西门子S7-200模块CPU226CN紧凑型单元

西门子变频器是由德国西门子公司研发、生产、销售的**变要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。并以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、**强的过载能力、创新的BiCo（内部功能互联）功能以及无可比拟的灵活性，在变频器市场占据着重要的地位。西门子变频器以其强，打破了以前器在中国市场上的垄断地位，据有关专业市场调研机构的统计，西门子的高低压变频器在中国市场上已****。

上海诗幕自动化设备有限公司是中国西门子的较佳合作伙伴，公司主要
从事工业自动化产品的集成, 销售和维修 ，是全国**的自动化设备公司之一。
公司坐落于中国*城市上海市 ，我们真诚的希望在器件的销售和工程项目承
接、系统开发上能和贵司开展多方面合作。以下是我司 主要 代理 西门子产品 ，
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公司主要代理以下产品：
1、 SIMATIC S7 系列 PLC：S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
2、 逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL 等
3、 SITOP 直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A 可并联.
4、HMI 触摸屏 TD200 TD400C K-TP OP177 TP177,MP277 MP377,
S SIEMENS 交、直流传动装置
1、 交流变频器 MICROMASTER 系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.
2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70 系列
S SIEMENS 控 数控 伺服
SINUMERIK:801、802S 、802D、802D SL、810D、840D、611U、S120
系统及伺报电机，力矩电机，直线电机，电缆，伺服驱动等备件销售。
基于可编程控制器的异步电动机的起、制动控制方式改进1. 引言
传统的鼠笼式异步电动机起、制动控制方式一般有四种，即定子回路串电阻起动，Y/△起动，自耦变压器起动和延边三角形起动;制动方式有三种，反接制动，能耗制动和电容制动，其中任何一种起，、制动控制方式的实现通常由继电器-接触器控制系统来完成。下面就以定子回路串电阻降压起动和反接制动为例，分析由继电器-接触器实现的鼠笼式异步电动机的起、制动控制。如图1所示，此控制电路含三个接触器和一个中间继电器线圈，12个触点。起动时，KM2、KM3线圈均处于断开状态，按下起动按钮SB1，KM1线圈通电并自锁，电动机串电阻减压起动。当电动机转速上升到某一定值时(此值为速度继电器KS1的整定值，可调节，如调至100r/min时动作)，速度继电器KS1的常开触点闭和，中间继电器KA通电并自锁，KA的常开触点接通接触器线圈KM3，KM3的主触点在主电路中短接定子电阻R，电动机转速上升至给定值时投入稳定运行。制动时，按下停机按钮SB2，KM1线圈断电，其主触点断开三相电源;控制电路中常开触点断开，KM3失电，限流电阻串入;常闭触点闭合，接通反接制动接触器KM2，对调两相电源相序，电动机处于反接制动状态。当转速下降至某一定值时(比如100r/min),KS1常开触点断开KA，继而断开KM2，电动机失电，迅速停机。
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图1 继电器接触器控制系统
这种传统的继电器接触器控制方式控制逻辑清晰，采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大，因此，运行的可靠性较低。随着PLC技术的发展，使用PLC进行电机的运行控制已成为必然趋势。
2. 采用PLC实现鼠笼式异步电动器起、制动控制可编程序控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，自60年代末，美国首先研制和使用可编程控制器以后，**特别是日本和联邦德国也相继开发了各自的PLC(programmable logic controller)，因此，与传统的继电器接触器控制系统相比较，笔者认为采用PLC实现鼠笼式异步电动机起制动控制是较明智的选择。下面就是笔者设计的采用PLC实现的鼠笼式异步电动机起制动控制电路的接线图、梯形图和指令程序，如图2和图3所示。
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图2 PLC控制的输入输出接线图


