舟山西门子硬件供货商代理商
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CPU上具备了一个适合于快速控制过程的实时的操作系统。
这种实时操作系统可对包含不同执行层次的执行系统进行组织。
执行系统
SIMOTION 执行系统会区分系统执行层和用户执行层(任务):
对系统进行总体操作所需的系统任务处理操作。通过工艺对象,将在 SERVO、IPO 和 IPO2 系统任务中执行闭环位置控制和特性参数计算。
系统会定期执行系统任务。可以系统循环时钟。
具有不同执行特性的执行层可用于与任务有关的用户编程(用户程序任务)。
执行层定义了执行系统中程序的时间顺序。每个执行层都包含一个或多个任务。具体用户程序分配给这些任务。
所有程序(因而所有任务)都可执行 PLC、工艺和运动控制任务。
任务相关执行的任务类型为:
同步任务
循环任务
顺序任务
时间触发的任务,以及
中断驱动的任务
同步任务与系统任务以及变频器的控制循环或等时同步 PROFIBUS/PROFINET 平行运行。
借助于这些同步任务,整个应用处于等时同步模式下(应用程序 ? 驱动器 ? I/O)。其结果是反应时间短,并且该应用易于复写。
应用程序具有以下执行层:
启动任务
一旦操作模式从停止过渡到运行,StartupTask立即执行,控制系统启动。
背景任务
BackgroundTask是循环执行的,并应用于一
同一MotionTask中,指令序列通常连续执行,例如,下一指令仅在当前指令完成时才开始。
在这些等待时间期间,MotionTasks 不需要任何 CPU 时间,但会在接收到等待事件时立即做出响应。
同步任务
在伺服同步用户任务中,可在伺服级实现对时间要求严格的终端-终端 I/O 响应,或快速影响整定值(与技术功能对象(如位置控制器)的系统循环 SERVO 同步)。
IPO 同步用户任务在插补循环 IPO 或减速循环 IPO2 前可即时同步开始执行。
可实现快速的运动控制反应以及闭环控制任务,这些闭环控制任务中,实际值的 度和设点的输出必须同步。
技术功能对象的参考变量在系统循环 IPO 和 IPO2 中进行计算。
因此,用户程序与驱动的控制周期和I/O的处理同步。同步确保了短反应时间,尤其是确定性的、可重现的机器行为。
DCC 任务
驱动控制图(选项)采用上述的同步任务。此外,能在各个块上分配更高的同步执行水平(DCC的特殊任务)。
中断任务
当使用简易编程器将程序输入 PLC 时,需要先将梯形图转换成指令助记符,以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时,可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。
( 7 )进行软件测试
程序输入 PLC 后,应*行测试工作。因为在程序设计过程中,难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前,必需进行软件测试,以排除程序中的错误,同时也为整体调试打好基础,缩短整体调试的周期。
( 8 )应用系统整体调试
在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后,就可以进行整个系统的联机调试,如果控制系统是由几个部分组成,则应先作局部调试,然后再进行整体调试;如果控制程序的步序较多,则可*行分段调试,然后再连接起来总调。调试中发现的问题,要逐一排除,直至调试成功。
( 9 )编制技术文件
系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。
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PLC 硬件系统设计
1 . PLC 型号的选择
在作出系统控制方案的决策之前,要详细了解被控对象的控制要求,从而决定是否选用 PLC 进行控制。
在控制系统逻辑关系较复杂(需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等)、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理(有数据运算、模拟量的控制、 PID 调节等)、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下,使用 PLC 控制是很必要的。
目前,国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品,使用户眼花缭乱、无所适从。所以全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨,不要盲目贪大求全,以免造成投资和设备资源的浪费。机型的选择可从以下几个方面来考虑。
( 1 )对输入 / 输出点的选择
盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。
要先弄清除控制系统的 I/O 总点数,再按实际所需总点数的 15 ~ 20 %留出备用量(为系统的改造等留有余地)后确定所需 PLC 的点数。
另外要注意,一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制,一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 %; PLC 每个输出点的驱动能力( A/ 点)也是有限的,有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异;一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。
PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级,但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离,则应选择前两种输出方式的 PLC 。
( 2 )对存储容量的选择
对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中,可以用输入总点数乘 10 字 / 点+输出总点数乘 5 字 / 点来估算;计数器/ 定时器按( 3 ~ 5 )字 / 个估算;有运算处理时按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模拟量输入 / 输出的系统中,可以按每输入 / (或输出)一路模拟量约需( 80 ~ 100 )字左右的存储容量来估算;有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。后,一般按估算容量的50 ~ 100 %留有裕量。对缺乏经验的设计者,选择容量时留有裕量要大些。
( 3 )对 I/O 响应时间的选择
PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟(一般在 2 ~ 3 个扫描周期)等。对开关量控制的系统,PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求,可不必考虑 I/O 响应问题。但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。
( 4 )根据输出负载的特点选型
不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。例如,频繁通断的感性负载,应选择晶体管或晶闸管输出型的,而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的 PLC 有许多优点,如导通压降小,有隔离作用,价格相对较便宜,承受瞬时过电压和过电流的能力较强,其负载电压灵活(可交流、可直流)且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC 。
( 5 )对在线和离线编程的选择
离线编程示指主机和编程器共用一个 CPU ,通过编程器的方式选择开关来选择 PLC 的编程、监控和运行工作状态。编程状态时, CPU 只为编程器服务,而不对现场进行控制。编程器编程属于这种情况。在线编程是指主机和编程器各有一个 CPU ,主机的 CPU 完成对现场的控制,在每一个扫描周期末尾与编程器通信,编程器把修改的程序发给主机,在下一个扫描周期主机将按新的程序对现场进行控制。计算机辅助编程既能实现离线编程,也能实现在线编程。在线编程需购置计算机,并配置编程软件。采用哪种编程方法应根据需要决定。
( 6 )据是否联网通信选型
若 PLC 控制的系统需要联入工厂自动化网络,则 PLC 需要有通信联网功能,即要求 PLC 应具有连接其他 PLC 、上位计算机及 CRT 等的接口。大、中型机都有通信功能,目前大部分小型机也具有通信功能。
( 7 )对 PLC 结构形式的选择
在相同功能和相同 I/O 点数据的情况下,整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活,维修方便(换模块),容易判断故障等优点,要按实际需要选择 PLC 的结构形式。
有几个时间控制任务。呼叫周期是参数化的。定期执行的任务通常放在此处。
搣中断任务攠
InterruptTasks 用于快速响应利用中断发出信号的内部事件。InterruptTasks 可由系统中断(如报警和超时)激活,或由用户中断激活。
关机任务
当过渡到停止模式时,调用ShutdownTask。可在此处定义转换到此系统状态的特定行为。
所有任务都可有一套完整的指令。例如,可在当前定位指令上添加另一运动,它是来自由用户中断任务触发的MotionTask:
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