西門子模塊6SE7024-7ES87-1FE0

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小型的PLC其底部尺寸小于100mm，重量小于150g，由于PLC體積小的特點(diǎn)，發(fā)熱量低功耗僅為數(shù)瓦（W）。

1.2實(shí)用性更強(qiáng)

PLC除了具備基本的邏輯處理功能，還具有一定的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，適用于各種規(guī)模的電氣控制場合。PLC除了能夠應(yīng)用于模擬電氣控制系統(tǒng)外，還可應(yīng)用到電氣數(shù)字控制系統(tǒng)，兼容性更高。隨著對PLC的研發(fā)和應(yīng)用，其功能也要越來越豐富，能夠?qū)崿F(xiàn)溫度、位置控制，以及對CNC多個領(lǐng)域進(jìn)行控制。

1.3抗干擾能力強(qiáng)

由于PLC采用大規(guī)模集成電路技術(shù)制作而成，其內(nèi)部電路采取了*的抗干擾處理工藝，具有相當(dāng)不錯的穩(wěn)定性。PLC還能自動檢測硬件故障，檢測到故障并及時發(fā)出警報。PLC軟件層面，使用者可根據(jù)需要在外圍器件編寫故障自診斷程序，使PLC在軟件和硬件層 有良好的自我保護(hù)功能。

2電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)

2.1PLC電氣控制在立式倉庫的應(yīng)用  上海昽燁自動化設(shè)備有限公司

立式倉庫作為物流管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是倉儲管理一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段立式倉庫主要有貨架、計算機(jī)以及PLC等部分組成，其中PLC作為立式倉庫的電氣控制核心。立式倉庫的電氣控制系統(tǒng)中，采用的是閉環(huán)控制，高速計數(shù)器接收編碼器反饋的轉(zhuǎn)數(shù)，再把轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號發(fā)向PLC，實(shí)現(xiàn)單次電機(jī)閉環(huán)控制。

2.2PLC電氣控制在機(jī)床的應(yīng)用

機(jī)床的電力控制中CNC與PLC裝置各自獨(dú)立，同時2個裝置都要經(jīng)過CNC內(nèi)部進(jìn)行傳遞。PLC電氣控制信號，則通過T/O以及CNC從而實(shí)現(xiàn)PLC電氣控制功能。PLC能夠初始化機(jī)車面板上信號，實(shí)現(xiàn)急停、******子程序、控制主軸使能等功能；自動夾緊機(jī)床，對機(jī)床通信情況自動檢測斷 及 位，還可自動換 。PLC在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床監(jiān)控自動化，大幅度提高機(jī)床生產(chǎn)率。

2.3PLC電氣控制在開關(guān)量控制的應(yīng)用

在電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，保證了控制系統(tǒng)自動切換方式，從而解決通斷時反應(yīng)時間過長的問題，提高電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行效率。

2.4PLC電氣控制在控制順序的'應(yīng)用

通常采用PLC技術(shù)的企業(yè)往往將其作為順序控制器來使用，在實(shí)際生產(chǎn)活動中，順序控制是PLC運(yùn)作的一個常見環(huán)節(jié)。把PLC系統(tǒng)納入電氣自動化順序控制的環(huán)節(jié)時，要滿足幾點(diǎn)要求，如：只有設(shè)計科學(xué)以及組合合理的電氣自動化系統(tǒng)才能應(yīng)用PLC進(jìn)行順序控制。

2.5PLC在分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用

通過分散控制系統(tǒng)的信號傳輸，能夠?qū)刂茖ο筮M(jìn)行分類，在分類基礎(chǔ)上進(jìn)行單獨(dú)控制。有很多種控制裝置都能夠連接PLC設(shè)備，利用設(shè)備連接各種類型的PLC能夠?qū)崿F(xiàn)PLC分散控制。特別是在個別設(shè)備出現(xiàn)故障時，PLC分散控制能夠及時切斷故障設(shè)備的信號，避免故障影響到其他設(shè)備。

2.6PLC在集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用

以計算機(jī)作主橋接通道，把各種電器設(shè)備連接起來，在集中控制系統(tǒng)中PLC處于核心控制的地位，通過它能夠?qū)Χ鄠€電氣設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制。以合理的連接順序和連接方式，使多種設(shè)備能被統(tǒng)一控制。

