西门子模块6SL3000-0CE21-0AA0详细说明

西门子模块6SL3000-0CE21-0AA0详细说明

PLC是专门为工业生产服务的控制装置，通常不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。但是，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，都不能保证 PLC 的正常运行，因此在使用中应注意以下问题。
一、工作环境
1． 温度
PLC 要求环境温度在 0~55℃ ，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大，基本单元和扩展单元之间要有 30mm 以上间隔；开关柜上、下部应有通风的百叶窗，防止太阳光直接照射；如果周围环境**过 55℃ ，要安装电风扇强迫通风。
2． 湿度
为了保证 PLC 的绝缘性能，空气的相对湿度应小于 85% （无凝露）。
3． 震动
应使 PLC 远离强烈的震动源，防止振动频率为 10~55Hz 的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
4． 空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将 PLC 安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并安装空气净化装置。
5． 电源
PLC 供电电源为 50Hz 、 220 （ 1±10% ） V 的交流电，对于电源线来的干扰， PLC 本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1 的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接 LC 滤波电路。
三菱FX 系列PLC 有直流 24V 输出接线端，该接线端可为输入传感器（如光电开关或接近开关）提供直流 24V 电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使 PLC 接收到错误信息。
二、安装与布线
1． 动力线、控制线以及 PLC 的电源线和 I/O 线应分别配线，隔离变压器与 PLC 和 I/O 之间应采用双胶线连接。
2． PLC 应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。
3． PLC 的输入与输出较好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻的 1/10 。
4． PLC 基本单元与扩展单元以及功能模块的连接线缆应单独敷设，以防止外界信号的干扰。
5． 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。
三、 I/O 端的接线
1． 输入接线
（ 1 ）输入接线一般不要**过 30 米。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。
（ 2 ）输入 / 输出线不能用同一根电缆，输入 / 输出线要分开。
（ 3 ）尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。
2． 输出连接
（ 1 ）输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。
（ 2 ）由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。
（ 3 ）采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。
（ 4 ） PLC 的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。
四、外部安全电路
为了确保整个系统能在安全状态下可靠工作，避免由于外部电源发生故障、 PLC 出现异常、误操作以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故， PLC 外部应安装必要的保护电路。
（ 1 ）急停电路。对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得 PLC 发生故障时，能将引起伤害的负载电源可靠切断。
（ 2 ）保护电路。正反向运转等可逆操作的控制系统，要设置外部电器互锁保护；往复运行及升降移动的控制系统，要设置外部限位保护电路。
（ 3 ）可编程控制器有监视定时器等自检功能，检查出异常时，输出全部关闭。但当可编程控制器 CPU 故障时就不能控制输出，因此，对于能使用户造成伤害的危险负载，为确保设备在安全状态下运行，需设计外电路加以防护。
（ 4 ）电源过负荷的防护。如果 PLC 电源发生故障，中断时间少于 10 秒， PLC 工作不受影响，若电源中断**过 10 秒或电源下降**过允许值，则 PLC 停止工作，所有的输出点均同时断开；当电源恢复时，若 RUN 输入接通，则操作自动进行。因此，对一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路。
（ 5 ）重大故障的报警及防护。对于易发生重大事故的场所，为了确保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及防护，应将与重大故障有联系的信号通过外电路输出，以使控制系统在安全状况下运行。
五、 PLC 的接地
良好的接地是保 PLC 可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。 PLC 的接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于 2mm2 ，接地电阻小于 100Ω ；如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给 PLC 接上**地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开；若达不到这种要求，也必须做到与其它设备公共接地，禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近 PLC 。
六、冗余系统与热备用系统
在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装置有较高的可靠性。如果控制系统发生故障，将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏，给企业造成较大的经济损失。但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的，因为 PLC 本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解决上述问题。
1． 冗余控制系统
在冗余控制系统中，整个 PLC 控制系统（或系统中较重要的部分，如 CPU 模块）由两套完全相同的系统组成。两块 CPU 模块使用相同的用户程序并行工作，其中一块是主 CPU ，另一块是备用 CPU ；主 CPU 工作，而备用 CPU 的输出是被禁止的，当主 CPU 发生故障时，备用 CPU 自动投入运行。这一切换过程是由冗余处理单元 RPU 控制的，切换时间在 1~3 个扫描周期， I/O 系统的切换也是由 RPU 完成的。
2． 热备用系统
在热备用系统中，两台 CPU 用通讯接口连接在一起，均处于通电状态。当系统出现故障时，由主 CPU 通知备用 CPU ，使备用 CPU 投入运行。这一切换过程一般不太快，但它的结构有比冗余系统简单