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图3 PLC控制的梯形图


PLC控制逻辑与传统的继电器接触器控制系统基本一致，其工作过程如下：
:起动时，按下起动按钮SB1,X400常开触点闭合，Y430线圈接通并自锁，KM1线圈接通，主触头吸合，电动机串入限流电阻R开始起动，同时Y430的两对常开触点闭合，当电动机转速上升到某一定值时，KS1的常开触点闭合，X402常开触点闭合，M100线圈接通并自锁，M100的一对常开触点接通Y432的线圈，KM3线圈有电主触头吸合，短接起动电阻，电机转速上升至给定值时投入稳定运行。制动时，按下停机按钮SB2，X401常开触点断开Y430线圈，使KM1失电释放，而Y430的常闭触点接通Y431线圈，制动用的接触器KM2线圈通电，对调两相电源的相序，电动机处于反接制动状态。与此同时，Y430的常开触点断开Y432的线圈，KM3失电释放，串入电阻R限制制动电流。当电动机转速迅速下降至某一定值时，KS1常开触点断开，X402常开触点断开M100的线圈，M100的常开触点断开Y431线圈，KM2失电释放，电动机很快停下来。过载时，热继电器FR常开触点闭合，X403的两对常闭触点断开Y430和M110的线圈，从而使KM1或KM2失电释放，起到过载保护作用。上述控制过程指令程序如下：
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3. PLC与继电器接触器控制系统的比较通过对鼠笼式异步电动机起制动的传统控制方法和PLC控制方法的比较，从某种意义上看，PLC控制是从继电器接触器控制发展而来的。两者既有相似性又有很多不同处。
3.1 二种方案的不同点
(1)PLC内部大部分采用“软”逻辑
继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制;PLC内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接，为软件控制；
(2) PLC控制系统结构紧凑
继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大;PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小；
(3) PLC内部全为“软接点”动作快
电器接触器控制全为机械式触点，动作慢，弧光放电严重;PLC内部全为“软接点”动作快；
(4) PLC控制功能改变较其方便
继电器接触器控制功能改变，需拆线接线乃至更换元器件，比较麻烦;PLC控制功能改变，一般只需修改程序便可，较其方便；
(5) PLC控制系统制造周期短
PLC控制系统由于结构简单紧凑，基本为软件控制，因此设计、施工与调试比继电器接触器控制系统周期短。
此外，由于PLC技术是计算机控制的基础上发展而来，因此，它的软硬件设置上有着传统的继电器接触器控制无法比拟的优势，工作可靠性较高。
3.2 PLC方案的设计要点
(1) 设置滤波
在PLC中一般都在输入输出接口处设置π形滤波器，它不仅可滤除来自外界的高频干扰，而且还可减少内部模块之间信号的相互干扰；
(2) 设有隔离
在PLC系统中CPU和各I/O回路(主要指数字口)几乎都设有光耦合器作隔离，以防止干扰或可能损坏CPU等；
(3) 设置屏蔽
屏蔽有两类:一类是对变压器采取磁场和电场的双重屏蔽，这时要用既导磁又导电的材料作为屏蔽层;另一类是对CPU和编程器等模块仅作电磁场的屏蔽，此时可用导电的金属材料作屏蔽层；
(4) 采用模块式结构
PLC通常采用积木式结构，这便于用户检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标志它的状态，使用户能迅速确定故障的位置；
(5) 设有联锁功能
PLC中个各输出通道之间设有联锁功能。以防止各被控对象之间误动作可能造成的事故；
(6) 设置环境检测和诊断电路
这部分电路负责对PLC的运行环境(例如电网电压、工作温度、环境的湿度等)进行检测，同时也完成对PLC中各模块工作状态的监测。这部分电路往往是与软件相配合工作的，以实现故障自动诊断和预报；
(7) 设置Watchdog电路
PLC中的这种电路是专门监视PLC运行进程是否按预定的顺序进行，如果PLC中发生故障或用户程序区受损，则因CPU不能按预定顺序(预定时间间隔)工作而报警；
(8) PLC的输入、输出控制简单
PLC是以扫描方式进行工作的，即PLC对信号的输入、数据的处理和控制信号的输出，分别在一个扫描周期内的不同时间间隔里，以批处理方式进行，这不仅使用户编程简单、不易出错，而且也使PLC的工作不易受到外界干扰的影响;同时PLC所处理的数据比较稳定，从而减少了处理中的错误；另外，PLC的输入、输出的控制较简单，不容易产生由于时序不合适而造成的问题。
4. 结束语
由于PLC在设计制造时充分考虑到工业控制的现场环境问题，并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性，因此，采用PLC实现电机控制，特别是对工作环境条件较恶劣的工矿企业应该是一项明智之举。

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PLC课程在中技教学中的推广
进入二十世纪八十年代以来，随着微机技术和微电子技术的迅猛发展，较大推动了PLC在世界范围内的发展，使其在生产中的地位越来越重要，因此笔者认为在中技层次的电类教学中开展PLC等新技术的教学是非常必要的。然而对于中技层次的培训，一般由于种种顾虑，使学校还不能把PLC投入到中技的教学中来。但PLC等先进技术在社会中已达到广泛应用，社会需要具备此项技术的人才。因此我们必须采取一些方法解决实施的问题。

