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

潯之漫智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司

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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和閉環控制任務的控制器。它可實現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 個端口的以太網開關，用于執行許多不同的網絡拓撲
• PS 1207 穩定電源裝置，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)”模式中執行數據傳輸。使用用戶、面向比特的通訊協議（例如，ASCII 協議、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，可以實現無人值守；

    ■良好的實時調節，防止了人為因素滯后；

    ■具有高可靠性；

    ■減輕工作人員負擔；

    ■節省人力成本。

    需要控制的參數和可能的控制方式

    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系統自動排水控制；⑶循環水液位控制和自動加藥控制；⑷所需壓縮空氣溫度、循環水溫度等參數控制等等。

    空壓系統的整體自動調控一般可以使用以下2種方法之一來實現：

    ⑴采用PLC系統進行通訊和控制。

    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，適用于工業控制系統。當監控計算機出現故障時，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，但缺點是如果出現如計算機死機等故障時，有可能影響系統的正常運行。好在計算機的一般恢復往往不需要太多的時間。

    除空壓供氣系統自控外，空壓站可與制冷站、熱力站系統一起建立設備控制網絡，實現集中控制，或與工廠控制中心聯網，由控制中心的控制器實時遠程監控，實現真正的無人值守。

    系統構成

    對于以上討論，如果需要實現空壓站的整體自控，又許多成熟PLC自控系統可以選用，現以ZH公司的PLC自控系統為例。

    該自控系統選用西門子S7-300系列可編程控制器，帶有RS422/485網絡接口，支持MODBUS等相關網絡通訊協議。該系統可以采用工業通訊網絡技術實施遠程聯網。空壓站自控設備可根據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絡的實施方案，如圖1所示。

    ■硬件配置

    現場儀表，受控設備、執行器、帶有串行通訊接口的設備（如空壓機，冷干機等），PLC和監控計算機。

    ■軟件功能

    選用的工業組態軟件（如WINCC或iFIX）用來監視和操作整個生產過程，為控制系統提供通訊、顯示及報表管理等功能，各設備控制器自成一子系統，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，以及數據處理和通信傳輸。

    在系統實施過程中，還可引入故障檢測和故障診斷的處理程序，能夠提高系統的智能化程度，有利于進一步改善自控系統的有效性和可靠性，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檢修點提供依據，并由此獲得更大的效益。

    結論