 1．汽车总装线系统构成与要求

汽车总装线由车身储存工段、底盘装配工段、车门分装输送工段、较终装配工段、动力总成分装、合装工段、前梁分装工段、后桥分装工段、仪表板总装工段、发动机总装工段等构成。

    车身储存工段是汽车总装的**个工序，它采用ID系统进行车身型号和颜色的识别。在上件处，由ID读写器将车型和颜色代码写入安装在吊具上的存储载体内，当吊具运行到各道岔处由ID读写器读出存储载体内的数据，以决定吊具进人不同的储存段。出库时，ID读写器读出存储载体内的数据，以决定车身送到下件处或重新返回存储段。在下件处，存储载体的数据。在上下线间，应在必要的地方增加ID读写器，以确定车身信息，防止误操作。采用人机界面以分页显示该工段各工位的运行状况，车身存储情况、饱和程度、故障点等信息。

    总装线的所有工段都分为自动操作和手动操作两种形式。自动时，全线由PLC程序控制；手动时，操作人员在现场进行操作。整条线在必要的工位应有急停及报置。

    整个系统以三菱PLC及现场总线CC-bbbb为核心控制设备，采用接近或光电开关监测执行结构的位置，调速部分采用三菱FR-E500系列变频器进行控制，现场的各种控制信号及执行元件均通过CC-bbbb由PLC进行控制。

2．系统配置

3．系统功能

本总装线电控系统总体上采用“集中监管，分散控制”的模式，整个系统分三层，即信息层、控制层和设备层。

信息层由安装在中央控制室的操作员站和工程师站构成，操作站的主要作用是向现场的设备及执行机构发送控制指令，并对现场的生产数据、运行状况和故障信息等进行收集监控；工程师站的主要作用是制定生产计划、管理生产信息。它们的连接采用通用的Ethernet，并通过安装在MELSECNET/10网主站PLC上的Ethernet模块实现与设备控制层各PLC间的数据交换。在必要的时候，可以通过工程师站与管理层的计算机网络进行连接，使得管理者可以在办公室对所需要的信息进行查阅。

控制层采用三菱的MELSECNET/10网，将总装线各工段上（除前桥和后桥分装工段外）的8套Q2AS PLC相连接实现数据共享。它具有传输速度高（10Mbps）、编程简单（***网络指令）、可靠性高、维护方便、信息容量大等特点。车身储存工段采用一台三菱 A975GOT人机界面，实现对该工段现场信息的高速响应。

设备层采用四套CC-bbbb，分别挂在车身储存工段、底盘装配工段、车门分装储存工段和内饰工段的PLC上。CC-bbbb现场总线具有传输速度高（较高10Mbps）、传输距离长（1200m）、设定简单、可靠性高、维护方便、等特点。它通过双绞线将现场的传感器、泵、阀、ID读写器、变频器及远程I/O等设备连接起来，实现了分散控制集中管理。这样变频器的参数、报警信息等数据不但可以方便地由PLC进行读写，而且可由上位机和GOT通过PLC方便地进行监控和参数调整。使用ID读写器容易进行车体跟踪，减少了信息交流量，使生产线结构实现高度柔性化，并且有效地提高了自动化程度，节省人力资源。

4．系统优点

（1）保持稳定的自动化生产  本系统内的任何设备发生故障，都不会影响其他操作、过程、设备的运行。即使此系统中的任何一个设备发生故障，甚至掉线，仅仅故障发生处的设备不能进行自动操作，其他所有设备都将连续工作。当故障排除后，设备能够自动动恢复运行而不需将整条生产线重新上电。

    （2）确保产品质量  生产数据被实时收集并监控，并根据这些生产数据可进行必要的修补操作。这些生产数据（包括产品的质量信息）被保存在上位机中，并由上位机进行管理。

    （3）维护方便  MELSECNET/10网和CC-bbbb具有方便直观的维护功能，便于查清故障发生点及其原因，可迅速恢复系统的正常运行。上位机实时收集故障发生的原因、时间等历史数据，为以后的维护提供参考。

    （4）提高系统的柔性  对操作内容及设备的增加或改变的灵活响应是这个系统的显著特点。MELSECNET/10网和CC-bbbb具有预留站的功能以及Q2AS PLC*特的结构化编程的理念，均可以方便地实现对系统生产内容改变的灵活响应。

（5）节省人力资源  系统较高的自动化程度有效地节省了人力资源，并较大地改善了操作者的工作环境。