西门子CPU模块6ES7212-1BE40-0XB0

西门子CPU模块6ES7212-1BE40-0XB0

PLC组态软件指一些数据采集与过程控制的软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的PLC组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软硬件的全部接口，进行系统集成。 PLC组态软件通常有以下几方面的功能： （1）强大的界面显示组态功能。目前，工控组态软件大都运行于Windows环境下，充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特点，可视化的m风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控仵和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，从而将开发人员从繁重的界面设计中解放出来，丰富的动画连接方式，如隐含、闪烁、移动等等，使界面生动、直观。 （2）良好的开放性。社会化的大生产，使得系统构成的全部软硬件不可能出自一家公司的产品，“异构"是当今控制系统的主要特点之一。开放性是指组态软件能与多种通信协议互联，支持多种硬件设备。开放性是衡量一个组态软件好坏的重要指标。 PLC组态软件向下应能与低层的数据采集设备通信，向上能与管理层通信，实现上位机与下位机的双向通信。 （3） 丰富的功能模块。提供丰富的控潲功能库，满足用户的测控要求和现场要求。利用各种功能模块，完成实时监控 产生功能报表 显示历史曲线、实时曲线、提侠报警等功能，使系统具有良好的人机界面，易于操作，系统既叫适用于单机集中式控制、DCS分布式控制，也可以是带远程遇信能力的远程测控系统． （4）强大的数据库。配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、离散量、字符型等，实现与外部设备的数据交换。 （5）可编程的命令语言。有可编程的命令语言，使用户可根据自己的需要编鸾程序，蹭强图形界面 （6）周密的系统安全防范，对不同的操作者，赋予不同的操作权眼，保证整个系统的安全可靠运行。 （7）仿真功能．捉供强大的仿真功能使系统并行设计，从而缩短开发周期。   PLC系统通信网络的主要形式   PLC系统通信网络的主要形式 PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：1）PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式 PLC网络；3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；4）PLC网络（各厂商的PLC通信网络）。 为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器

PLC系统设计的五大步骤

（一）分析工艺流程，明确控制要求，确定控制方案

首先要详细分析实际生产的工艺流程，工作特点及控制系统的控制任务、控制过程、控制特点，控制功能，明确输入，输出量的性质，充分了解被控对象的控制要求。

在分析被控对象的基础上，根据PLC的特点，与继电器控制系统和计算机控制系统进行控制方案的分析与比较，如果被控系统的应用环境较差，而安全性，可靠性要求较高，输入输出多为开关量，而用常规的继电器接触器实现，系统较复杂或难以实现，工艺流程经常改变，那么，用可编程序控制器进行控制将是合适的。

（二）选择机型

随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和型号越来越多，功能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择PLC产品，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择，容量选择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。

（三）输入输出设备选择及输入输出点分配

在PLC控制系统中，通常用作输入器件的强电元件是控制按钮，行程开关、继电器等的触点。PLC的执行元件通常有接触器、电动机、电磁阀，信号灯等。要根据控制系统的需要进行选择。

（四）施工设计

与一般电气施工设计相同， PLC控制系统的施工设计需完成下列工作：画出完整的电路图；注明电气元件清单；画出电气柜内电器位置图和电器安装接线互连图。

（五）总装调试

1、程序调试

将设计好的程序用编程器输入到PLC中，进行编辑和检查，发现问题，立即修改和调整程序。

2、现场调试

现场安装完毕后，可对硬件和软件进行联调，实现对某些参数的现场确定和调整。

3、安全检查

最后对系统的所有安全措施作*检查，准确无误后即可投入试运行，待一切正常后，将程序固化在有长久记忆功能的只读存储器EPROM中长期保存

PLC控制系统的设计方法

　　1、充分了解各种类型起重机生产过程的结构、原理、工况和特点。

　　2、 充分了解并确定用户提出的功能控制要求。一般用户，特别是对PLC的特点*不熟悉的用户，先期提出的功能要求是不*的，有的也可能是难以实现的。在了 解被控对象的基础上，主动为用户着想，介绍PLC的功能特点，对那些不需要增加额外的硬件开销并能充分发挥PLC潜力的功能，如自动计数、设备运转时间的 记录等都主动为用户考虑；对那些实现起来花费很大投资，而效益不大的功能向用户解释说明，在尊重用户意见的基础上，进行协调处理。

