生產廠家為了提高小型PLC的性能,紛紛將大中型PLC的功能集成到小型PLC中,不斷推出新的產品。
提高基本性能
西門子S7-200系列第三代產品的運算速度提高了40%,程序存儲區擴大了50%,數據存儲區擴大了60%。S7 - 200在運動控制、過程控制、位置控制、數據監視和采集、通信方面的功能得到全面的增強。新增的數據記錄指令用于讀取并永久保存設備或過程的信息,新增的配方指令能實現配方功能,用存儲卡持久保存數據記錄和配方。
新增的字符串變量和間接尋址功能支持更多的存儲類型。S7- 200還提供包含時間標記和事件標志的事件記錄,按“后進先出”的原則存儲在緩沖區中。新產品CPU 224XP 有兩個RS-485通信口,內置模擬量I/O,有PID 參數自整定、位置控制、數據記錄及配方等功能。
三菱電機的FX3U 和FX3UC 系列屬于第三代微型PLC,其基本功能得到了大幅度的提升,CPU的處理速度達到了0.065 us/基本指令,內置64K步的RAM 存儲器,通過CC - Link 網絡可以擴展到384點。它們提供209條應用指令,包括與三菱變頻器通信的指令、CRC 計算指令和產生隨機數的指令等,還大幅度增加了內部軟元件的數量。
歐姆龍的CP1H 系列是用于實現高速處理的高功能程序包型PLC,具有與歐姆龍的中型PLCCS/CJ系列相同的體系結構,程序容量20K步,處理速度提高了約10 倍。CP1H CPU 單元有3 種類型,X型為基本型,XA型帶內置的模擬量I/O,Y型帶脈沖輸入/輸出。通過CPM1A 系列的擴展I/O 單元,X 型和XA 型可以擴展到最多320 個I/O點,Y 型可以擴展到300 點。
增強對環境溫度的適應性
普通PLC的溫度適用范圍為0~55℃,相對濕度范圍為35%~85%(無凝露)。寬溫型S7 - 200SIPLUS系列的溫度適用范圍為 -25~+70℃,相對濕度范圍為98%至+55℃;45%至+70℃,其他參數和編程等與標準型S7-200相同。所有的SIPLUS產品都經過了-40~+85℃連續2天的測試。
高速處理和位置控制功能的提升
PLC的高速輸入與高速輸出功能與CPU 的中斷處理有關,所以工作頻率受到很大限制,過去一般只有幾十千赫茲。
S7-200的CPU 224XP的高速計數器頻率提高到200 kHz,高速脈沖輸出頻率提高到100 kHz。新的S7-200增強了位置控制功能,提高了使用步進電機和伺服系統的位置控制特性。
FX3U 的高速計數器頻率為100 kHz,還內置了3軸獨立最高100 kHz的定位功能,增加了新的定位指令,使定位控制功能更強,使用更為方便,通過高速輸出適配器可以實現最多4 軸、最高200 kHz的定位控制和最高200 kHz的高速計數。CP1H 系列的計數頻率為100 kHz,可實現對4軸的高速計數,用高速計數器測量輸入信號的頻率或轉速。2個輸出點可輸出最高100 kHz的脈沖。配合脈沖輸入的伺服電動機驅動器,可以實現定位和速度控制。CP1H 系列Y 型具有內置的2 點1 MHz脈沖輸入和2 點1 MHz 脈沖輸出,可實現高速高精度定位。
增強顯示功能
與S7 - 200 配套的新一代文本顯示器T D400C可以顯示4 行×12個中文字符,用編程軟件STEP 7 micro/win 4.0 SP4中文版組態,與PLC的通信速率高達187.5 kbit/s。用戶可以用鍵盤設計工具設計TD 400C 按鍵的形狀、布局、文字說明和功能。
K -TP 178micro是為S7-200CN和中國用戶量身定做的5.7 in觸摸屏,有超大的存儲空間,用WinCC flexible組態,編程靈活快捷。此外西門子還有多款與S7- 200配套的觸摸屏。
FX3U 系列可以選裝高性能的顯示模塊FX3U- 7DM,最多能顯示4 行,每行16 個半角字符或8 個全角字符。用該模塊可以進行軟元件的監控、測試、時鐘的設定、存儲器卡盒與內置RAM 之間程序的傳送、比較等操作。CP1H 系列的2 位七段 LED 顯示器用于顯示PLC 的狀態、故障代碼等信息,還可以用專用顯示指令來顯示用戶定義的代碼。
