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長期與德國SIMATIC(西門子).瑞士ABB.美國羅克韋爾(AB).法國施耐德.美國霍尼韋爾.美國艾默生合作。
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在工控領域,公司以精益求精的經營理念,從產品、方案到,致力于塑造一個“行業專家”品牌,以實現可持續的發展。
S7-200系列PLC編程器的使用示例
Siemens編程器S7-200系列用在中小型設備上的自動系統的控制單元,適用于各行各業,各種場合中的檢測,監測及控制。
在這里,和大家一起來討論S7-200幾個使用方面的情況。
1.步進,伺服脈沖定位控制。
在設備的控制系統中,有關運動控制是很重要的,下面我們來看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來實現這 個功能。
首先,確定使用哪個端口來發脈沖,如采用Q0.0發脈沖,則它的控制字為SMB67,脈沖同期為SMW68,脈 沖個數存放在SMD72中,
下面是控制字節的說明:
Q0.0 Q0.1 控制字節說明
SM67.0 SM77.0 PTO/PWM更新周期值 0=不更新,1=更新周期值
SM67.1 SM77.1 PWM更新脈沖寬度值 0=不更新,1=脈沖寬度值
SM67.2 SM77.2 PTO更新脈沖數 0=不更新,1=更新脈沖數
SM67.3 SM77.3 PTO/PWM時間基準選擇 0=1微秒值,1=1毫秒值
SM67.4 SM77.4 PWM更新方法 0=異步更新,1=同步更新
SM67.5 SM77.5 PTO操作 0=單段操作,1=多段操作
SM67.6 SM77.6 PTO/PWM模式選擇 0=選擇PTO,1=選擇PWM
SM67.7 SM77.7 PTO/PWM允許 0=禁止PTO/PWM,1=允許
這樣根據以上表格,我們得出Q0.0控制字:SMB67為:10000101
采用PTO輸出,微妙級周期,發脈沖的周期(也就是頻率)與脈沖個數都要重新輸入。10000101轉化為 16進制 為85,有了控制字以后,我們來寫這一段程序:
根據上面這段程序,我們知道了控制字的使用,同時也知道步進電機的脈沖周期與沖個數的存放位置(對 Q0.0來說是SMW68與SMD72)。當然,VW100與VD102內的數據不同的話,步進電機的轉速和轉動圈數就不一樣。
還有一點需要說明得是:M0.0導通---PLC捕捉到上升沿發動脈沖輸出后,想停止的話,只須改變端口脈沖的 控制字,再啟動PLS即可,程序如下:
2.高速計數功能。
西門子S7-200系列PLC具有高速計數的功能;舉一例子來談談高速計數的用途,我們采用普通電機來帶動絲桿轉動,我們想控制轉動距離,怎么來解決這個問題?那么我們可在電機另一頭與一編碼器聯接,電機轉一圈,編碼器也隨之轉一圈,同時根據規格發出不同的脈沖數。當然,這些脈沖數的頻率比較高,PLC不能用普通的上升沿計數來取得這些脈沖,只能通過高速計數功能了。
啟動高速計數功能,也要具有控制字
HSCO HSC1 描述
SM37.0 SM47.0 復位有效電平控制位 0=高電平有效, 1=低電平有效
SM37.1 SM47.1 啟動有效電平控制位于 0=高電平有效, 1=低電平有效
SM37.2 SM47.2 正交計數器速率選擇 0=4X計數率, 1=1X計數率
SM37.3 SM47.3 計數方向控制位 0=減計數, 1=正計數
SM37.4 SM47.4 向HSC中寫入計數方向 0=不更新, 1=更新計數方向
SM37.5 SM47.5 向HSC中寫入預置值 0=不更新, 1=更新預置值
SM37.6 SM47.6 向HSC中寫入當前值 0=不更新, 1=更新當前值
SM37.7 SM47.7 HSC允許 0=禁止HSC, 1=允許HSC
參照上面的表格,我們選擇HSC1高速計數器,控制字為SMB47,現在我們啟動高速計數器HSC1,選擇為增計數,更新計數方向,重新設置值,更新當前值:這樣的話,HSC1的啟動控制高為:11111000轉化為16進制為 F8,將啟動計數器時當前值存放在SMD48中,將預存置放在SMD52中,具體的程序 如下:
同樣的,如果計數器在工作狀態下想停止計數器,也必須改變它的控制字后,啟動HSC具體程序 如下:
3. PID回路控制功能。
西門子S7-200系列PLC的PID控制相當的簡單,可以通過micro/win軟件的一個向導程序,按照提示,一步一步執行您所要求PID控制的屬性即可,在這里談一談PID這三個參數的具體意義:P為增益項,P越大,響應起就快,在調節流量閥時:設定流量為50%,當目前流量接近50%,剛超過,如果P值很大的話,那么流量閥會馬上會關閉,而不會控制在某一區域。這就是增益項太大引起。在調節的過程中應該先將P值調節比較適當了,再去調節I值,它為積分項,是在控制器回路中控制對當前值與設定值相等的偏差范圍。D為微分項,主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。
在現場的PID參數的調整過程中,針對西門子S7-200型PLC我的建議是在不同的控制階段,采用不同的PID參數組,具體而言就是當目前距離設定值差距較大時,采用P值較大的一套PID參數,如果當前值快接近設定值范圍時,采用P值較小的一套PID參數。
SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范圍內功能強大的 PLC。
SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風扇設計和較高擴展能力,并具有全面的通信和網絡功能,可以簡便實現分布式結構,用戶操作十分方便,因此成為中端到高端性能范圍內要求極為苛刻的任務的理想解決方案。
SIMATIC S7-400 的應用領域包括:
由于具有多種性能等級的 CPU,并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊,用戶可以根據具體情況執行其自動化任務。
任務擴展時,可通過附加模塊隨時對控制器進行擴展,成本不會很高。
SIMATIC S7-400 是一種通用控制器:
在自動化技術的許多領域中,對自動化系統的可用性(從而故障安全性)的需求在不斷提高。在許多領域中,設備停機會產生極高的成本。此時,只有冗余系統才能滿足可用性要求。
容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致控制器的部件出現故障時,也能繼續運行。通過以這種方式實現的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應用領域:
訂貨數據
關于 S7-400H 組件的訂貨數據,請參見在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應模塊。
