【正文】 使用隔離的中繼器： 可達(dá) 1000 米， 可達(dá) 1200 米 未使用隔離中繼器： 50 米 每段 32 個(gè)站，每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 126 個(gè)站 32 是 (NETR / NETW) 共 4 個(gè)， 2 個(gè)保留 (1 個(gè)給 PG， 1 個(gè)給 OP) 電源特性 輸入電源 輸入電壓 輸入電流 沖擊電流 隔離 (現(xiàn)場與邏輯 ) 保持時(shí)間 (掉電 ) 保險(xiǎn) (不可替換 ) 85 至 264 VAC(47 至 63 Hz) 80/40mA (僅 CPU， 120/240 VAC) 320/160mA (最大負(fù)載， 120/240 VAC) 20A ， 264 VAC 時(shí) 1500 VAC 20 / 80ms， 120/240 VAC 時(shí) 2A， 250 V 時(shí)慢速熔斷 24 24 VDC 傳感器電源 傳感器電壓 電流限定 紋波噪聲 隔離 (傳感器與邏輯 ) 至 VDC 峰值，終端限定非破壞性 小于 1 V 峰分值 非隔離 數(shù)字量輸入特性 本機(jī)集成數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù) 輸入類型 額定電壓 最大持續(xù)允許電壓 浪涌電壓 邏輯 1 信號(hào) (最小 ) 邏輯 0 信號(hào) (最 大 ) 輸入延遲 連接 2 線接近開關(guān)傳感器 (Bero) 允許漏電流最大 隔離 (現(xiàn)場與邏輯 ) 光電隔離 隔離組 高速輸入速率 高速計(jì)數(shù)器邏輯 1=15 – 30 VDC 高速計(jì)數(shù)器邏輯 1=15 – 26 VDC 同時(shí)接通的輸入 電纜長度最大 屏蔽 非屏蔽 24 輸入 漏型 /源型 (IEC 類型 1/漏型 ) 24 VDC， 4mA 典型值時(shí) 30V DC 35V DC， 秒 15 VDC， 5 VDC， 1mA 可選 ( 至 ) 1mA 是 500 VAC， 1 分鐘 見接線圖 20kHz(單相 ) ， 10kHz(兩相 ) 30kHz(單相 ) ， 20kHz(兩相 ) 所有 500 米 (標(biāo)準(zhǔn)輸入 ) 50 米 (高速計(jì)數(shù)器輸入 ) 300 米 (標(biāo)準(zhǔn)輸入 ) 數(shù)字量輸出特性 本機(jī)集成數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù) 輸出類型 額定電壓 電壓范圍 浪涌電流 (最大 ) 邏輯 1(最小 ) 邏輯 0(最大 ) 每點(diǎn)額定電流 (最大 ) 每個(gè)公共端的額定電流 (最大 ) 漏電流 (最大 ) 燈負(fù)載 (最大 ) 感性嵌位電壓 接通電阻 (接點(diǎn) ) 隔離 光電隔離 (現(xiàn)場到隔離 ) 16 輸出 干觸點(diǎn) 24VDC 或 250VAC 5 至 30V DC 或 5 至 250V AC 5A， 4s (10%工作率時(shí) ) 10A 30 W DC； 200 W AC Ω (新的時(shí)候最大值 ) 25 邏輯到接點(diǎn) 電阻 (邏輯到接點(diǎn) ) 隔離組 延時(shí) (最大 ) 斷開到接通 接通到斷開 切換 脈沖頻率 (最大 ) 機(jī)械壽命周期 觸點(diǎn)壽命 同時(shí)接通的輸出 兩個(gè)輸出并聯(lián) 電纜長度 (最大 ) 屏蔽 非屏蔽 1500 VAC， 1 分鐘 100 MΩ 見接線圖 10ms 1Hz 10,000,000(無負(fù)載 ) 100,000(額定負(fù)載 ) 55176。 C 時(shí)，所有的輸出 (水平 ) 45176。 