增加集成的模擬量I/O與提高閉環控制功能
過去的小型PLC一般沒有集成的模擬量I/O。CPU 224XP集成有2路模擬量輸入,1路模擬量輸出,還集成了過去大中型PLC 才有的PID 自整定功能,增強了S7-200在過程控制方面的能力,使PID的調試變得更加簡單容易。FX3U 系列最多可以連接4個模擬量輸入/輸出適配器或溫度輸入適配器。基本單元與A/D 轉換模塊之間的數據傳送速度提高了3~9 倍。
A/D轉換模塊有數字濾波、峰值保持、數據加法、突變檢測和自動傳送數據寄存器等功能,每個通道可以記錄1 700次A/D轉換值。CP1H 系列的XA 型集成有4 點模擬量輸入和2點模擬量輸出,分辨率為6 000或12 000。外部模擬量輸入接口可將來自變送器或電位器的DC0~10 V的電壓轉換為0~255的數據。
加強通信處理能力
S7-200的PC Access V1.0是專為連接S7-200 PLC和S7-200通信模塊設計的OPC服務器,支持所有的S7 -200 通信協議、多PLC連接和標準的OPC 客戶機。PC Access 內置的客戶機測試功能允許編程者迅速地進行變量的在線測試。FX3U系列內置的編程口可以實現115.2kbps的高速通信,最多可以同時使用3個通信口(包括編程口)。可以使用帶RS-232C、RS-485和USB接口的通信功能擴展版。FX3UC 的基本單元內置了CC - Link 主站單元的功能。
C P 1 H 系列可以擴展兩個串行端口和向高位、低位通信的功能。通過選件板的串行通信接口,可以實現與可編程終端、條形碼閱讀器、變頻器等的通信,可以在無程序狀態下與Modbus從站通信。
傳統的可編程控制器與計算機通信的編程電纜在計算機側都使用RS - 232C 接口,現在生產的筆記本電腦基本上沒有RS - 232C 接口,為了解決筆記本電腦與PLC 通信的問題,各主要生產廠家都提供了帶USB 接口的編程電纜。CP1H 系列有內置的USB 接口,可以使用市場上銷售的USB 電纜來連接CP1H 與編程用的計算機的USB 接口,實現程序的高速下載或上傳。
用編程向導簡化對復雜任務的編程
PID控制、網絡通信、高速計數器、位置控制、數據記錄、配方和文本顯示器等編程和應用是PLC 程序設計中的難點,用普通的方法對它們編程時,需要熟悉有關的特殊存儲器的意義,在編程時對它們賦值,運行時通過訪問它們來實現對應的功能。這些程序往往還與中斷有關,編程的過程既繁瑣又容易出錯。S7- 200的編程軟件為此設計了大量的編程向導,只需要在對話框中輸入一些參數,就可以自動生成包括中斷程序在內的用戶程序。
PLC的國產化與國產PLC的進展
國外著名的PLC生產商為了降低成本和貼近用戶,紛紛將生產基地遷到中國。西門子已將S7- 200的生產帶到了中國,稱為S7-200 CN,只限于在中國銷售和使用,它的售價比原來在國外生產的產品降低了約2 0 % ,與它配套的K -TP178micro觸摸屏也是在國內生產的。2006年6月竣工的歐姆龍(上海)有限公司是歐姆龍集團工業自動化領域設計、生產、技術服務和物流的核心基地,組裝生產PLC、傳感器和溫度調節器等。
PLC 是國產化最差的電子產品之一,多年來廣大用戶一直盼望著有影響力和競爭力的國產PLC的出現。近年來國產PLC有了喜人的發展,出現了不少PLC 生產廠家。特別是像北京和利時和浙大中自這樣的在DCS 卓有建樹的廠家進入PLC生產領域,讓我們看到了中國PLC 的希望。他們的PLC提供符合IEC61131-3 國際標準的5 種編程語言(LD、IL、FBD、ST 和SFC),其性能指標接近國外的同類產品.
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