湖南西门子S7-200SMARTPLC代理批发销售

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PLC的模拟量I/O模块的主要功能是数据转换。模拟量输入(A/D)模块是将现场由传感器检测或变送器等产生的模拟信号转换成PLC内部可接收的数字信号；模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字信号转换为模拟信号输出给变频器、阀门等装置。典型模拟量I/O模块的量程为-10～10V、0～10V、1～5V电压型及0～20mA、4～20mA电流型等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。

    目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。设计者要结合工程实际，在选用外部控制设备的同时，合理选用合适的模块。

    开/关量输出模块是把ZY处理器CPU处理过的内部数字量信号转换成驱动外部输出设备、执行机构、显示灯等负载的开关信号，并实现PLC内外信号电气隔离的模块。选择时主要考虑以下几个方面：

    1)输出方式。开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。

    继电器输出的价格便宜，可驱动交流或直流负载，而且适用的电压范围广、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢、寿命较短，只能适用于动作不频繁的交直流负载。当驱动感性负载时，触点动作频率不得超过1Hz。

    对于频繁通断、驱动电流不大、功率因数低的场合，应选用晶闸管或晶体管输出方式，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。

    感性负载在断开瞬间会产生较高的反向电压，必须采取YZ措施。若是直流感性负载，要在负载两端并联二极管。

    2)输出接线方式。开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式。分组式输出是几个输出点为一组，一组有一公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。

    3)驱动能力。开关量输出模块的输出电流（驱动能力）必须大于负载的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。对于容性负载、电阻性负载在接通时有冲击电流，应留有足够的裕量。

    在选用输出模块时，不但要看一个输出点的驱动能力，还要看整个输出模块的满负荷能力，即输出模块的各个输出通道同时接通点数的总电流不得超过模块规定的允许电流。一般同时接通点数不要超过同一COM端输出点数的60%。

    开关量输入模块用来接收现场输入设备的开关信号（如按钮、行程开关、温控开关、液位开关等），将信号转换为PLC内部的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：

    1)输入信号的类型

    开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流/直流输入三种类型。选择时主要依据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块延迟时间较短，还可直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。

    2)输入信号的工作电压

    开关量输入信号的工作电压常用的有：直流分别为5V、12V、24V；交流分别为110V、230V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。

    一般24V及以下属于低电平安全电压，用于传输距离较近场合或现场有防火、防爆等安全要求的场合，如12V输入模块Z远不得超过10m。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。

    国内设备多为交流220V和380V工作电压，国外常用110V工作电压。用230V电压等级时，一般允许其工作电压在184~276V之间。对于国内的电网来说，采用220V交流电的工作现场，信号采集方便，传输距离限制较小，它适用于一般环境下的机械设备所在的现场。

    3)输入模块密度

    按输入点数来分，常用的有8点、16点、32点等。对于32点及以上的高密度输入模块，同时接通的点数一般不要超过输入点数的60%。

    4)输入接线方式

    开关量输入模块主要有汇点式和分隔式两种接线方式。汇点式开关量输入模块所有输入点共用一个公共端(COM)；而分隔式开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式开关量。
PLC的容量包括I/O点数和用户存储器容量两个方面。

    (1) I/O点数的选择

    首先根据被控对象的输入/输出设备，对所需的输入/输出点数进行统计，开关量输入点数与开关量输出点数之比一般可按3：2估算。在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点Z少，但必须留有一定的余量。通常I/O点数是根据统计的点数数据，再加上10%～15%的裕量来确定的，以备系统方案的修改或功能的扩展。

    (2)存储器容量的估算

    用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的输入/输出点数、运算处理量、程序结构、控制要求等因素有关，而且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。为了设计时对程序容量有一定的估算，通常采用经验估算方法来估算，经验估算方法是根据每个功能器件类型和输入/输出点数统计所需程序容量的。估算公式是：

    存储容量（字节）=开关量I/O点数×10+模拟量I/O通道数×100

    另外在存储容量选择的同时，注意对存储器类型的选择。

(1)控制要求。一个由电气启动的传送带，在传送带的起点有两个按钮开关：用于START的S1和用于STOP的S2。在传送带的尾部也有两个按钮开关：用于START的S3和用于STOP的S4。可以从任何一端启动或停止传送带。另外，当传送带上的物件到达末端时，传感器S5使传送带停机。

    (2)定义编程元件符号地址。编程元件符号地址见表5-6。

    表5-6    编程元件符号地址

    (3)设计梯形图。

    可以在管理器中用“View>Online”打开在线窗口。查看是否有CPU显示诊断符号。

    (1)模块信息在故障诊断中的应用

    建立在线连接后，在管理器中选择要检查的站，执行菜单命令“PLC>Diagnostics/Settings>Module Information”，显示该站中CPU模块的信息。如图5-38所示，诊断缓冲区(Diagnostic Buffer)标签页中，给出了CPU中所发生事件一览表。

    图中Z上面的事件是Z近发生的事件。因编程错误造成CPU进入STOP模式，选择该事件，并单击“Open Block”按钮，将在程序编辑器中打开与错误有关的块，显示出错的程序段。

    (2)用快速视窗和诊断视窗诊断故障

    管理器中选择要检查的站，用命令“PLC>Diagno stics/S ettings>Hardware Diagnose”打开CPU的硬件诊断快速视窗(Quick View)，显示该站中的故障模块，如图5-39所示。用命令“Option>Customize”，在打开对话框的“View”标签页中，激活“诊断时显示快速视窗”。

    诊断视窗实际上就是在线的硬件组态窗口。在快速视窗中单击“Open Station Online”（在线打开站）按钮，打开硬件组态的在线诊断视窗。

    在管理器中与PLC建立在线连接。打开一个站的“Hardware”对象，可以打开诊断视窗。诊断视窗显示整个站在线的组态。用命令“PLC>Modulelnformation”查看其模块状态。

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