　　3、确定除PLC装置外系统的硬件结构：包括为实现全部控制功能所必须的传感器、开关按钮、执行机构及指示报警等输入输出装置。

　　4、画出时序图和状态图等功能流程图。深入分析系统功能，为编程打下基础。

　　5、PLC装置的选型：

　　1）系统本身需求的分析：

　　①确定系统所需I/O端口的数量和种类。

　　②确定CPU应有的主要功能。

　　③确定内存的容量大小和种类。

　　④根据现场情况确定是否需要远程I/O。

　　⑤考虑系统工作环境要求。

　　2）市场产品的分析：

　　查看哪些型号在技术性能上满足要求，哪些可基本满足要求，在这些型号中，再进行价格方面的比较和衡量，并综合考虑产品的可靠性、供货的及时性和售后服务方面的信誉等，从中选出较为理想的产品。

　　6、应用程序的设计和模拟调试，由于PLC的全部控制功能都是通过其应用程序（或称用户程序）的执行而实现的。因此，程序设计无疑是PLC应用系统的关键环节。应充分利用PLC各种简单、高效的编程指令功能来编制程序。

　　PLC编程技术要点：

　　①列出PLC输入/输出通道分配表。

　　②根据功能流程图画出程序流程图及程序结构功能模块图。

　　③随时登记所用程序元素，便于检查和避免重复。

　　④多使用内部继电器，避免过于复杂的混联逻辑。

　　⑤注意考虑系统功能要求中没有想到的问题，比如互锁、联锁等。

　　⑥进行程序的修改及简化。

　　⑦将程序输入PLC并使用模拟I/O装置按照控制要求进行模拟调试。

　　7、进行实机的现场联合调试。

　　这是一项系统、复杂、繁锁而且*的工作，它需要起重机制造厂家、控制设备配套厂家、用户和设计调试人员的密切配合。

　　①将PLC控制柜与起重机上的各种电气设备、执行元器件联接好，确定准确无误，则可进行实机的现场联合调试。

　　②首先分别进行各机构控制回路的调试，检查各种继电接触器的动作情况是否符合起重机各机构的逻辑要求，各种故障的显示报警是否准确等，否则在现场修改应用程序直到准确为止。

　　③合上各机构主回路开关，进行各机构空载试验，方法与步骤同②。

　　④后进行整机的载荷试验，载荷试验必须由轻载、半载和额定载荷的顺序逐步进行，一直到整台设备的各种运行状态*达到技术规格书的要求，符合国家起重运输机械的有关规范和标准，终得到用户的认可

变量的准确测量

凭借其较高的精度，SENTRON PAC3200能够不断高的准确进行电力测量的要求。它 IEC 62053-22 中有关固态有功电能表的 0.5S 级准确度要求。

SENTRON PA200 可提供用于测定与处理电能数据和评估配电网的准确度较高的测量数据：

例如，对于电压、电流、有功功率和有功电能来说，该仪表可达到 IEC 61557-12 的 0.2 级准确度。

对有功电能来说，可达到仪表 IEC 62053-22 的 0.2S 级准确度。

因此，SENTRON PA200 电力公司所采用的高精度仪表的准确度要求，通常可在苛刻的工业应用中使用。

电力故障的度

总共有 10 个用于测量有功、无功和视在电能的电能表，它们可按照高费率和低费率单独、连续地对电能输入和电能反馈进行。

除了用于视在、有功和无功电能的无限计数器之外，PA200 还可在 365 天的时间段内每天储存电能消耗水平。通过输入所需的计算周期，可实现到天的截止日期评估。某个预选时间段内的电能消耗可直接在仪表上调出，或使用通讯接口调出。

PA200 的每日计数指示器

SENTRON PAC3200 和 PA200 可提供负荷曲线记录所需的有功和无功电能平均值，并可作为上层能源的可靠数据来源。

PA200 的负荷曲线记录

一旦按测量周期测量的电能消耗状况或无功电能成分开始对公司的电能成本产生影响，工厂的电力负荷曲线就显得非常重要。

由于 SENTRON PA200 带有一个大容量存储器，因此在这方面非常适合。在选择的测量周期为 15 分钟时，它可在长达 40 天时间内记录视在、有功和无功功率的负荷曲线，并带有输入和反馈的zui小值与zui大值。根据所选择的记录周期，可将记录时间或缩短。

测量周期可与电力公司所采用的测量周期实现同步，这样就可将测量数据与电力公司的记录进行比较。同步可通过一个数字量输入或在通讯接口上使用一个同步命令来完成。如果无法进行这种同步，仪表就会与它的内部时钟进行同步。

对于负荷曲线记录，SENTRON PA200 支持固定时钟（仅一个测量周期）或时钟（将测量周期划分为几个子周期）。另外，也可在算术或累积电能平均值计算之间进行选择。