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統可在安全要求較高的工廠中使用。它可對立即停機不會給人員或環境帶來危險的過程進行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設計:
通過另外使用標準模塊,可以建立一個全集成控制系統,可在非安全相關和安全相關任務共存的工廠環境中使用。可以使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。
SIMATIC S7-400 有多個型號:
S7-400 自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊,這些模塊可進行各種組合。
系統包含下列組件:
根據具體要求,也可使用下列模塊:
擴展
若用戶需要在應用中使用一個以上中央控制器時,則可以對 S7-400 進行擴展:
連接類型 |
大(總)電纜長度 |
本地鏈路,具有 5-V 電源,通過 IM 460-1 和 IM 461-1 實現 |
1.5 m |
本地鏈路,無 5-V 電源,通過 IM 460-0 和 IM 461-0 實現 |
5 m |
遠程鏈路,通過 IM 460-3 和 IM 461-3 實現 |
102.25 m |
遠程鏈路,通過 IM 460-4 和 IM 461-4 實現 |
605 m |
SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項:
通過 PROFIBUS DP 進行過程通信
通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口(可選),可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。
以下設備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接:
雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站,但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。
以下設備可作為從站連接:
通過多點接口 (MPI) 實現數據通信
多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。
它用于:
通過 CP 實現數據通信(點到點)
通過 CP 441 通信處理器,可以實現功能強大的點到點連接。
通過 CP(PROFIBUS 或工業以太網)實現數據通信
通過 CP 443-x 通信處理器,可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業以太網總線系統。
例如包括:
SIMATIC S7-400H 包括以下組件:
中央功能采用冗余設計。可將 I/O 組態為常規可用性型和切換型。
通常可用的 I/O(單側配置)
在單側配置中,I/O 模塊具有單通道設計,僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側 I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設備中。
在 I/O 尋址設備工作正常的情況下,從單側讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發生故障時,受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。
單側配置用于:
高可用性(切換式配置)
在切換式配置中,I/O 模塊采用單通道設計,但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設備中。
通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現高程度的可用性,因為通過這種方式,可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現故障。
可進行實現以下配置:
適宜的 I/O 模塊
相互冗余的模塊必須為同一類型和設計形式(例如,均為集中式或均為分布式)。不對插槽進行規定。不過,出于可用性原因,建議在不同的站中使用。關于可以使用的模塊,請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關手冊。
FM 和 CP 冗余
功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用:
此時可以不同方式實現模塊冗余:
故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統可根據需求進行不同配置:
單通道、單側 I/O,用于 S7-400F
工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯。需要下列部件:
發生故障時,I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。
單通道、切換式 I/O,用于 S7-400FH
工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側需要有容錯功能。需要下列部件:
若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現故障,控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現故障時,I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。
冗余、切換式 I/O,用于 S7-400FH
工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側和 I/O 側需要容錯功能。需要下列部件:
在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現故障時,控制器仍保持可用。
在 S7-400F/FH 自動化系統中,也可以使用標準模塊。這些設備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。
通信
中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現的。通過專門開發的 PROFIBUS 行規PROFIsafe,可在標準數據報文中傳輸與安全功能相關的用戶數據。無需附加的硬件組件,如專用安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統的擴展功能集成在硬件組件中,也可作為經過的軟件塊裝載到 CPU 中。
帶有隔離模塊的安全等級
在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優點:
