西門子S7-200EM221CN擴(kuò)展模塊         西門子S7-200EM221CN擴(kuò)展模塊

潯之漫智控技術(shù)有限公司  上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司

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SIMATIC S7-1200 是一款適用于機(jī)械設(shè)備制造以及工廠構(gòu)建中開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)的控制器。它可實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化性能以及經(jīng)濟(jì)的成本。

由于同時(shí)采用了高性能的緊湊型模塊化設(shè)計(jì)，SIMATIC S7-1200 適用于各種自動(dòng)化應(yīng)用。其使用范圍從更換繼電器和接觸器一直到網(wǎng)絡(luò)和分布式結(jié)構(gòu)中復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。

S7-1200 還不斷開辟了以前由于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)的特殊電子元件領(lǐng)域。

Design

SIMATIC S7-1200 系列由以下模塊組成：

• 3 個(gè)控制器，具有不同類型的分級(jí)性能，可作為寬范圍的交流或直流控制器
• 2 個(gè)信號(hào)板（模擬和數(shù)字），用于直接在 CPU 上進(jìn)行的低成本模塊化控制器擴(kuò)展，安裝空間保持不變
• 13 個(gè)不同的數(shù)字和模擬信號(hào)模塊
• 2 個(gè)通訊模塊 (RS232/RS485)，用于通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行的通訊
• 帶有 4 個(gè)端口的以太網(wǎng)開關(guān)，用于執(zhí)行許多不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
• PS 1207 穩(wěn)定電源裝置，115/230 V 交流線路電壓，24 V 直流額定電壓

機(jī)械特點(diǎn)

• 堅(jiān)固耐用的緊湊型塑料外殼
• 易于接觸的連接和控制元件，用前擋板保護(hù)
• 可拆卸連接端子，也適用于模擬或數(shù)字?jǐn)U展模板

設(shè)備功能

• 符合標(biāo)準(zhǔn)：
  SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL,、CSA 和 FM 等標(biāo)準(zhǔn)（Class I、Cat 2；危險(xiǎn)區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產(chǎn)中采用的質(zhì)量管理體系已通過 ISO 9001 認(rèn)證

通訊

SIMATIC S7-1200 配備不同的通訊機(jī)制：

• 集成的 PROFINET 接口
• 通過通訊模板實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

PROFINET 接口

集成的 PROFINET 接口允許進(jìn)行下列通訊：

• 編程器
• 人機(jī)接口（HMI）設(shè)備
• 其他 SIMATIC 控制器

支持以下協(xié)議：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP
• S7 通訊

可以連接以下設(shè)備：

• 通過標(biāo)準(zhǔn) CAT5 電纜在現(xiàn)場(chǎng) PG 編程設(shè)備和 PC 之間通訊。

PG 和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間的連接

• SIMATIC HMI Basic 面板

基本面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間的連接

• 更多的 SIMATIC S7-1200 控制器

通過 CSM 1277 以太網(wǎng)交換機(jī)連接多臺(tái)設(shè)備

點(diǎn)到點(diǎn)接口，可自由編程接口模式

通訊模塊允許通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行的通訊。使用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質(zhì)。在 CPU 的“自由端口 (Freeport)”模式中執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。使用用戶、面向比特的通訊協(xié)議（例如，ASCII 協(xié)議、USS 或 MODBUS）。

可以連接帶有串行接口的任何終端設(shè)備，例如，驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、條形碼閱讀器、調(diào)制解調(diào)器等。

在可編程的接口模式中，通過 CM 1241 實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

Functions

S7-1200 具有以下特點(diǎn)：

• 極為簡(jiǎn)單的入門解決方案：
  的入門軟件包和操作說明方便熟悉操作。
• 操作簡(jiǎn)單：
  功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)命令，使用簡(jiǎn)單，結(jié)合易于使用的編程軟件，可以將編程費(fèi)用小化。
• 出色的實(shí)時(shí)特性：
  特殊的中斷功能、快速計(jì)數(shù)器和脈沖輸出適用于時(shí)間緊急的過程。

