西门子模块6ES7214-2AS23-0XB8安装方法

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西门子模块6ES7214-2AS23-0XB8安装方法基于PLC控制器的矿井信号系统的设计　　绞车房信号箱主要完成井口、井底提升信号的数字和汉字显示及声音提示，前一次或前几次信号的存储记忆和显示。完成急停信号对安全回路的闭锁，换程信号的发出，停车信号的闭锁等功能。　　保护系统主要包含故障信号预报、事故停车信号、紧急停车信号等。当提升机控制系统发生故障时由保护系统发送信号到，然后由PLC控制器发出信号到绞车房，并进行相应的操作，对煤矿的安全起到很重要的作用。　　2 系统分析　　2．1 系统功能　　设计出的以PLC为核心的矿井副井提升信号系统可以实现以下功能：1）提升信号有数字显示功能；2）提升指令有汉字显示功能；3）急停报警功能和急停扩展功能；4）井上下信号必须一致方可开车；5）井下信号只能通过井上信号才能传至绞车房，不能直接传至绞车房；6）事故点个停车点，均由井上、下直接传至绞车房，停止绞车运行；7）实现方向闭锁功能；8）实现快慢连锁功能。　　2．2 系统工作原理　　该系统的工作原理图如图2所示，其打点信号的分配见表1。　　系统的工作原理图　　打点信号的分配过程控制和PLC设计指南　　PLC基本原理　　电流控制环的应用始于20世纪早期的电传打字机，先使用的是0–60mA环路，后来改为0–20mA环路，PLC系统率先加入4–20mA环路。4–20mA电流环有很多优势，将4mA作为低通信电流，传输线断开（开路）时很容易检测到这一故障，只需两条连线即可实现远端传感器供电，大约3.5mA。4–20mA环路可以采用模拟通信，也可以采用数字通信。　　在传统的分立器件设计中需要仔细计算，而且电路占用较大空间。Maxim推出了几款20mA器件，能够大大简化系统设计。我们首先考虑典型的PLC功能，如图3所示。　　图3. PLC简化框图　　PLC用于完成某项工作或任务。我们先检测一个物理参数，对其处理并进行决策，然后命令某个物理设备进行动作。根据这一模型，左下框显示了信号调理输出，可以采用MAX15500/MAX15501集成电路。　　MAX15500/MAX15501允许选择近程电压控制或远程电流控制。从图4可以看出，除了传统的分立方案中所具备的基本通信功能外，器件中又加入了新的监测和保护功能。　　图4. MAX15500/MAX15501输出调理器系列产品，器件功能包括：为1kΩ提供的±12V加载感应输出、供给750Ω的±24mA电流、100μs的14位建立时间、40μs的12位建立时间。　　工厂布线受运动、震动等因素的影响，可能导致与其它连接器之间的开路或短路。为了保证设备和人身安全，需要进行安全监测。电缆发生失效时，在系统彻底失效之前会有一段间隔时间。MAX15500系列能够智能化地进行监测，管理不同的失效状况。　　考虑到工厂极端的EMI、RFI、电源浪涌条件，任何监控措施都必须可靠，能够不受外界环境的干扰。MAX15500系列包含了一个小260ms的开路、短路超时周期，这个时间周期足以避免监测嘈杂环境引起的错误报警，而且也足够捕获短暂的电缆故障。此外，器件将锁存故障并触发一个独立的硬件中断引脚报警，从而使处理器快速响应电缆短路故障。处理器收到中断后可以读取MAX15500的寄存器内容，获取准确的故障信息，清除故障中断。除了监测电缆的状况外，器件还提供其它安全功能，例如，通过检测芯片温度监控环境是否过热。可调节的电源跌落检测门限对于可靠的系统设计非常关键，电源电压检测门限可以在±10V至±24V范围调节，级差为2V。　　为了保证系统安全，MAX15500/MAX15501输出还具有过流保护、对地短路保护以及高达±35V的过压保护。为满足客户需求，MAX15500/MAX15501提供可编程的超量程能力。某些用户采用满量程的105%，甚至120%进行测试或处理紧急操作（系统可能出于部分故障或强噪声环境）。MAX15500/MAX15501采用32引脚、5mm2 TQFN封装，带有裸焊盘，改善散热。　　MAX15500/MAX15501输出调理器符合HART®标准，HART （高速可寻址远端传感器）协议能够在4–20mA控制线路上承载双向数字信号，类似于1200波特率、用于固定电话呼叫的Bell 202协议。　　MAX15500/MAX15501还具有独立的SPI™总线，减少了电气隔离所需要的光隔离器。器件采用的是特殊的自定时SPI接口，支持菊链协议。当多个SPI器件需要通过电气隔离控制时，这种模式有助于减少控制线和隔离光耦的需求。　　在更小的PCB （PC板）上集成更多功能　　设计分立、可选电压（单极性和双极性）或电流输出调节电路是一项极具挑战的任务，特别是当设计人员了解到需要控制满量程可变增益、针对单极性和双极性电压设置的多种复位电平、0mA和4mA电路需求时，会对系统的复杂度又进一步的认识。图5简化了这些功能设计，因为这些功能已经集成在MAX5661电流和电压输出DAC的内部。　　图5. MAX5661的简化功能框图　　MAX5661借助其编程功能解决了分立方案设计难题，可以方便地选择以下参数：　　输出电压　　单极性范围：0至+10.24V，±25%　　双极性范围：±10.24V，±25%　　电流输出　　单极性低档范围：0至20.45mA　　单极性范围：3.97mA至20.45mA　　满量程输出增益　　以10位分辨率或间隔调整到高达±25%的超范围　　异步复位或清零，或预置到16位数字　　这些功能提供了设计灵活性，作为模拟电源时，输出电压范围为±13.48V至±15.75V；电流输出时，输出电压摆幅为：+13.48V至+40V。