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CPU性能介绍及连接方式,附带高速计数/脉冲输出功能

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:CPU最多支持3个CM或CP,CM或CP连接在CPU的左侧。④1217CCPU带有4路高速差分输入/输出,可支持高达1MHz的高速计数/脉冲输出。

CPU性能介绍及连接方式,附带高速计数/脉冲输出功能

CPU采用了模块化和紧凑型设计,将处理器、传感器电源、数字量输入/输出、高速输入/输出和模拟量输入/输出组合到一起,形成了功能强大的控制器,可以适用于多种应用领域,满足不同的自动化需求。

1.丰富的通信功能

CPU提供了简便、有效的通信技术任务解决方案。CPU集成的PROFINET接口可用于编程、HMI通信和PLC之间的通信。PROFIENT接口集成的RJ-45连接器具有自动交叉网线(auto-cross-over)功能,提供10/100Mbit/s的数据传输速率,此外它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通信,支持以下协议:TCP、UDP、ISO-on-TCP、ModbusTCP和S7通信。同时可以作为PROFINET控制器控制16个PROFINETIO设备,并支持I-Device(智能IO设备)功能,可以连接PROFINETIO控制器进行数据交换。还可使用附加通信模块实现PROFIBUS以及RS485/RS232串口通信。

2.强大的技术工艺功能

1)CPU提供了最多6个高速计数器,支持单相、A/B正交编码器,可以进行计数、频率测量、周期测量。

2)CPU提供多种运动控制方式:

①PROFIdrive:S7-1200 PLC通过基于PROFIBUS/PROFINET的PROFIdrive方式与支持PROFIdrive的驱动器连接,进行运动控制。

②PTO:S7-1200 PLC通过发送PTO脉冲的方式控制驱动器,输出信号类型可以是脉冲+方向、A/B正交、也可以是正/反脉冲。

③模拟量:S7-1200 PLC通过模拟量输出来控制驱动器。

CPU的运动控制指令符合PLCopen国际认可的运动控制标准、支持绝对定位、相对定位、速度控制、回零(寻参考点)及点动。集成了调试面板,简化了步进电动机或伺服电动机的入门调试,并提供在线诊断功能。

④CPU提供4路PWM输出(脉冲宽度调制),提供具有固定周期时间的脉冲输出,脉冲的占空比可调节,应用在控制电动机速度、阀门位置、加热等方面。

⑤CPU提供带自动调节功能的PID控制回路

3.可靠的信息安全

CPU提供多种安全功能,用于防范对CPU和控制程序未经授权的访问,实现了知识产权的保护。

1)每个CPU都提供密码保护功能,可以设置CPU的访问权限。

2)可以使用“专有技术保护”隐藏特定块中的代码。

3)可以使用防拷贝(复制)保护,将程序绑定到特定存储卡或CPU。

4.轨迹(Trace)

CPU支持Trace功能,可用于跟踪和记录变量。可将记录的跟踪测量数据上传到编程设备并进行分析、管理以图形方式显示这些数据,例如变量地址和时间戳。测量结果可导出存档,用于数据分析处理。

5.强大的调试与诊断功能

CPU支持仿真功能,可在仿真的PLC(PLCSIM)上测试PLC程序。仿真的PLC不支持高速计数,PID控制,运动控制等功能。

CPU支持PID调试工具、参数自整定工具,运动控制调试面板。

CPU提供了多种诊断方法,例如:读取CPU及模块的状态LED,这种方法最直观;读取CPU及模块的诊断缓冲区,需要TIA博途软件能够与PLC建立通信;通过OB组织块或诊断指令获得诊断信息。还可以使用Web服务器或HMI读取诊断信息。

6.灵活的硬件扩展能力

CPU最多连接8个信号模块(具体数量取决于CPU的型号,见表2-1),以便支持更多的数字量和模拟量I/O。所有的CPU都可以安装1个信号板,通过信号板可以添加少量的数字量或模拟量I/O,以及RS485通信板。信号板不占用信号模块的位置,不会增加安装的空间。