2.7PLC在數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

通過PLC技術(shù)控制，在運(yùn)行過程中能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計算、轉(zhuǎn)換、傳達(dá)和存儲等功能。PLC把存儲器處理數(shù)據(jù)傳輸至機(jī)械電氣裝備，其內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行反饋，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)自動化控制。

2.8PLC在運(yùn)動控制的應(yīng)用

3、輸入/輸出單元異常、擴(kuò)展單元異常：發(fā)生這類報警時，應(yīng)首先檢查輸入/輸出單元和擴(kuò)展單元連接器的插入狀態(tài)、電纜連接狀態(tài)，確定故障發(fā)生的某單元之后，再更換單元。

4、不執(zhí)行程序：一般情況下可依照輸入---程序執(zhí)行---輸出的步驟進(jìn)行檢查

(1)輸入檢查是利用輸入LED指示燈識別，或用寫入器構(gòu)成的輸入監(jiān)視器檢查。當(dāng)輸入LED不亮?xí)r，可初步確定是外部輸入系統(tǒng)故障，再配合萬用表檢查。如果輸出電壓不正常，就可確定是輸入單元故障。當(dāng)LED亮而內(nèi)部監(jiān)視器無顯示時，則可認(rèn)為是輸入單元、CPU單元或擴(kuò)展單元的故障。

(2) 程序執(zhí)行檢查是通過寫入器上的監(jiān)視器檢查。當(dāng)梯形圖的接點(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果不一致時，則是程序錯誤(例如內(nèi)部繼電器雙重使用等),或是運(yùn)算部分出現(xiàn)故障。

(3)輸出檢查可用輸出LED指示燈識別。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果正確而輸出LED指示錯誤時，則可認(rèn)為是CPU單元、1/0接口單元的故障。當(dāng)輸出LED是亮的而無輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負(fù)載系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。

另外，由于PLC機(jī)型不同，1/0與LED連接方式的不一樣(有的接于1/0單元接口上，有的接于1/0單元上)。以，根據(jù)LED判斷的故障范圍也有差別。

5、部分程序不執(zhí)行：檢查方法與前項(xiàng)相同;但是，如果計數(shù)器、步進(jìn)控制器等的輸入時間過短，則會出現(xiàn)無響應(yīng)故障，這時應(yīng)該校驗(yàn)輸入時間是否足夠大，校驗(yàn)可按輸入時間<輸入單元的*響應(yīng)時間+運(yùn)算掃描時間乘以2的關(guān)系進(jìn)行

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制造報文規(guī)范MMS

　　制造報文規(guī)范(Manufacturing Message Specification,MMS)是網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時處理和監(jiān)控系統(tǒng)信息交換的國際標(biāo)準(zhǔn)，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國際電工委員會工業(yè)自動化技術(shù)委員會TC184工業(yè)組負(fù)責(zé)制定和發(fā)展，它適合于在不同的設(shè)備、應(yīng)用、發(fā)展商和領(lǐng)域內(nèi)提供通用信息服務(wù)，例如：MMS提供的讀(Read)服務(wù)允許網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備、應(yīng)用或計算機(jī)從另外一個設(shè)備、應(yīng)用或計算機(jī)內(nèi)讀取所需的變量，而不管這個變量是在可編程邏輯控制器、機(jī)器人、遠(yuǎn)方終端設(shè)備或智能電子設(shè)備內(nèi)。MMS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在制造、石油化工、電力工業(yè)和太空探索等領(lǐng)域。

　　MMS由以下各部分組成：

　　1) 服務(wù)規(guī)范(Service Specification)

　　2) 協(xié)議規(guī)范(Protocol Specification)

　　3) 機(jī)器人伴同標(biāo)準(zhǔn)(Robot Companion Standard)

　　4) 數(shù)字控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Numberical Controller Companion Standard)

　　5) 可編程邏輯控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Programmable Logical Controller Companion Standard)

　　6) 過程控制系統(tǒng)伴同標(biāo)準(zhǔn)(Process Control System Companion Standard)