C 時(shí)，所有的輸出 (垂直 ) 否 500 米 150 米 (2)模擬量擴(kuò)展模塊 EM231 圖 39 EM231 a、 模擬量擴(kuò)展模塊提供了模擬量輸入 /輸出的功能，優(yōu)點(diǎn)如下： 最佳適應(yīng)性：可適用于復(fù)雜的控制場合； b、 直接與傳感器和執(zhí)行器相連， 12 位的分辨率和多種輸入 /輸出范圍能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，例如 EM235 CN 模塊可直接與 PT100 熱電阻相連 c、 靈活性：當(dāng)實(shí)際應(yīng)用變化時(shí)， PLC 可以相應(yīng)地進(jìn)行擴(kuò)展，并可非常容易的調(diào)整用戶程序。 EM231 模擬量擴(kuò)展模塊技術(shù)數(shù)據(jù) 表 33 總體特性 26 尺寸 (W179。 H179。 D) 重量 功耗 點(diǎn)數(shù) 8062mm 183g 2W 4 路模擬量輸入 功率損耗 +5V DC(從 I/O 總線 ) 從 L+ L+電壓范圍 第 2 級(jí)或 DC 傳感器供電 20mA 60mA ～ LED 指示器 24V DC 狀態(tài) 亮 =無故障 滅 =無 24V DC 電源 模擬量輸入特性 模擬量輸入點(diǎn)數(shù) 4 隔離 (現(xiàn)場與邏輯電路間 ) 無 輸入類型 差分輸入 輸入范圍 電壓 (單極性 ) 電壓 (雙極性 ) 電流 0～ 10V， 0～ 5V 177。 5V，177。 0～ 20mA 輸入分辨率 電壓 (雙極性 ) 電壓 (單極性 ) 電流 (0～ 10V 時(shí) ) (0～ 5V 時(shí) ) (177。 5V 時(shí) ) (177。 時(shí) ) 5 μ A(0～ 20mA 時(shí) ) 模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間 ＜ 250 μ s 模擬量輸入響應(yīng) ～ 95% 共模抑制 40dB， DC to 60Hz 共模電壓 信號(hào)電壓 +共模電壓 (必 須小于等于 12V) 數(shù)據(jù)字格式 單極性，全量程范圍 0～ 32021 雙極性，全量程范圍 32021～ +32021 輸入阻抗 大于等于 10MΩ 輸入濾波器衰減 最大輸入電壓 30V DC 最大輸入電流 32mA 分辨率 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 (3)壓力變送器 指夾緊紅需要對(duì)壓力進(jìn)行檢測 ,并在觸摸屏顯示數(shù)據(jù) ,根據(jù)系統(tǒng)壓力要求選用 PT210B壓力變送器 。 27 PT210B 壓力變送器采用高性能的感壓芯片 ， 配合先進(jìn)的電路處理和溫度補(bǔ)償技術(shù)將 壓力變化轉(zhuǎn)換為線性的電流或電壓信號(hào) 。 量程 :0～ 5MPa 輸出信號(hào) :4～ 20mA(二線制 ) 供電電壓 :24VDC (4)觸摸屏 本次選用西門子觸摸屏 smart 700IE 全新 SIMATIC 精彩系列面板 （ Smart Line ），準(zhǔn)確地提供了人機(jī)界面的標(biāo)準(zhǔn)功能 ，經(jīng)濟(jì)實(shí)用 ， 具備高性價(jià)比 。 精彩系列面板采用全新的高分辨率 16:9 寬屏液晶顯示和先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念 ， 使設(shè)備 操作變得更加輕松快捷 。 smart 700IE 觸摸屏基本技術(shù)參數(shù) 表 34 項(xiàng)目 屏幕尺寸 7 英寸 分辨率 800179。 480 dpi 面板材料 LED 背光，節(jié)能降耗 通訊 PPI 通訊協(xié) 議 通信速率高達(dá) 集成的 RS 422/485 通訊口 處理器 主頻 內(nèi)存 ARM 處理器 400MHz 64M DDR 內(nèi) 電源 輸入電壓 供電范圍 24V 177。 