西門子S7-200EM221CN擴展模塊         西門子S7-200EM221CN擴展模塊

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SIMATIC S7-1200 是一款適用于機械設備制造以及工廠構建中開環(huán)和閉環(huán)控制任務的控制器。它可實現(xiàn)的自動化性能以及經濟的成本。

由于同時采用了高性能的緊湊型模塊化設計，SIMATIC S7-1200 適用于各種自動化應用。其使用范圍從更換繼電器和接觸器一直到網(wǎng)絡和分布式結構中復雜的自動化任務。

S7-1200 還不斷開辟了以前由于經濟原因而開發(fā)的特殊電子元件領域。

Design

SIMATIC S7-1200 系列由以下模塊組成：

• 3 個控制器，具有不同類型的分級性能，可作為寬范圍的交流或直流控制器
• 2 個信號板（模擬和數(shù)字），用于直接在 CPU 上進行的低成本模塊化控制器擴展，安裝空間保持不變
• 13 個不同的數(shù)字和模擬信號模塊
• 2 個通訊模塊 (RS232/RS485)，用于通過點對點連接進行的通訊
• 帶有 4 個端口的以太網(wǎng)開關，用于執(zhí)行許多不同的網(wǎng)絡拓撲
• 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

機械特點

• 堅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
• 可拆卸連接端子，也適用于模擬或數(shù)字擴展模板

設備功能

• 符合標準：
  SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL,、CSA 和 FM 等標準（Class I、Cat 2；危險區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產中采用的質量管理體系已通過 ISO 9001 認證

通訊

SIMATIC S7-1200 配備不同的通訊機制：

• 集成的 PROFINET 接口
• 通過通訊模板實現(xiàn)點對點連接

PROFINET 接口

集成的 PROFINET 接口允許進行下列通訊：

• 編程器
• 人機接口（HMI）設備
• 其他 SIMATIC 控制器

支持以下協(xié)議：

• TCP/IP
• ISO-on-TCP
• S7 通訊

可以連接以下設備：

• 通過標準 CAT5 電纜在現(xiàn)場 PG 編程設備和 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)交換機連接多臺設備

點到點接口，可自由編程接口模式

通訊模塊允許通過點對點連接進行的通訊。使用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質。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備，例如，驅動器、打印機、條形碼閱讀器、調制解調器等。

在可編程的接口模式中，通過 CM 1241 實現(xiàn)的點對點連接

Functions

S7-1200 具有以下特點：

• 極為簡單的入門解決方案：
  的入門軟件包和操作說明方便熟悉操作。
• 操作簡單：
  功能強大的標準命令，使用簡單，結合易于使用的編程軟件，可以將編程費用小化。
• 出色的實時特性：
  特殊的中斷功能、快速計數(shù)器和脈沖輸出適用于時間緊急的過程。

SIMATIC S7-1200 滿足國內和標準：

• UL 508

    ■操作簡單，可以實現(xiàn)無人值守；

    ■良好的實時調節(jié)，防止了人為因素滯后；

    ■具有高可靠性；

    ■減輕工作人員負擔；

    ■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（機組自動開停控制）；⑵系統(tǒng)自動排水控制；⑶循環(huán)水液位控制和自動加藥控制；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)的整體自動調控一般可以使用以下2種方法之一來實現(xiàn)：

    ⑴采用PLC系統(tǒng)進行通訊和控制。

    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)。當監(jiān)控計算機出現(xiàn)故障時，PLC還可以按照設定的程序進行自動控制。

    第二種方法是通過控制系統(tǒng)的計算機進行單獨的分析運算進行控制，它具有較好的靈活性，但缺點是如果出現(xiàn)如計算機死機等故障時，有可能影響系統(tǒng)的正常運行。好在計算機的一般恢復往往不需要太多的時間。

    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)一起建立設備控制網(wǎng)絡，實現(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時遠程監(jiān)控，實現(xiàn)真正的無人值守。

    系統(tǒng)構成

    對于以上討論，如果需要實現(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)絡接口，支持MODBUS等相關網(wǎng)絡通訊協(xié)議。該系統(tǒng)可以采用工業(yè)通訊網(wǎng)絡技術實施遠程聯(lián)網(wǎng)?？諌赫咀钥卦O備可根據(jù)生產實際情況和各設備的特點，以及可能存在的問題，綜合各方面因素后確立分級控制網(wǎng)絡的實施方案，如圖1所示。

    ■硬件配置

    現(xiàn)場儀表，受控設備、執(zhí)行器、帶有串行通訊接口的設備（如空壓機，冷干機等），PLC和監(jiān)控計算機。

    ■軟件功能

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

    在系統(tǒng)實施過程中，還可引入故障檢測和故障診斷的處理程序，能夠提高系統(tǒng)的智能化程度，有利于進一步改善自控系統(tǒng)的有效性和可靠性，通過調度策略，軟件連鎖保護等自動控制功能模式的應用，有望將自動化水平提升到更高層次，可以為確定空壓機設備狀態(tài)檢修點提供依據(jù)，并由此獲得更大的效益。

    結論