上海西门子PLC模拟量控制模块维修

西门子S7-200CN 量身定制的功能，数字，模拟，特定的或通讯的-由五个不同的CPU提供了基本功能的扩展可实现独立模块的可扩展性。编程是基于易于使用的工程软件STEP7 Micro / WIN的。因此，在SIMATIC S7- 200微型PLC是在微型自动化领域的可靠，快速，灵活的控制器。
西门子S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有较高的性能/价格比。
S7-200系列出色表现在以下几个方面：
1、较高的可靠性
2、较丰富的指令集
3、易于掌握
4、便捷的操作
5、丰富的内置集成功能
6、实时特性
7、强劲的通讯能力
8、丰富的扩展模块
S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域较为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。
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功能与设计
CPU单元设计
集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。
不同的设备类型
CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。
本机数字量输入/输出点
CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。
本机模拟量输入/输出点
CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。
中断输入
允许以较快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
高速计数器
-CPU 221/222
4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器
-CPU 224/224XP/226
6个高速计数器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。

西门子300CPU通讯处理器用于把 S7-300 连接到不同的总线系统/通讯网络上，以及进行点到点连接。根据应用情况和模块的不同协议，可以提供不同的总线系统，如 PROFIBUS DP 或工业以太网。
点到点连接
通过处理器（CP）进行点到点连接是一种强大而低成本的中线系统替代方案。相对于总线系统，点到点链接的优点在只有较少 (RS485) 设备需要连接到 SIMATIC S7 上时非常明显。
CP 可以方便的把第三方系统连接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有较高的灵活性，可以实现多种不同的物理传输介质、传输速率，甚至可以自定义传输协议。
对于每个 CP，我们用 CD 光盘提供了组态软件包和电子手册，以及用于实现 CPU 和 CP 之间通讯的参数化屏幕形式和标准的功能块。
组态的数据会存储到 CPU 的系统块中，并备份。因此更换模块时新模块可以立即投入使用。
S7-300 的接口模块现有三种版本，每个都带有用于不同物理传输介质的接口。
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应用
通讯模块使 SIMATIC S7-300 可以连接到如：
SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 可编程控制器，以及许多其它制造商提供的系统
PC、可编程装置、HMI 装置
现场设备
打印机
机器人控制
调制解调器
扫描仪、条码读取器等
效益
•由于可以使用 STEP 7 方便的进行组态，因此缩短了启动时间
•通过 LED 指示缩短了发生故障时的停机和维修时间
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设计和功能
CP 具有加固的塑料外壳，带有 LED 指示灯用于显示工作和故障状态。
它们显示出了 SIMATIC S7-300 设计的全**势，如 .
•设计紧凑
•便于安装
•用户友好型接线等。