负荷曲线记录的个别改动可通过 SENTRON powerconfig 组态来完成。

S7-1500 控制器产品系列中的入门级 CPU

适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用

在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用

PROFINET IO IRT 接口，带 2 端换机

PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O

用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或 非西门子 PROFINET I/O 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET 智能设备

OPC UA （数据访问）作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/

等时同步

集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和

用于诊断集成 Web ，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

CPU 1511-1 PN 是经济型入门级 CPU，用于不连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。 CPU 1511-1 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET 智能设备）。 集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端换机以便在中设立总线型拓扑。 另外，CPU 通过易组态的块提供控制功能，以及通过化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力

西门子CPU模块6ES7212-1BE40-0XB0

SIMATIC S7-1200 CPUSIMATICS7-1200 系统有三种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU1214C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板，轻松扩展数字或模拟量I/O，同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 可连接 8 个信号模块。更后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块，便于实现端到端的串行通讯。

节省空间的设计所有的SIMATIC S7-1200 硬件都经过设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了更和更大灵活性。SIMATICS7-1200可扩展的紧凑自动化的模块化概念。SIMATICS7-1200 具有集成的 PROFINET接口、强大的集成技术功能和可扩展性强、灵活度高的设计。它实现了简便的通信、技术任务解决方案，并能一系列的独立自动化需求。

USB

使用 通过 X125（正面，保护盖后）和 X135 （背面）这两个 USB 接口可以连接一个 USB闪存驱动器，以便传送用户数据和调试数据。

属性 USB 接口是标准接口，此处不详细说明。

X125 和 X135 上电缆的规格

5 V 电源是抗短路电源。

手轮

使用 PPU 背面的插头 X143 上多可连接 2 个电子手轮。 手轮必须符合以下要求： ● 传输方式： 5 V TTL或差分信号 ●信号： – 信号 A 是真实和取反信号 – 信号 B 是真实和取反信号 ● 大输出频率：500 kHz ● 相位偏移，从信号 A 到B：90° ± 30° ● 电源： 5 V，大 250 mA

X143 上的电缆规格

便于操作和诊断

操作员面板

操作员面板用于控制电机起动器，可取代所有常规按钮和指示灯以节省空间。使您可以在控制柜内直接操作 SIMOCODE pro和馈电装置。该面板具有基本单元上的所有 LED 指示灯，外部具有用于在 PC/PG 上进行简易参数化或诊断的系统接口。

带显示屏的操作员面板

还可以使用一种带显示屏的操作面板替代 SIMOCODE pro V 的 3UF720 标准操作面板：3UF721能够在控制柜上另外指示电机起动器的电流测量值、运行和诊断数据或状态信息。可使用操作面板上的按钮来控制电机。而且，可直接通过带显示屏的操作面板，设置额定电机电流、限值等参数（通过SIMOCODEproV PROFIBUS E15及以上版本、SIMOCODEproV Modbus RTU E03 及以上版本以及所有SIMOCODEproV PROFINET 和 EtherNet/IP）。

通信

SIMOCODE pro 具有一个集成 PROFIBUS DP 或 Modbus RTU 接口（SUB-D 或端子接头）或一个PROFINET 或 EtherNet/IP接口 (2 x RJ45)。

可以将故障安全 PLC (F-CPU) 和SIMOCODE DM-F PROFIsafe 故障安全数字量模块结合使用，通过符合PROFIsafe 行规的 PROFIBUS 或 PROFINET 实现故障安全断开。

SIMOCODE proPROFIBUS

例如，适用于 PROFIBUS 的 SIMOCODE pro 支持：

循环服务 (DPV0) 和非循环服务 (DPV1)

综合诊断和硬件中断

高时间精度时间戳 (SIMATICS7)，适用于 SIMOCODE pro V

Y-Link 后面的 DPV1 通信

适用于 PROFINET 的 SIMOCODEpro

例如，适用于 PROFINET 的 SIMOCODE pro 支持：

总线型和环型总线拓扑（适用于带集成交换机的 2 端口设备）

通过 MRP 协议实现介质冗余（适用于带集成交换机的 2 端口设备）

借助于标准 Web 浏览器进行操作、维护和诊断

通过 OPC UA 服务器与可视化和 I&C 系统进行开放式通信

NTP 同步时间

待机管理和测量功能，用于通过 PROFIenergy 实现的能源管理

通过临近检测功能，在不使用 PC 存储模块的情况下进行模块更换

丰富的诊断和维护报警