20% 編程軟件 WinCC flexible 控制電路的設(shè)計(jì) 本次 PLC選用西門子 S7200 CPU226，本 PLC 主機(jī)擁有 24 個(gè) I/O 口輸入 ， 16 個(gè) I/O口輸出 ， 用去 8個(gè) I/O口輸入 ， 剩余 8個(gè)端口 ， 用去 9個(gè)輸出端口 ， 剩余 5 個(gè)端口 。 模擬量擴(kuò)展模塊選用 EM231，使用 1 路模擬量輸入 。 觸摸屏 選用西門子 SMART 700IE。 (1)PLC 的 IO端口接線表 S7200 IO 端口輸入 表 35 開始按鈕 后限位開關(guān) 停止按鈕 左擺限位開關(guān) 上限位開關(guān) 右擺限位開關(guān) 28 下限位開關(guān) 夾緊壓力傳感器 前限位開關(guān) S7200 IO 端口輸出 表 36 卸荷 伸出 右擺 縮回 左擺 夾緊 上升 緩沖 下降 中間繼電器 表 37 觸摸屏回原點(diǎn)按鈕 開始 觸摸屏點(diǎn)動(dòng)按鈕 原點(diǎn) 觸摸屏半自動(dòng)按鈕 縮回動(dòng)作 觸摸屏全自動(dòng)按鈕 左擺動(dòng)作 觸摸屏上升按鈕 下降動(dòng)作 觸摸屏右擺按鈕 伸出動(dòng)作 觸摸屏伸出按鈕 卸荷動(dòng)作 觸摸屏夾緊按鈕 原點(diǎn)緩沖動(dòng)作 觸摸屏縮回按鈕 原點(diǎn)確認(rèn) 觸摸屏左擺按鈕 觸摸屏下降按鈕 觸摸屏卸荷按鈕 觸摸屏方式選擇按鈕 (2)PLC 主接線圖 圖 310 PLC 主接線圖 29 本章小結(jié) 本章主要對(duì)器件進(jìn)行選型，與接線端口分配。本次選擇西門子 S7200CPU226 型，模擬量擴(kuò)展模塊位 EM231 型，觸摸屏位 SMART700IE 型。 第四章 PLC 控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 總程序的設(shè)計(jì) 進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)之前 ,先設(shè)計(jì)出應(yīng)用程序的總體方案如圖 41,圖中把整 個(gè)程序分成五 大塊 ,即 主程序、回原點(diǎn)、手動(dòng)、自動(dòng)五 部分。 輸入開關(guān)按鈕鍵入， 常開觸點(diǎn)閉合，程序開始， 當(dāng) 觸摸屏輸入回原點(diǎn)，中間繼電器 其常 開 觸點(diǎn)接通 ,開始執(zhí)行 回原點(diǎn) 程序 。當(dāng) ,其 觸摸屏輸入點(diǎn)動(dòng)，中間繼電器 常開 觸點(diǎn)閉合 ,開始執(zhí)行 點(diǎn)動(dòng) 程序 , 其觸摸屏輸入半自動(dòng)，中間繼電器 常開觸點(diǎn)閉合 ,開始執(zhí)行半自動(dòng)程序 , 其觸摸屏輸入全自動(dòng)，中間繼電器 常開觸點(diǎn)閉合 ,開始執(zhí)行全自動(dòng)程序 ,采用 西門子 公司提供的 STEP 7 MicroWIN SP6 編程軟件進(jìn)行編程 ,程序見附錄 1。 圖 41 程序總體方案 30 回原點(diǎn)程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)啟動(dòng)后都要進(jìn)行回原點(diǎn)操作 ,即按 下啟動(dòng)按鈕后 ,程序進(jìn)行自動(dòng)搜索原點(diǎn) ,程序有原點(diǎn)到位顯示 ,若不顯示原點(diǎn)則進(jìn)行自動(dòng)回原點(diǎn)。如下流程圖所示： 圖 42 回原點(diǎn)流程圖 原點(diǎn)搜索程序設(shè)計(jì)如下梯形圖 [2]所示。 圖 43 當(dāng)符合條件，執(zhí)行 S16；圖 44 當(dāng)符合條件，執(zhí)行 S16； 進(jìn)行原點(diǎn)確認(rèn)， 常開觸點(diǎn)閉合，并顯示原點(diǎn)信號(hào)。 如 31 果不符合條件，則自動(dòng)回原點(diǎn)。程序見附錄 1。 