SIMATIC S7-1200 滿足國(guó)內(nèi)和標(biāo)準(zhǔn)：

• UL 508

    ■操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)無人值守；

    ■良好的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，防止了人為因素滯后；

    ■具有高可靠性；

    ■減輕工作人員負(fù)擔(dān)；

    ■節(jié)省人力成本。

    需要控制的參數(shù)和可能的控制方式

    空壓站需要的控制需求；⑴高、低壓供氣壓力控制（機(jī)組自動(dòng)開?？刂疲虎葡到y(tǒng)自動(dòng)排水控制；⑶循環(huán)水液位控制和自動(dòng)加藥控制；⑷所需壓縮空氣溫度、循環(huán)水溫度等參數(shù)控制等等。

    空壓系統(tǒng)的整體自動(dòng)調(diào)控一般可以使用以下2種方法之一來實(shí)現(xiàn)：

    ⑴采用PLC系統(tǒng)進(jìn)行通訊和控制。

    ⑵可以采用英格索蘭公司或自己編制的控制軟件。

種方法可靠性高，適用于工業(yè)控制系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC還可以按照設(shè)定的程序進(jìn)行自動(dòng)控制。

    第二種方法是通過控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行單獨(dú)的分析運(yùn)算進(jìn)行控制，它具有較好的靈活性，但缺點(diǎn)是如果出現(xiàn)如計(jì)算機(jī)死機(jī)等故障時(shí)，有可能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。好在計(jì)算機(jī)的一般恢復(fù)往往不需要太多的時(shí)間。

    除空壓供氣系統(tǒng)自控外，空壓站可與制冷站、熱力站系統(tǒng)一起建立設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中控制，或與工廠控制中心聯(lián)網(wǎng)，由控制中心的控制器實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)真正的無人值守。

    系統(tǒng)構(gòu)成

    對(duì)于以上討論，如果需要實(shí)現(xiàn)空壓站的整體自控，又許多成熟PLC自控系統(tǒng)可以選用，現(xiàn)以ZH公司的PLC自控系統(tǒng)為例。

    該自控系統(tǒng)選用西門子S7-300系列可編程控制器，帶有RS422/485網(wǎng)絡(luò)接口，支持MODBUS等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。該系統(tǒng)可以采用工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)施遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)。空壓站自控設(shè)備可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和各設(shè)備的特點(diǎn)，以及可能存在的問題，綜合各方面因素后確立分級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案，如圖1所示。

    ■硬件配置

    現(xiàn)場(chǎng)儀表，受控設(shè)備、執(zhí)行器、帶有串行通訊接口的設(shè)備（如空壓機(jī)，冷干機(jī)等），PLC和監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

    ■軟件功能

    選用的工業(yè)組態(tài)軟件（如WINCC或iFIX）用來監(jiān)視和操作整個(gè)生產(chǎn)過程，為控制系統(tǒng)提供通訊、顯示及報(bào)表管理等功能，各設(shè)備控制器自成一子系統(tǒng)，其應(yīng)用程序功能包括：信息采集，設(shè)備控制，故障報(bào)警，連鎖保護(hù)，以及數(shù)據(jù)處理和通信傳輸。

    在系統(tǒng)實(shí)施過程中，還可引入故障檢測(cè)和故障診斷的處理程序，能夠提高系統(tǒng)的智能化程度，有利于進(jìn)一步改善自控系統(tǒng)的有效性和可靠性，通過調(diào)度策略，軟件連鎖保護(hù)等自動(dòng)控制功能模式的應(yīng)用，有望將自動(dòng)化水平提升到更高層次，可以為確定空壓機(jī)設(shè)備狀態(tài)檢修點(diǎn)提供依據(jù)，并由此獲得更大的效益。

    結(jié)論