[关　　键　　词]
PLC 广泛应用 中技的教学 一体化的教学 技能培养

一．PLC发展的现状:
可编程序控制器(PLC)是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置,是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。进入二十世纪八十年代以来，随着微机技术和微电子技术的迅猛发展，较大推动了PLC在世界范围内的发展，其功能越来越强大，应用范围越来越广阔，已广泛应用在各种机械和生产过程的自动控制中。
我国在七十年代末期开始对PLC进行研究、生产和应用。在近十年来，取得了非常好的成绩。特别是在应用方面，随着国力的增强和生产力的提高，PLC已经渗透到了各个领域。在生产方面，为了提高生产效率和工业的自动化，我们引进了许多在世界上都处于良好技术的成套设备，如上海宝钢集团上马的**期工程中，就采用了250台PLC，二期工程中有采用了180台。再如，总部坐落在的神华集团，其下属神东公司，其优质煤的日产量在世界**，所使用的采煤设备是当前世界较好的三家公司的较新产品，因而大量地使用PLC等先进技术。还有三峡工程、秦川电站、天津开发区的康师傅方便面生产线等都用了PLC控制。现在PLC不但应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业自动控制中，在其他领域它也有着广泛地应用。例如，**建设中的水处理，沥青、混凝土的拌和；日常生活中的电梯、车库的自动化管理等、货物存取等；商业中的自动售货机，啤酒罐装及酿酒等；另外还在环保、娱乐业中也有应用。
以前PLC应用得比较少时，只需要有较少的技术人员掌握即可满足生产要求，但是随着PLC应用范围的扩展、功能的日益强大，同时PLC在生产中的地位越来越重要，只有少数专业技术人员懂得PLC的现状再也不能满足企业控制技术发展的要求了。现在招聘维修电工不但基本技术要扎实，还要懂得PLC技术、变频技术及微机技术的原理和故障鉴别等。而对于在生产线上的普通操作也应该懂得一些关于PLC、变频器等方面的基本知识，这样既可便于生产操作，又可以对生产和维修有很多帮助，如帮助维修人员明确故障的范围和现象，缩短故障维修时间，更好的保证生产的顺利进行。这也正好符合PLC当初的设计初衷，即：是操作人员使用方便，不存在计算机与传统电气控制间的专业“鸿沟”。
综上所述，针对目前，中技电类毕业生毕业后主要面向企业的电气维修及操作人员分配的现状，因此笔者认为在中技层次的电类教学中开展PLC等新技术的教学是非常必要的。
二．目前中技教育的现状：
目前在进行维电专业的天津市各中技学校中，一般都具有了PLC等设备，只不过数量不同而已。它们现阶段主要服务于“高级工”或“技师”等比较高层次的技能培训中。而对于中技层次的培训，一般由于以下三方面的顾虑，使学校不敢把这些设备投入到中技的教学中来。
首先，技校学生从初中开始学习底子较差，在技校的理论课学习中能容易形成抵触情绪，造成理论知识贫乏的恶性循环，而PLC的学习需要一定的电专业基础。如果基础太差会增加PLC教学的困难，影响教学质量，甚至造成高投入低产出的恶果 。
其次，技校学生电基础本质较差，自我约束能力较差，加上学习的劲头在不足，就较易造成设备的损坏。而PLC等设备的价格较高，一般机型的单台价格均在2~3千元左右。一旦损坏必然要造成学校投入的不必要浪费。
再次，现阶段天津市中技学校按照劳动局的要求实施教学制为三年，一般为理论课一年，实习课一年，*三年作为预分配和生产实践教学的模式。*二年实习的主要任务是取得中级工的技术等级，在这一年里学生需要掌握电工基本操作技能，照明、电动机、电力拖动及机床维修、电子技术的课题，需要引导学生从入门到具备中级技能，时间比较紧张。各个学校能够达到基本要求都已经很不容易。
三．解决方法：
综上所述PLC等课程在中技教学中实施比较困难，但PLC等先进技术在社会中已达到广泛应用，社会需要具备此项技术的人才。因此我们必须采取一些方法解决实施的问题。笔者认为，我们应从以下几方面来着手解决：
其一：劳动局直管部门协调，对一年级理论课教学大纲进行适当的调整。目前中技理论课教材中虽有PLC方面的课本，但一般学校就不作教学安排了。可以本着发展的眼光由劳动局直管部门协调，将PLC课程加入一年级理论的教学中，并对开展的学校予以适当鼓励。
其二：根据PLC课程教学的规律，可针对PLC教学实施一体化的教学方式。各学校可聘请PLC专业教师或相关实习教师担任PLC课程的教学工作。由于PLC课程本身就是微机原理的一门应用学科，因此决定了其理论教学与实训不可分割的特性，必须边学边练，只有这样才能有利于PLC知识的掌握，从而达到好的教学效果。
其三：根据中技学生的特点，在教学中多注意理论联系实际。为了引起学生的学习兴趣，我们可以在教学初期组织学生们到一些现代化的企业中进行参观活动，让他们了解PLC在实际生产生活中的应用，使他们知道学习PLC的重要性。在教学中也要尽可能多地联系实际，比如做一些霓红灯、交通工具控制、电梯控制等实际应用的课题，全力提高他们学习的积极性。
其四：在鼓励学习的同时，严格加强设备的管理，建立健全的实践设备管理制度。在实训开始阶段就应帮助学生树立爱护设备的意识，逐步形成良好的设备使用习惯。严格要求学生，损坏东西应及时报告老师，老师可根据损坏情况帮助维修。否则发现损坏不报者就严格处罚。即实行“严格要求，人性化管理”的方法。
其五：努力培养学生的独立操作能力，注重能力的培养。笔者一直认为对于中技学生的教育不应只片面看重成绩。关键是一种能力的培养，使之具备一种能力，来满足未来社会的发展和自身生存的需要。在教学中加大实验实训的分量，力争使理论与实践的比例达到1:1， 甚至实践**过理论。同时在学习中注意鼓励每个学生都动手去做，动脑去想。
以上是我关于在中技培训中开展PLC教学的一点想法。值得欣慰的是我们学校在这方面走在了天津市中等职业教育的**。我们学校由于比邻工程师范学院自动化系，众多教师是自动化系的毕业生，在源峰公司对PLC教学产品研发阶段就对PLC有了接触。经过教研组调研，一致认为PLC在未来几年中一定会成为工业设备控制的主流，同时企业对PLC操作控制和基本编程的人员的需求将大幅度增加。另外从开发新课题，扩宽学生就业渠道，提高学生专业技能水平来讲也是有利无害的。校**及实训中心**在听取教师汇报后马上意识到了PLC在未来工业控制中心的重要性，同时也认识到PLC不只是大专院校的**，也会在中等职业技能培训中占有一席之地。因此我校从2002年开始着手PLC课题和设备的建设，到2004年已拥有松下FP0 30余台OMRON C28及C60十余台，基本满足实训教学的要求，且在天津市中技学校中处于较良好的地位。

