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西門子PLC硬件安裝與拆卸方法是什么

?硬件連接

??在第8章的編程通信中已經(jīng)提到，可以用三種方式連接S7-200和編程設(shè)備:通過PPI多主站電纜直接連接,或者通過帶有MPI電纜的通信處理器卡(CP)連接,或者通過以太網(wǎng)通信卡連接,但常用的是普通的PPI編程電纜。用于S7-200PLC的編程電纜長度一般均為5m。有RS-232和USB接口的兩種編程電纜可以選擇，編程電纜將PLC的編程口與計算機的RS-232口或USB口相連,連接如圖10-1所示。

??圖10-1主機與計算機連接

??PLC主機有兩種供電方式，一種是直流供電，一種是交流供電，但一般在購買時選擇交流供電方式的CPU主機單元。圖10-2中給出了直流供電和交流供電兩種CPU模塊接線方式。

??圖10-2 CPU主機單元的供電方式

??拆卻CPU模塊或者擴展模塊

??如果需要拆卸CPU模塊或其他擴展模塊,請按以下步驟進(jìn)行:

??(1)關(guān)閉所有電源。

??(2)拆除模塊上的所有連線和電纜，主機和部分?jǐn)U展模塊的端子排是可拆卸的。該功能可使得拆卸I/O工作變得簡單。如果有其他擴展模塊連接在要拆卸的模塊上,應(yīng)打開前蓋,拔掉相鄰模塊的擴展扁平電纜。

??(3)拆掉安裝螺釘,拆下模塊,或從35tmm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上扣下模塊。

??參數(shù)設(shè)置

??用PPI多主站編程電纜與S7-200建立通信時,常用參數(shù)的設(shè)置如下:

??(1)如圖10-3所示,雙擊指令樹“項目”目錄下的圖標(biāo),設(shè)置PLC類型及CPU版本。

??(2)將編程設(shè)備(如PC機)的通信地址設(shè)為0,CPU的默認(rèn)地址為2。

??(3)PC機的接口一般使用COM1或USB。

??(4)傳輸波特率為9.6kbit/Sa。

??圖10-3設(shè)置PLC類型及CPU版本

??如果建立了計算機和PLC的在線聯(lián)系,就可利用軟件檢查、設(shè)置和修改PLC的通信參數(shù)。步驟如下:

??(1)單擊瀏覽條中的系統(tǒng)塊圖標(biāo),或從“視圖(View)”菜單中選擇“系統(tǒng)塊(SystemBlock)”選項,將出現(xiàn)系統(tǒng)塊對話框。

??(2)單擊“通信口(Port)”選項卡。檢查各參數(shù),確認(rèn)無誤后單擊“確定”。如果需要修改某些參數(shù),可以行有關(guān)的修改,再單擊“確認(rèn)(OK)”按鍵,待確認(rèn)后退出。

??(3)單擊工具條中的下載按鈕,即可把修改后的參數(shù)下載到PLC主機。當(dāng)然參數(shù)塊的下載也可以和程序下載同時進(jìn)行。

??說明:如果使用USB編程電纜,在建立連接后,可以通過系統(tǒng)塊更改端口的波特率,下載后端口的波特率使用新的設(shè)定值。

??與S7-200建立通信

??(1)單擊瀏覽條中通信圖標(biāo),進(jìn)入通信對話框，雙擊刷新圖標(biāo)，STEP7-MicroWINV4.0搜索并顯示連接的S7-200CPU的圖標(biāo)。

??(2)選擇相應(yīng)的S7-200CPU并單擊OK。

??如果STEP7-Micro/WIN V4.0未能找到S7-200CPU,應(yīng)單擊設(shè)置PC/PG接口按鈕

??核對通信參數(shù)設(shè)置,并重復(fù)以上步驟。

PLC機型的選擇步驟與原則

隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有著重要意義。

PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。

PLC機型的選擇

PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及可靠、維護方便的前提下，力爭佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：

 (一) 合理的結(jié)構(gòu)型式

PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。

整體式PLC的每一個I／O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I／O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。

(二) 安裝方式的選擇

  PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠(yuǎn)程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠(yuǎn)程I／O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但要附加通訊模塊。

 (三)相應(yīng)的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。

對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。

對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或PLC。但是中、PLC價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。

 (四)響應(yīng)速度要求

 PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速I／O處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

 (五)系統(tǒng)可靠性的要求

對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

 (六)機型盡量統(tǒng)一

一個企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：

1)機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。

2)機型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。

3)機型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。

①硬件設(shè)計的重要性PLC控制系統(tǒng)設(shè)計包括了硬件與軟件兩方面的內(nèi)容。在控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃(方案設(shè)計)完成，并且選定了對應(yīng)的PLC型號與規(guī)格后，從工程設(shè)計的角度，就應(yīng)該進(jìn)入控制系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計階段，即進(jìn)行系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計。

??PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，并非像某些人主觀想象的那樣，由于PLC具有靈活、通用的特點，全部控制要求均可以通過軟件解決，因此設(shè)計時只要進(jìn)行PLC與輸入/輸出信號間的簡單連接即可，而是直接關(guān)系到控制系統(tǒng)的安全性、可靠性與生產(chǎn)制造成本等諸多重要問題。而且，硬件設(shè)計一旦完成，它不可以像軟件設(shè)計那樣可以隨時隨地進(jìn)行修改，因此，它是決定控制系統(tǒng)設(shè)計成敗的關(guān)鍵問題，必須引起設(shè)計者的高度重視。

??雖然，PLC是專門為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的控制裝置，其本身的安全性、可靠性已經(jīng)得到了良好的保證，但如果外部條件不能滿足PLC的基本要求，同樣可能影響系統(tǒng)的正常運行，造成設(shè)備運行的不穩(wěn)定，甚至危及設(shè)備與人身安全。因此，在系統(tǒng)硬件設(shè)計階段，就必須考慮到系統(tǒng)的安全性與可靠性，并始終將其放在Zui為重要的位置。

??硬件設(shè)計是對系統(tǒng)進(jìn)行的原理、安裝、施工、調(diào)試、維修等方面的具體技術(shù)設(shè)計，設(shè)計必須認(rèn)真、仔細(xì);確保全部圖樣與技術(shù)文件的完整、準(zhǔn)確、齊全、系統(tǒng)、統(tǒng)一，并貫徹國際、國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

??②硬件設(shè)計的基本內(nèi)容 一般來說，PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計應(yīng)包括如下內(nèi)容。

??a.控制系統(tǒng)主回路設(shè)計、控制回路設(shè)計、安全電路、PLC輸入/輸出回路等方面的設(shè)計;b.控制拒、操縱臺的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計;c.控制柜、操縱臺的電器元件安裝設(shè)計;d.電氣連接設(shè)計等。

??以上內(nèi)容中的主回路、控制回路、PLC輸入/輸出回路的設(shè)計是硬件設(shè)計的主要內(nèi)容，屬于電氣控制原理設(shè)計的范疇，統(tǒng)一以"電氣原理圖"的形式體現(xiàn)設(shè)計思想與要求。

??電氣原理圖是系統(tǒng)軟件設(shè)計、安裝與連接設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試與維修的基礎(chǔ)，它完整地體現(xiàn)了系統(tǒng)的設(shè)計思想與要求，系統(tǒng)中所使用的任何電氣元件以及它們之間的連接要求、主要規(guī)格參數(shù)等，均在電氣原理圖上得到了全面、準(zhǔn)確、系統(tǒng)的反映，因此，它是電氣控制系統(tǒng)Zui為重要的技術(shù)資料。

??電氣原理圖設(shè)計應(yīng)遵循國際、國家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。在國外，一般來說，除涉及安全性、可靠性的準(zhǔn)則決不可違背外，對其他方面的要求(如圖形符號、元器件代號等的表示方法)通常較靈活，因此，在閱讀進(jìn)口設(shè)備圖紙時應(yīng)注意。此外，電氣原理圖的具體繪制要求、讀圖方法等雖然是PLC系統(tǒng)設(shè)計中需要掌握的內(nèi)容，但它們不屬于這里要介紹的范疇，需要時可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與其他參考書。

??PLC電氣原理圖設(shè)計中，PLC的I/O連接設(shè)計相對來說是系統(tǒng)中較為簡單的部分，只需要根據(jù)PLC輸入/輸出的類型，按照PLC的連接要求進(jìn)行連接即可。然而，控制系統(tǒng)的PLC外圍電路設(shè)計，往往是影響系統(tǒng)運行安全性、可靠性，決定系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，尤其應(yīng)該引起設(shè)計者的重視。

??控制柜、操縱臺的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，控制柜、操縱臺的電器元件安裝設(shè)計，電氣連接設(shè)計等屬于安裝與連接設(shè)計的范疇。設(shè)計的目的是用于指導(dǎo)、規(guī)范現(xiàn)場生產(chǎn)與施工，為系統(tǒng)安裝、調(diào)試、維修提供幫助，并提高系統(tǒng)的可靠性與標(biāo)準(zhǔn)化程度。

??①主回路設(shè)計的內(nèi)容在電氣控制系統(tǒng)中，習(xí)慣上將高電壓、大電流的回路稱為主回路。在常見的PLC控制系統(tǒng)中，主回路通常包括如下部分。

??a.電動機主回路，包括用于電動機通斷控制的接觸器、電動機保護的斷路器等;b.各種動力驅(qū)動裝置的電源回路與動力回路，如驅(qū)動器電源輸入回路及其通斷控制的接觸器、保護斷路器、伺服電動機的電樞回路、直流電動機的勵磁回路等;