點(diǎn)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 回原點(diǎn)后，按觸摸屏點(diǎn)動(dòng)按鍵后 ,調(diào)用子程序 SBR_1 進(jìn)行手動(dòng)操作。 (1)上升操作 按下觸摸屏上升操作按鍵時(shí) ， 接通 ,在上端限位開關(guān) 未接 通 、 下降電磁閥 不 工作 的情況下 ， 機(jī)械手執(zhí)行上升動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)行上升指示。 圖 45 當(dāng)上限位開關(guān) 閉合， 停止動(dòng)作。 (2)右擺操作 按下觸摸屏右擺 操作按鍵時(shí) ， 接通 ,在右 端限位開關(guān) 、左擺 電磁閥 不工作的情況下 ， 機(jī)械手執(zhí)行右擺動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)行右擺指示。 圖 46 當(dāng)右限位開關(guān) 閉合， 停止動(dòng)作。 (3)伸出操作 按下觸摸屏伸出操作按鍵時(shí) ， 接通 ,在上端限位開關(guān) 未接通、下降電磁閥 不工作的情況下 ， 機(jī)械手執(zhí)行伸出動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)行伸出指示。 圖 47 32 當(dāng)前限位開關(guān) 閉合， 與 停止動(dòng)作。 (4)夾緊操作 按下觸摸屏夾緊操作按鍵時(shí) ， 接通 ,在壓力傳感器 未接通、卸荷電磁閥 不工作的情況下 ， 機(jī)械手執(zhí)行夾緊動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)行夾緊指示。 圖 48 當(dāng)壓力傳感器 閉合，夾緊電磁閥保持不動(dòng)作。 (5)縮回操作 按下觸摸屏縮回操作按鍵時(shí) ， 接通 ,在后限位開關(guān) 未接通、伸出電磁閥 不工作的情況下 ， 機(jī)械手執(zhí)行縮回動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)行縮回指示。 圖 49 33 當(dāng)后限位開關(guān) 閉合， 與 停止動(dòng)作 。 (6)左擺操作 按下觸摸屏縮回操作按鍵時(shí)， 接通 ,在左 限位開關(guān) 未接通、右擺 電磁閥 不工作的情況下 ，機(jī)械手執(zhí)行左擺 動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)左擺 指示。 圖 410 當(dāng)左限位開關(guān) 閉合， 停止動(dòng)作。 (7)下降操作 按下觸摸屏下降操作按鍵時(shí)， 接通 ,在下 限位開關(guān) 未接通、上 升 電磁閥 不工作的情況下，機(jī)械手執(zhí)行下降動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)下降指示。 圖 411 當(dāng)下限位開關(guān) 閉合， 停止動(dòng)作 。 34 (8)卸荷操作 按下觸摸屏卸荷操作按鍵時(shí)， 接通 ,在壓力傳感器 ，機(jī)械手執(zhí)行卸荷動(dòng)作 ,同時(shí)進(jìn)卸荷指示，并且夾緊電磁閥 停止動(dòng)作。 圖 412 當(dāng)壓力傳感器 斷開， 停止動(dòng)作。 點(diǎn)動(dòng)操作完成。 自動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 自動(dòng)程序流程圖如下圖所示 :從 43圖中可以看出 ,自動(dòng)操作必須是從機(jī)械手停在原位開始。 35 圖 413 自 動(dòng)程序流程圖 當(dāng)按下觸摸屏半自動(dòng)按鈕， 接通，進(jìn)行半自動(dòng)操作。當(dāng)按下觸摸屏全自動(dòng)按