Y40～Y47，Y440～Y447，Y540～Y547中間繼電器M100～M277(普通型)M300～M377(掉電保護(hù)型)移位寄存器M100～M117，M120～M137，M140～M157，M160～M177M200～M217，M220～M237，M240～M257，M260～M277M300～M317，M320～M337，M340～M357，M360～M377定時(shí)器T50～T57，T450～T457，T550～T557(定時(shí)范圍為0.1～999s)T650～T657(定時(shí)范圍為0.01～99.9s)計(jì)數(shù)器C60～C67,C560～C567,F1為減一計(jì)數(shù)器C460～C467,C660～C667,F2為可逆計(jì)數(shù)器特殊繼電器M70：運(yùn)行監(jiān)視，M71：運(yùn)行的第一次掃描脈沖，M72：100ms時(shí)鐘脈沖序列，M73：10ms時(shí)鐘脈沖序列，M74：雙機(jī)連接時(shí)中斷信號(hào)繼電器，M75：雙機(jī)連接故障，M76：電池電壓降低，M77：輸出全部禁止?fàn)顟B(tài)寄存器S600～S647(F1系列)，S600～S647,S800～S877，S900～S977(F2系列)標(biāo)志及方式繼電器高速計(jì)數(shù)器(C600/661)M470計(jì)數(shù)方式選擇(ON為外計(jì)數(shù)，OFF內(nèi)計(jì)數(shù))M471計(jì)數(shù)方向選擇(ON為加計(jì)數(shù)，OFF為減計(jì)數(shù))M472外部計(jì)數(shù)啟動(dòng)M473標(biāo)志信號(hào)(計(jì)數(shù)為ON)可逆計(jì)數(shù)器(F2)M474計(jì)數(shù)方式選擇(ON為加計(jì)數(shù)，OFF為減計(jì)數(shù))M475方向選擇(ON為加計(jì)數(shù)，OFF為減計(jì)數(shù))M476計(jì)數(shù)標(biāo)志信號(hào)可逆移位寄存器M474(ON為左移，OFF為右移)標(biāo)志繼電器M570：錯(cuò)誤標(biāo)志；M571：進(jìn)位標(biāo)志M572：零標(biāo)志；M573：借位標(biāo)志M574：禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移；M575：?jiǎn)?dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移M576：全部過程完成標(biāo)志；M577：定義C666/6678.3.2FX系列表8.3.3FX系列PC的性能指標(biāo)型號(hào)用戶程序容量最大I/O點(diǎn)數(shù)基本指令執(zhí)行速度特點(diǎn)基本單元及I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展單元及I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展模塊及I/OFX2系列最大8K步2560.48μs/步具有大型PC的軟件功能FX2–16M(8入/8出)FX2–24M(12入/12出)FX2–36M(16入/16出)FX2–48M(24入/24出)FX2–64M(32入/32出)FX2–80M(40入/40出)FX–32E(16入/16出)FX–48E(24入/24出)FX–8ER(4入/4出)FX–8EY(0入/8出)FX–16EY(0入/16出)FX2C系列最大8K步2560.48μs/步6秒輸出FX2–16M(8入/8出)FX2–24M(12入/12出)FX2–36M(16入/16出)FX2–48M(24入/24出)FX2–-64M(32入/32出)FX2–80M(40入/40出)FX–32E(16入/16出)FX–48E(24入/24出)FX–8ER(4入/4出)FX–8EY(0入/8出)FX–16EY(0入/16出)FXON系列最大2K步1280.16μs/步超小型PCFXON–24MFXON–40MR(24/16)FXON–24MT(24/16)FXON–60MR(36/24)FXON–-60MT(36/24)FXON–40ER(24/16)FXON–8EX(8/0)FXON–8EYR(0/8)FXON–8YET(0/8)FX0系列80030—超小型PC———8.3.3MELSEC-A系列表8.3.4ME