　　上列各部分中，部分服務(wù)規(guī)范和第二部分協(xié)議規(guī)范是其核心，服務(wù)規(guī)范包含的定義

　　有：①虛擬制造設(shè)備(Virtual Manufacturing Device,VMD)；②網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)間的信息交換；③與VMD有關(guān)的屬性和參數(shù)。協(xié)議規(guī)范定義的是通信規(guī)則，包括：①信息格式；②通過網(wǎng)絡(luò)的信息順序；③MMS層與ISO/OSI開放模型的其他層的交互，而3)-6)則是針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域的伴同標(biāo)準(zhǔn)。

　　MMS提供了豐富的針對對等式實(shí)時通信網(wǎng)絡(luò)的一系列任務(wù)，已經(jīng)成為許多工業(yè)領(lǐng)域的控制設(shè)備的通信協(xié)議，例如CNC、可編程邏輯控制器、機(jī)器人、電力領(lǐng)域中的遠(yuǎn)方終端設(shè)備(RTU)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、重合器、開關(guān)等IED設(shè)備。許多流行的計算機(jī)平臺都支持基于MMS的互聯(lián)，在軟件支持上，更多的API、圖形界面、網(wǎng)關(guān)、字處理、電子表格、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都支持MMS，從通信連接上看，MMS在以太網(wǎng)、令牌總線、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易實(shí)現(xiàn)

MMS在IEC61850報文結(jié)構(gòu)中的位置

　　1.3 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)

　　變電站自動化系統(tǒng)由各種IED 組成，主要完成變電站內(nèi)設(shè)備的控制、監(jiān)視和保護(hù)功能，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、通信管理和軟件管理等系統(tǒng)維護(hù)功能。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動化系統(tǒng)在邏輯上劃分為3 層(即變電站層、間隔層和過程層)，并將具體應(yīng)用功能分解為許多常駐在不同IED 內(nèi)、彼此間相互通信的單元，稱為邏輯節(jié)點(diǎn)(logical node，LN)，然后以LN 為對象建立變電站內(nèi)IED 的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)模型，旨在解決不同廠商提供的IED間的數(shù)據(jù)交換、信息共享等問題。

　　遵循IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動化系統(tǒng)主要包括：①主站自動化系統(tǒng)軟件(人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)管理等)；②間隔層裝置(保護(hù)、測控單元等)；③過程層設(shè)備，包括電子式電流/電壓互感器(electronic current/potential transducer，ECT/EPT)、智能斷路器/隔離開關(guān)、合并單元等；④工程化工具(如配置工具等)，用于管理IEC 61850所定義的的通信模型，并滿足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(一致性測試)的規(guī)范要求，如圖3所示：

　　圖3：IEC61850與數(shù)字化變電站接口與體系結(jié)構(gòu)

　　1.4數(shù)據(jù)模型

　　在了解數(shù)據(jù)模型之前，首先需要了解一些關(guān)于IEC61850 的重要概念

　　智能電子設(shè)備(IED)：實(shí)際的物理設(shè)備，如開關(guān)、斷路器，綜保等。

　　功能：變電站自動化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)，如：母線保護(hù)、聯(lián)鎖、報警管理等。

　　邏輯設(shè)備(LD)：一種虛擬設(shè)備，聚合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)，物理設(shè)備可以包含一個或多個LD。

　　邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)：用來描述系統(tǒng)功能的基本單位，是數(shù)據(jù)對象的容器，可以任意分配到

　　IED，每個邏輯節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過他們的服務(wù)與外部進(jìn)行交互。

　　在IEC61850 中，一個IED 設(shè)備的外部性能通過Server 服務(wù)器類來表征，Server 服務(wù)器可以包含一個或多個邏輯設(shè)備，一個邏輯設(shè)備可以包含多個邏輯節(jié)點(diǎn)，在IEC61850 中一些邏輯節(jié)點(diǎn)是電力系統(tǒng)實(shí)設(shè)備的映射。一個IED 設(shè)備要實(shí)現(xiàn)特定功能必然需要這些邏輯節(jié)點(diǎn)來終實(shí)現(xiàn)操作、控制的功能。可以簡單理解邏輯設(shè)備是IED 設(shè)備實(shí)現(xiàn)具體一個功能的抽象容器，在這個容器中包含了實(shí)現(xiàn)功能所需的相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)。