PLC图解法编程的四种编程方法
图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。

a 梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，是较方便的一种编程方法。
b 逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点，便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序，直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手，则可以先画出逻辑流程图，再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。
c 时序流程图法：时序流程图法使首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，最后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
d 步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。
PLC程序的经验设计法 什么是PLC程序的经验设计法
1、PLC程序的经验设计法
在PLC发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计梯形图程序，即在已有的些典型梯形图的基础上，根据被控对象对控制的要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，不断地增加中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，设计所用的时间、设计的质量与编程者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法称为经验设计法。它可以用于逻辑关系较简单的梯形图程序设计。
用经验设计法设计PLC程序时大致可以按下面几步来进行：分析控制要求、选择控制原则；设计主令元件和检测元件，确定输入输出设备；设计执行元件的控制程序；检查修改和完善程序。
2、经验设计法的特点
经验设计法对于一些比较简单程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。经验设计法没有规律可遵循，具有很大的试探性和随意性，往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求，所以设计的结果往往不很规范，因人而异。


经验设计法一般适合于设计一些简单的梯形图程序或复杂系统的某一局部程序（如手动程序等）。如果用来设计复杂系统梯形图，存在以下问题：


1)．考虑不周、设计麻烦、设计周期长


用经验设计法设计复杂系统的梯形图程序时，要用大量的中间元件来完成记忆、联锁、互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一起，分析起来非常困难，并且很容易遗漏一些问题。修改某一局部程序时，很可能会对系统其它部分程序产生意想不到的影响，往往花了很长时间，还得不到一个满意的结果。


2)．梯形图的可读性差、系统维护困难


用经验设计法设计的梯形图是按设计者的经验和习惯的思路进行设计。因此，即使是设计者的**，要分析这种程序也非常困难，更不用说维修人员了，这给PLC系统的维护和改进带来许多困难。