西门子S7-200 SMART是西门子针对中国的OEM市场研发的新一代PLC。作为S7-200CN的升级产品，一方面继承了S7-200CN丰富的功能，另一方面融入了新的亮点，将全面覆盖并追赶S7-200CN。从产品上市至今，S7-200 SMART在包装、纺织、机床、食品、橡塑等众多行业得到广泛应用，在提升设备性能和降低设备成本上发挥着重要作用。
机型丰富，更多选择
提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数较高可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外，CPU模块配备标准型和经济型供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，较大限度的控制成本。
选件扩展，精确定制
新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置，提升产品的利用率，同时降低用户的扩展成本。
高速芯片，性能**
配备西门子**高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15 μ s，在同级别小型PLC中遥遥良好。一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。
以太互联，经济便捷
CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，方便快捷，省去了**编辑电缆。通过以太网接口还可与其它CPU模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。
三轴脉冲，运动自如
CPU模块本体较多集成3路高速脉冲输出，频率高达100kHz,支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调整、定位等功能。
通用SD卡，快速更新
本机集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和PLC固件升级，较大地方便了客户工程师对较终用户的服务支持，也省去了因PLC固件升级返厂服务的不便。
软件友好，编程高效
在继承西门子编程软件强大功能的基础上，融入了更多的人性化设计，如新颖的带状式菜单、全移动式界面窗口、方便的程序注释功能、强大的密码保护等。在体验强大功能的同时，大幅提高开发效率，缩短产品上市时间。
**整合，无缝集成
SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE触摸屏，SINAMICS V20变频器和SINAMICS V90伺服驱动系统**整合，为OEM客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的*需求。
西门子S7-200 SMART 在双机头套标机上的应用
套标机作为后段包装技术含量较高的设备之一，适合各种容器瓶、罐、各种形状及材料的收缩膜包装 ( 如食品、饮料、制药等行业中各式塑料瓶、玻璃瓶、PVC、铁罐等容器 )，可与生产线全面连线作业或单机作业，对空瓶或填充后均可进行包装。套标机的出现实现了全自动快速包装，大幅降低了人工费用，同时提升了包装效果。
传统套标机主要以单机头为主，能够满足瓶身单次套一个标的需求，但在瓶口和瓶身都需要套标的情况下，就需要两台套标机，一方面造成安装空间过大，另一方面与其他工艺段连接也不方便。而双机头套标机则可以有效的解决以上问题，减少了安装空间，也降低了成本。
双机头套标机的工艺需求较为复杂，涉及到 4 个轴的伺服控制 ( 两个送标，两个切标 ) 及 1 路高速计数 ( 螺杆转速检测 )。本系统采用两个西门子 S7-200 SMART CPU 模块分别去控制两个轴，CPU 模块之间采用Modbus RTU 通讯，并采用 SMARTLINE 触摸屏对系统参数进行配置。一体化的 SMART 解决方案优化了机器性能，生产效率达 18000 瓶 / 小时，控制精度达到 ±1mm。
双头套标工艺原理
双机头套标机的工艺主要分为瓶身套标和瓶口套标两个部分。在分瓶螺杆将输送带上的待套瓶按一定间距分开后，设备就进入到瓶身套标工艺段。当瓶身待套区域检测电眼检测到来瓶时，瓶身切标伺服被触发动作，切标完成后刷标电机将标签快速刷下并套瓶，同时瓶身送标伺服启动，将固定长度 ( 定
长切 ) 或分段长度 ( 色标检测长度 ) 送入待切区域准备下一次切标。瓶身毛刷将瓶身标签整理齐，主输送带将瓶送到瓶口套标的工艺段，当瓶口待套区域检测到来瓶时，瓶口的切标伺服开始动作，工艺流程与瓶身套标一致，当瓶口套标完成后，输送机将套好的瓶子送入热收缩箱进行缩紧定型。
双机头套标机要求 4 个伺服定位过程，而且对定位的精度要求较高。目前面向经济型 OEM市场的 PLC 基本上只集成 2 路 100KHz的 PTO 功能，无法通过 1 台 PLC 满足工艺要求。另外，该设备的 I/O 点数较多，为 23DI，38DO。为了降低成本，选型时希望通过 CPU 模块标配集成的I/O 满足要求，而不使用扩展模块。因此选用 2 台西门子 S7-200 SMART PLC作为主控单元，每台 PLC 本体集成 3路 100KHz 的 PTO 输出，满足设备中 4路 100KHz 的 PTO 输出要求，PLC 之间通过 Modbus RTU 通讯的方式实现瓶身和瓶口套标过程的配合。SMART LINE 触摸屏本体集成以太网接口，可连接
3 台 S7-200 SMART 控制器。在本项目中，SMART LINE使用普通的网线与两台 S7-200 SMART 相连，可直接操作两台 PLC。