差分电压输出可以通过电压输出放大器的加载/感应检测实现远程检测。故障输出中断指示开路电流输出、短路电压输出或状态清除。该功能由限流电压输出驱动；对于电流输出，压差检测器对超出规定范围的电流输出进行监测。/LDAC引脚用于控制异步DAC更新和多DAC同步系统。电厂气力除灰系统的PLC控制系统设计　　4 除灰系统的plc控制设计　　根据系统功能的需要，并对系统可靠性进行考虑，选用西门子s7-200系列plc对输灰进行控制。s7-200plc提供了多种功能，使编成控制更加灵活方便；具有扩展模块，易于系统扩展；内部集成的ppi接口为用户提供了强大的通信功能，实现上位机pc和plc的通信，上位机可以实现编程，还可以监视程序的运行。　　　　图2 plc控制系统结构图　　4.1 模块化软件设计　　传统编程模式以线性的或顺序的方式执行每条指令，设计的程序不容易阅读，也不易验证其正确性。本系统设计方法注重软件设计的模块结构和层次化特点，在设计程序前，要在总体上对软件的组成与模块结构进行分析和设计，程序在设计时进行自顶而下的逐步细化，这对于控制结构和功能比较复杂的系统更容易实现控制。控制系统结构如图2所示。　　系统具有手动控制和自动控制功能，上位机可以实现对输灰系统的监控。　　4.2 用户软件功能设计　　（1）程控部分主要功能：　　定时程控除灰： plc根据料位计传输过来的灰粉位置信号（高、正常、低）和仓泵上方的电接点压力表指示压力值信号，采取相应的处理措施；　　高灰位优先排灰：料位计指示灰粉位置高时，plc根据中断请求优先控制进行排灰；　　程序控制自动输灰：系统处于程控执行状态时，由plc对干除灰系统进行自动输灰；　　远端操作：当系统处于远操状态，操作人员可以在控制室进行远端手操控制。　　2）上位监控部分主要功能：　　工艺流程图、趋势图显示：上位机可以显示系统工艺流程图及对仓泵压力变化进行1小时、8小时、12小时、24小时等不同时段曲线跟踪显示等；　　参数显示、报警画面显示：当仓泵上方电接点压力表指示偏高时，系统自动发出警告声音，显示红色警告信号；当料位计监视灰斗内料位高/低时，系统发出警示信号等；　　统计管理功能及各类报表显示和打印：系统可以对历史记录情况（当班人员操作记录、除灰次数、除灰时间、压力曲线图等）进行汇总、打印报表等；　　生产过程事件及报警记录：系统可以对生产过程中异常事件进行跟踪及报警记录；　　程控系统与主厂计算机联网：系统可以与主厂mis系统进行联网，便于工作记录信息登记、数据传输、上报等。　　5 结束语　　本文选用西门子s7-200系列plc对输灰进行控制，在干除灰系统中采用电接点压力表对仓泵进料/出料过程进行控制，通过设定电接点压力i值、ii值，可以自动地控制干除灰运行，有效地避免原系统因进料/出料过程控制划分不明显而引起管道堵塞等问题的出现。实时监控、故障显示记录提高了系统控制自动化系统化程度，提高了工作效率和粉煤灰的综合利用率基于PLC的交通灯自动控制系统设计　　2.2 顺序控制法　　顺序控制是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动有秩序地进行操作。PLC 的设计者们继承了继电器顺序控制的思想，为顺序控制程序的设计提供了大量通用的和专用的编程元件和指令，开发了供设计顺序控制程序用的顺序功能图语言，使之成为当前 PLC程序设计的主要方法。 顺序控制设计法又称步进控制设计法， 它是一种先进的设计方法， 很容易被初学者接受，有经验的工程师也会提高设计的效率，程序的调试、修改和阅读也很方便。　　图 2 和图 3为交通信号灯的顺序功能图和步进梯形图设计。　　　　这两个图有以下特点：　　1）将复杂的任务或过程分解成若干个工序（状态）。无论多么复杂的过程均能分化为小的工序，这非常有利于程序的结构化设计。　　2）相对于某一具体的工序来说， 控制任务实现了简化， 给局部程序的编程带来了方便。　　3）整体程序是局部程序的综合，只要弄清各工序成立的条件、工序转移的条件和转移的方向，就可进行这类图形的设计。　　4）状态转移流程图可读性强、容易理解，能清晰地反映工艺控制全过程。　　状态转移图是状态编程法的重要工具。状态编程的一般思想为：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作内容（状态的功能、转移条件和转移方向），根据总的控制顺序要求，将各独立状态联系起来，形成状态转移图，进行绘制梯形图程序，写出语句表。　　2.3 经验梯形图设计法　　下面将经验设计法和顺序控制设计法进行适当比较，以便设计时选用。采用经验设计法设计梯形图时，不可能找出一种简单通用的设计方法。　　顺序控制设计法将整个程序分成了控制程序和输出程序两个部分。 由于步是根据输出Y的状态划分的，所以M和Y 之间具有很简单的逻辑关系，输出程序的设计极为简单。而代　　表步的辅助继电器或状态继电器的控制程序，不管多么复杂，其设计方法都是相同的，并且很容易掌握。　　3 结论　　本文是一个比较典型的十字路口交通灯的梯形图设计，为一种设计实践，主要是为PLC在交通控制系统中提出一种设计理论，为以后PLC在复杂的控制系统中提出一种可行的理论方案。在实际应用中，采用PLC控制城市交通信号灯，能根据不同路况要求，随时修改控制程序， 以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。