S7-200 PLC的系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用的詳細(xì)資料說明

　　任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)計時也應(yīng)該把這個問題放到首位。PLC系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循以下原則。

　?。?）滿足要求

　　最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計控制系統(tǒng)的首要前提。這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究。收集控制現(xiàn)場的資料，收集控制過程中有效的控制經(jīng)驗，收集與本控制系統(tǒng)有關(guān)的先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。同時要注意要和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場工程操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。

　　（2）安全可靠

　　控制系統(tǒng)長期運行中能否達(dá)到安全、可靠、穩(wěn)定，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計要考慮控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行。為了能達(dá)到這一點，要求在系統(tǒng)設(shè)計上，器件選擇上，軟件編程上要全面考慮。比如說，在硬件和軟件的設(shè)計上應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下能正確運行，而且在一些非正常情況下（如突然掉電再上電，按鈕按錯），也能正常工作。程序能接受并且只能接受合法操作，對非法操作程序能予以拒絕等等。

　?。?）經(jīng)濟(jì)實用

　　經(jīng)濟(jì)運行也是系統(tǒng)設(shè)計的一項重要原則。一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的數(shù)量，從而為工程帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是，新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也會導(dǎo)致工程的投入和運行資金的增加。在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求，不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)即方便又低成本。

　?。?）適應(yīng)發(fā)展

　　社會在不斷地前進(jìn)，科學(xué)在不斷地發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也一定會不斷地在提高、不斷地在完善。因此，在控制系統(tǒng)的設(shè)計時要考慮到今后的發(fā)展、完善。這就要求在選擇PLC機(jī)型和輸入/輸出模塊要能適應(yīng)發(fā)展的需要，要適當(dāng)留有余量。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容

　?。?）選擇機(jī)型

　　目前，可編程序控制器產(chǎn)品種類繁多，同一個公司生產(chǎn)出的PLC也常常推出系列產(chǎn)品。這需要用戶去選擇最適合自己要求的產(chǎn)品。正確選擇產(chǎn)品中，首要的是選定機(jī)型。

　　1） 根據(jù)系統(tǒng)類型選擇機(jī)型

　　從選機(jī)型的角度看，控制系統(tǒng)可以分成單體控制小系統(tǒng)、慢過程大系統(tǒng)和快速控制大系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在PLC的選型上是有區(qū)別的。

　　·單體控制的小系統(tǒng)：這種系統(tǒng)一般使用一臺可編程序控制器就能完成控制要求，控制對象常常是一臺設(shè)備或多臺設(shè)備中的一個功能。如對原有系統(tǒng)的改造、完善或改進(jìn)原有設(shè)備的某方面功能等等。這種系統(tǒng)對可編程序控制器間的通信問題要求不高，甚至沒有要求。但有時功能要求全面，容量要求變化大，有些還要與原設(shè)備系統(tǒng)的其它機(jī)器連接。對這類系統(tǒng)的機(jī)型選擇要注意三種情況。

　　一是設(shè)備集中，設(shè)備的功率較小，如機(jī)床。這時需選用局部式結(jié)構(gòu)，低電壓高密度輸入輸出模板。

　　二是設(shè)備分散，設(shè)備的功率較大，如料場設(shè)備。這時需選用離散式結(jié)構(gòu)，高電壓低密度輸入輸出模板。

　　三是有專門要求的設(shè)備，如飛剪。這時輸入輸出容量不是關(guān)鍵參數(shù)，更重要的是控制速度功能，選用高速計數(shù)功能模板。

　　·慢過程大系統(tǒng)：對運行速度要求不高但設(shè)備間有連鎖關(guān)系，設(shè)備距離遠(yuǎn)，控制動作多，如大型料場、高爐、碼頭、大型車站信號控制；也有的設(shè)備本身對運行速度要求高，但是部分子系統(tǒng)要求并不高，如大型熱連續(xù)軋鋼廠、冷連續(xù)軋鋼廠中的輔助生產(chǎn)機(jī)組和供油系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)等。對這一類型對象，一般不選用大型機(jī)，因為它編程、調(diào)試都不方便，一旦發(fā)生故障，影響面也大。一般都采用多臺中小機(jī)型和低速網(wǎng)相連接。由于現(xiàn)代生產(chǎn)的控制器多為插件式模板結(jié)構(gòu)，它的價格是隨輸入輸出板數(shù)和智能模板數(shù)的多少決定的。同一種機(jī)型輸入輸出點數(shù)少，則價格便宜，反之則貴。所以一般使用網(wǎng)絡(luò)相連后就不必要選大型機(jī)。這樣選用每一臺中小型可編程序控制器控制一臺單體設(shè)備，功能簡化，程序好編，調(diào)試容易，運行中一旦發(fā)生故障影響面小，且容易查找。例如東北建筑設(shè)計院和東北大學(xué)為鞍山市小型砌塊廠和鞍鋼礦碴廠設(shè)計的砌塊自動生產(chǎn)線就是采取這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的。其中成型機(jī)、升板機(jī)、降板機(jī)、排塊機(jī)、碼垛機(jī)、大車、小車每個部分都是采用了一臺小型PLC控制。在這個系統(tǒng)中每個生產(chǎn)設(shè)備都由一臺可編程序控制器完成控制任務(wù)，然后用網(wǎng)絡(luò)把整個系統(tǒng)管理起來。這種結(jié)構(gòu)，所用控制器的臺數(shù)雖然多些，但程序編寫省時，調(diào)試方便，故障影響面小。從總體上看是合理的，可滿足系統(tǒng)要求，價格也便宜。

　　·快速控制大系統(tǒng)：隨著可編程序控制器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，在中小型的快速系統(tǒng)中，可編程序控制器不僅僅完成邏輯控制和主令控制，它已逐步進(jìn)入了設(shè)備控制級，如高速線材，中低速熱連軋等速度控制系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中即使選用輸入輸出容量大、運行速度快、計算功能強(qiáng)的一臺大型可編程序控制器也難以滿足控制要求。如用多臺可編程序控制器，則有互相間信息交換與系統(tǒng)響應(yīng)要求快的矛盾。采用可靠的高速網(wǎng)能滿足系統(tǒng)信息快速交換的要求。高速網(wǎng)一般價格都很貴，適用于有大量信息交換的系統(tǒng)。

　　對信息交換速度要求高，但交換的信息又不太多的系統(tǒng)，也可以采用可編程序控制器的輸出端口與另一臺可編程序控制器的輸入端口硬件互聯(lián)，通過輸出輸入直接傳送信息，這樣傳送速度快而且可靠。當(dāng)然傳送的信息不能太多，否則輸入輸出點占用太多。