西门子1200PLC信号模块可以连接到CPU的右侧，进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个，CPU1214C接受八个信号模块。
大量不同的数字量和模拟量模块可精确提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
数字量输入/输出作为 SIMATIC S7-1200 CPU 的集成 I/O 的补充
信号模块作为独立的模块；可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用； 可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
用于使控制器灵活地适应相关任务的要求
用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展
应用
除了现有的集成数字量输入/输出之外，数字扩展模块还可以提供更多的数字量输入/输出使用选项。这为用户提供了下列优势：
较佳适应性：
使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的投资。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块
在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间
灵活性：
如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。
描述
用于 SIMATIC S7-1200 的模拟量输入和输出
信号模块作为独立的模块
可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用； 可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
较短的转换时间
用于连接模拟传感器和执行机构，而*增加放大器
用于应对更为复杂的自动化任务
应用
除了现有的集成模拟量输入/输出之外，模拟扩展模块还可以提供更多的模拟量输入/输出使用选择。这为用户提供了下列优势：
较佳适配
使用模拟信号模块，用户可以使其控制器较佳地满足更加复杂的任务要求。
在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间。
传感器和执行器的直接连接：高达14 位的分辨率和不同的输入/输出范围允许在没有附加放大器的情况下连接传感器和执行器
灵活性： 如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

西门子200CNCPU本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
产品信息
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，较大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，较大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，较大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。

西门子S7-200 SMART应用遍及各行各业涵盖各种机器设备应用，无缝贴合机器设备制造商的各种需求
西门子S7-200 SMART 在啤酒灌装机上的应用
我国啤酒行业经过 30 多年的持续增长，到 2011 年，全国啤酒产量达490 亿升，居世界**位，占世界总产量的 1/4。但与发达国家相比，我国
的人均消费水平还很低，仍有很大的上升空间。尤其是我国居民收入水平的提高将会给啤酒的需求带来新的增长。而啤酒灌装设备在啤酒行业的稳
步发展中扮演了非常重要的角色。目前，啤酒灌装设备都已经实现了自动化控制，但自动化程度参差不齐。有些定容灌装设备采用简单的逻辑控制器，给用户操作带来了很多不便之处，例如：参数不易修改控制、各种设备故障信息无法获取、灌装精度比较差 ( 由于是定容灌装，容积取决于啤酒桶的大小，而市面上的啤酒桶质量参差不齐，容积大小没有统一标准，无法实现精确灌装 )、无法统计灌装啤酒的总量。对于双桶灌装设备，一般采用两个逻辑控制器，由于该类控制器本体点数较少，采用了两个独立的控制器进行操作和接线都很不方便。
2　技术路线
鉴于客户提出的新工艺需求，如使用流量计实现计量灌装、能方便设定各种参数、能显示灌装的数量和总的灌装量，本系统采用 PLC 取代简易的逻辑控制器。由于客户装备的流量计是脉冲输出，需要 PLC 具备高速计数功能，同时PLC需要具备较高的处理速度。根据客户的新需求，本系统采用西门子 S7-200 SMART PLC 及 SMARTLINE 触摸屏，将原始系统的两个独立工序流程由一个控制器统一处理，既满足了客户的工艺要求，也节约了设备成本。
工艺流程
啤酒自动计量灌装机工艺流程简单概括为 3 个步骤：定位→备压→注酒。其 中， 定 位：将注酒阀准确对准啤酒桶口；备压：向酒桶内充气打压，同时可将浮球开关击落；注酒：关闭备压后开始注酒，根据容积或流量测量，灌酒结束整个流程结束。
硬件架构设计
本系统使用的 I/O 点数较少，共 10DI/8DO，并且需要两路单向高速计数器。由于设备电控柜空间狭小，对 PLC的体积要求非常严格。客户对成本控制要求较高，不能接受**编程电缆带来的额外成本。针对以上要求，较终选用 S7-200 SMART 的 CPU SR20 模块做为 PLC 配置。原始的灌装设备没有配备触摸屏，人机交互很不方便，无法方便的设定参数、获取设备的故障信息。该自动计量灌装机增加了 HMI 设备，选用了 SMART LINE 触摸屏，64K 色真彩显示。SMART LINE 还集成了以太网接口，可与 S7-200 SMART 通过普通网线直接连接，比串口通讯速度有大幅提升。
PLC 编程设计
自动计量灌装机分清洗和灌装两种工作模式。清洗模式下，点启动按钮后系统经过定位、备压然后注酒，只是此时系统不会测量灌装的酒量，直到人为点击停止按钮。灌装模式下有两种模式可选：定容模式和计量模式。前者根据啤酒桶的容积进行灌装，当满桶时通过导流阀将浮球**起灌装结束；后者通过流量计给定的脉冲进行计量计算，当数值达到设定容积以后灌装结束。实现方式如下：(1) 流量计。本系统是双桶灌装系统，采用了两个流量
计，流量计给 PLC 的是单相脉冲信号，106 个脉冲为 1L，据此将系统中设定的灌装容量转换成容量脉冲数 ( 容量脉冲数 =106× 灌装容量 )，然后将实际的灌装量与设定的灌装容量进行比较控制注酒阀的开闭；
(2) 高速计数器。S7-200 SMART 集成了 4 路高速计数器，在本系统中只使用了 HSC0 与 HSC1 两个高速计数器，占用 I0.0 和 I0.1 两个输入点。由于是单相计数，选择工作模式 0 即可。Micro/WIN SMART 集成了 HSC 向导，在向导中直接选择 HSC0、HSC1。由于系统默认模式 0，直接点击生成按钮，便生成两个高速计数程序 (HSC0_INT 与HSC1_INT)；
(3) 高速计数编程。主程序中仅需用 SM0.1 或沿触发调用生成的子程序一次即可，然后可以在 HC0 和 HC1 读出当前的脉冲数，然后在程序中比较计算。至于内部复位高速计数器，只需用沿触发调用生成的子程序一次。