??c.各種控制變壓器的一次側(cè)輸入回路，包括通斷控制的接觸器、保護斷路器等;d.用于供給控制系統(tǒng)各部分主電源的電源輸入與控制回路，包括用于電源變壓器、穩(wěn)壓器件以及用于電源回路控制的接觸器、保護斷路器等。

??PLC控制系統(tǒng)的主回路設(shè)計與其他電氣控制系統(tǒng)無原則性區(qū)別，但必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并結(jié)合PLC控制系統(tǒng)的自身特點，充分考慮系統(tǒng)的可靠性與安全性。

??②電源總開關(guān)根據(jù)EN60204-1(VDE0113第1部分)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為了使整個控制系統(tǒng)與電網(wǎng)隔離，機械設(shè)備的電氣控制裝置必須安裝電源總開關(guān)。

??總開關(guān)的設(shè)計要求是：開關(guān)必須具有足夠的分?jǐn)嗄芰Γ仨毮軌蚍謹(jǐn)嗵幱?堵轉(zhuǎn)"狀態(tài)的Zui大電動機的電流與其他所有用電設(shè)備和電動機的電流總和。

??通過總開關(guān)，原則上應(yīng)能斷開設(shè)備中的所有用電設(shè)備電源，例外的是，當(dāng)設(shè)備安裝有需要在總電源切斷情況下使用的安全保護裝置，如維修用電源、維修用照明、設(shè)備安全防護的解鎖裝置等部件時，允許這部分的電源直接連接在設(shè)備進(jìn)線上，可以不通過總開關(guān)分?jǐn)?。但是，即便如此，以上電路仍然需要安裝獨立的短路保護器件(如斷路器等)。

??③保護裝置的安裝為了對設(shè)備主回路進(jìn)行可靠、有效的保護，設(shè)備中每一個獨立的部件都必須安裝用于短路、過電流保護的保護器件(如斷路器等)，保護器件必須具有足夠的分?jǐn)嗄芰?，必須能夠可靠分?jǐn)啾槐Ｗo的用電設(shè)備或電動機。

??出于調(diào)試、維修的需要和對系統(tǒng)的可靠性與安全性的考慮，原則上對于不同類型的主回路，如電動機主回路、驅(qū)動主回路等，在每一部件獨立安裝保護器件的基礎(chǔ)上，還應(yīng)對每一大類分類安裝總保護斷路器。

??對于輸入/輸出點數(shù)、種類較多、構(gòu)成復(fù)雜、控制要求較高的控制系統(tǒng)，當(dāng)外部輸入/輸電信號共用電源時，應(yīng)采用分組的形式進(jìn)行供電，每組通過獨立的保護斷路器進(jìn)行保護與通/斷控制。

??④接地與抗干擾從安全角度考慮，控制系統(tǒng)應(yīng)安裝總接地母線，用于電位平衡與接地。與主回路連接的各種獨立電氣控制裝置，應(yīng)有專門的、符合要求的接地連接線與設(shè)備接地母線進(jìn)行連接，以防止干擾，提高可靠性。

??系統(tǒng)中容易產(chǎn)生干擾或是容易受到外部干擾的電氣控制裝置，如PLC、數(shù)控裝置(CNC)、伺服驅(qū)動器、變頻器等，應(yīng)通過隔離變壓器、濾波電抗器等與電源進(jìn)行連接，以抑制線路干擾。

??系統(tǒng)中需要通斷的大功率負(fù)載，應(yīng)在線路上安裝浪涌電壓吸收器，以抑制負(fù)載通斷產(chǎn)生的過電壓與干擾。

??⑤輔助控制電源的設(shè)計用于系統(tǒng)安全保護、緊急停機控制的裝置(如制動器、安全門保護等)的輔助電源，應(yīng)確保不會因“急停”等操作而分?jǐn)唷?/p>

??系統(tǒng)中可靠性要求較高的控制部件，如PLC的電源輸入、CNC的電源輸入等，當(dāng)它們?yōu)橹绷鱀C24V供電時，應(yīng)盡可能采用獨立的穩(wěn)壓電源進(jìn)行供電;當(dāng)采用交流供電時，應(yīng)安裝獨立的隔離變壓器，原則上不要與系統(tǒng)的其他控制電路與執(zhí)行元件(如電磁閥、220V/24V控制回路等)共用電源。

??PLC輸入/輸出所需要的傳感器、開關(guān)、執(zhí)行元件電源，應(yīng)盡可能采用外部電源供電的形式，以防止由于外部線路故障引起PLC損壞。

??注意：在歐洲，目前已經(jīng)對工業(yè)電氣控制設(shè)備的主回路實行3相AC400V與單相AC230V標(biāo)準(zhǔn)、以取代傳統(tǒng)的3相AC380V與單相AC220V標(biāo)準(zhǔn)，因此，在進(jìn)行出口設(shè)備設(shè)計以及進(jìn)口設(shè)備維修時應(yīng)加以注意。