通信模块(CM)和通信处理器(CP)可以增加CPU的通信接口,例如:PROFIBUS或RS232/RS485的连接。CPU最多支持3个CM或CP,CM或CP连接在CPU的左侧。CPU还可以通过PROFINET/PROFIBUS扩展分布式I/O。

7.配方与数据日志功能

CPU提供配方功能,可实现配方数据的导入、导出。配方数据文件按照标准CSV格式存储在CPU或存储卡中。可以通过集成的Web服务器或直接读取存储卡中的文件来管理配方数据文件,实现配方数据文件的下载、修改和删除。

CPU能够实现数据日志功能,可将过程数据以CSV格式记录在CPU或存储卡中。通过集成的Web服务器,可以方便地访问这些文件,并对其进行分析。

8.CPU硬件及技术规范(www.xing528.com)

CPU具有不同型号,它们具有不同的特征和功能,但是核心处理芯片的运算能力相同,CPU示意图如图2-1所示。

图2-1中,①:可拆卸用户接线连接器。②:存储卡插槽(上部保护盖下面)。③:PROFINET接口(CPU的底部)。④:CPU集成I/O的状态LED。

不同型号的CPU技术参数见表2-1。

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图2-1 CPU示意图

2-1 不同型号的CPU技术参数

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(续)

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①集成的数字量输入支持源型/漏型输入。

②将HSC组态为A/B正交工作模式时,脉冲测量速度为20kHz。

③对于具有继电器输出的CPU模块,必须安装数字量信号板才能使用脉冲输出。

④1217CCPU带有4路高速差分输入/输出,可支持高达1MHz的高速计数/脉冲输出。

S7插图-1200PLC提供了具有不同电源电压和输入输出类型的CPU:

•DC/DC/DC:电源电压范围DC20.4V~DC28.8V/晶体管输入/晶体管输出。

•AC/DC/RLY:电源电压AC85~264V,频率47~63Hz/晶体管输入/继电器输出。

•DC/DC/RLY:电源电压范围DC20.4V~DC28.8V/晶体管输入/继电器输出。

CPU集成的数字量输入支持输入滤波器和脉冲捕捉功能。

数字量输入滤波器可防止程序响应由开关触点跳变或电气噪声等产生的意外快速变化输入信号。根据应用的不同,可能需要较短的滤波时间来检测和响应快速传感器的输入,例如编码器,或需要较长的滤波时间来防止触点跳变以及脉冲噪声。默认滤波时间为6.4ms,6.4ms的输入滤波时间表示输入信号从“0”变为“1”,或从“1”变为“0”时必须持续6.4ms才能够被检测到,而短于6.4ms的信号不会被检测到。

脉冲捕捉功能可以捕捉高电平脉冲或低电平脉冲。当脉冲出现的时间极短,CPU在扫描周期开始读取数字量输入时,可能无法始终读取到这个脉冲。为某一输入点启用脉冲捕捉时,输入状态的改变被锁存,并保持至下一次输入循环更新。这样可确保捕捉到持续时间很短的脉冲。CPU启用/未启用脉冲捕捉功能时的状况如图2-2所示。

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图2-2 启用/未启用脉冲捕捉功能

由于脉冲捕捉功能在输入信号通过输入滤波器后对输入信号进行操作,必须调整输入滤波时间,以防滤波器过滤掉脉冲。脉冲捕捉输出如图2-3所示。

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图2-3 脉冲捕捉输出

图2-3中,①在某一扫描周期中存在多个脉冲,仅锁存第一个脉冲。如果需响应在1个扫描周期中的多个脉冲,则应当使用上升/下降沿中断事件。②CPU也可以捕捉低电平脉冲。

注意:

在1214C/1215C/1217C本体集成的输入点中,最后两个输入点不支持上升沿或下降沿的硬件中断。

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