多面板模块系列 西门子S7-300 可以进行模块定制来满足较多变的任务。
功能模块是智能性的，可以独立执行技术任务，如计数、测量、凸轮控制、PID 控制和传动控制。 因此它们可以减轻 CPU 的负荷。它们可以使用在需要高等级的精度和动态响应的应用中。
范围
木材、玻璃、石料和金属加工
包装机械
印刷
一般机器制造
机床
纺织机
橡胶和塑料行业
工厂
效益
高等级的精度和动态响应
带有丰富功能的**和通用模块
不涉及 CPU，因为功能保存在每个模块的固件里
快速的响应时间（确定性的动态响应）
使用组态工具进行工程组态，集成到 STEP 7 中
设计和功能
功能模块是能够执行技术任务并因此降低 CPU 负荷的智能模块。
可以提供基于 STEP 7 和 STEP 7-Micro/WIN 的组态工具，用于设置参数。通过具有用户友好性的屏幕进行参数化和试运行。
S7-300 功能模块还可以用在
ET 200M I/O 系统的分布式组态中——以及基于 PC、带有 WinAC 的自动化中。
信号模块是 SIMATIC S7-300 进行过程操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以满足较多变的任务。
S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块。
安装简便
通过前端连接器连接传感器/执行器。可使用以下连接方式进行连接：
螺钉型接线端子
弹簧型接线端子
快速连接（绝缘穿刺）
更换模块后，只需将连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前端连接器的编码可避免发生错误。
快速连接
连接 SIMATIC TOP 更加简单、快速（不是紧凑 CPU 的板载 I/O）。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前端连接器，和带有前端连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。
高组装密度
模块中为数众多的通道使 S7-300 实现了节省空间的设计。可使用每个模块中有 8 至 64 个通道（数字量）或 2 至 8 个通道（模拟量）的模块。
简单参数化
使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数化，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到新的模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，*进行软件升级。可根据需要复制组态信息，例如用于标准机器。返回页首
设计和功能
许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求，准确提供输入/输出。
数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存在着差别。在这里提到的所有模块范围中，SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25… 60°C 和有害的空气/冷凝。
诊断、中断
许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字输入时的上升边或下降边）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。
**模块
用于测试和仿真时，模拟量模块可插入到 S7-300。该模块通过 LED 转换和指示输出信号，实现对编码器信号的模拟。
该模块可插入到任何地方（不必遵守插槽规则）。该虚拟模块为未组态的信号模块预留了一个插槽。稍后安装该模块时，整个组态的机械配置和地址分配均不会更改。