若需要取得安全等級 SIL 2,則無需使用隔離模塊。
不同性能級別的 2 種標準 CPU:
CPU 1510SP-1 PN 是經濟型入門級 CPU,用于不連續生產技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(PROFINET 智能設備)。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機,這樣就可以在系統中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲,并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。
作為智能設備使用時,CPU 1510SP-1 PN 可實現在本地對過程數據進行分布式預處理,并且僅將實際需要的信息傳輸到上位控制器。這樣做有以下優勢:
CPU 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發生故障,CPU 1510SP-1 PN 仍繼續運行。
位模塊化設計的 ET 200SP I/O 系統和 CPU 1510SP-1 PN 可實現面向功能的站設計。
另外,CPU 通過易組態的塊提供全面控制功能,以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅動器的能力。
CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導軌上,并具有:
MM440-750/3 | 6SE6440-2UE17-5CA1 | 0.75 | 1.0 | 3.8 | 2.7 |
MM440-1550/3 | 6SE6440-2UE21-5CA1 | 1.5 | 2.0 | 5.3 | 3.9 |
MM440-2200/3 | 6SE6440-2UE22-2CA1 | 2.2 | 3.0 | 8.2 | 6.1 |
MM440-4000/3 | 6SE6440-2UE24-0CA1 | 4 | 5.0 | 11.2 | 9 |
MM440-5500/3 | 6SE6440-2UE25-5CA1 | 5.5 | 7.5 | 13.3 | 11 |
MM440-7500/3 | 6SE6440-2UE27-5CA1 | 7.5 | 10.0 | 21.7 | 17 |
MM440-11K/3 | 6SE6440-2UE31-1CA1 | 11 | 15.0 | 26.8 | 22 |
MM440-15K/3 | 6SE6440-2UE31-5DA1 | 15 | 20.0 | 32.7 | 27 |
MM440-18.5K/3 | 6SE6440-2UE31-8DA1 | 18.5 | 25.0 | 39.9 | 32 |
MM440-22K/3 | 6SE6440-2UE32-2DA1 | 22 | 30.0 | 50.5 | 41 |
MM440-30K/3 | 6SE6440-2UE33-0EA1 | 30 | 40.0 | 64.0 | 52 |
MM440-37K/3 | 6SE6440-2UE33-7EA1 | 37 | 50.0 | 78.0 | 62 |
MM440-45K/3 | 6SE6440-2UE34-5FA1 | 45 | 60.0 | 103.0 | 77 |
MM440-55K/3 | 6SE6440-2UE35-5FA1 | 55 | 75.0 | 132.0 | 99 |
MM440-75K/3 | 6SE6440-2UE37-5FA1 | 75 | 100.0 | 160.0 | 125 |
BOP | 6SE6400-0BP00-0AA0 | 基本操作面板 | |||
AOP | 6SE6400-0AP00-0AA1 | 操作面板 | |||
6SE6400-1PB00-0AA0 | PROFIBUS模板 | ||||
6SE6400-0PM00-0AA0 | 柜門安裝組合件 | ||||
6SE6400-0AP00-0AB0 | AAOP/中英雙語AOP | ||||
6SE6400-1DN00-0AA0 | DeviceNet模板 | ||||
6SE6400-1CB00-0AA0 | CANopen模板 | ||||
6GK1500-0FC10 | RS485/RPOFIBUS總線電纜插接器 | ||||
6SE6400-1PC00-0AA0 | PC至變頻器的連接組合件 | ||||
6SE6400-0PA00-0AA0 | PC至AOP的連接組合件 | ||||
6SE6400-0MD00-0AA0 | AOP柜門安裝組合件,適用于多臺變頻器的控制 | ||||
6SE6400-0EN00-0AA0 | 脈沖編碼器計數模塊 |
適用于 ET 200pro 的標準型 CPU:
IM 154-8 PN/DP CPU 可以同時用作一個 IO 控制器以及通過集成的 PROFINET 接口用作一個 PROFINET I-Device。智能 154-8 CPU 接口模塊具有集成的 PLC 功能。提供的功能與 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的功能相對應。
ET 200pro 可使用 PLC 功能來控制自動技術功能裝置, 如
SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU:
所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。
前面板上有:
除 CPU 412-1 處理器外,所有 CPU 具有:
CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。
高端 CPU 還具有:
此外,CPU 按照其性能進行分級:例如RAM、地址區大小、可裝載塊的數量以及處理時間。
所有 S7-400 CPU 均具有兩種類型的存儲器。工作存儲器的細分可將性能提高一倍。當一個標準處理器需要訪問其 RAM 至少兩次時,S7-400 專用處理器可在一個循環周期中同時訪問代碼存儲器和數據存儲器。因此,數據總線和代碼總線也是獨立的。工作存儲器的容量取決于從精細分級的 CPU 系列中所選取的適合的 CPU。
對于小型和中等程序,集成式負載內存 (RAM) 就足夠了。對于較大的程序,可通過插入內存卡來增加裝載內存。插入式閃存卡可用于在不使用電池的情況下進行性存儲。
可編程控制器梯形圖設計規則
1.觸點的安排
梯形圖的觸點應畫在水平線上,不能畫在垂直分支上。
2.串、并聯的處理
在有幾個串聯回路相并聯時,應將觸點多的那個串聯回路放在梯形圖上面。在有幾個并聯回路相串聯時,應將觸點多的并聯回路放在梯形圖的左面。
3.線圈的安排
不能將觸點畫在線圈右邊,只能在觸點的右邊接線圈。
4.不準雙線圈輸出
如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次,則稱為雙線圈輸出。這時前面的輸出無效,只有后一次才有效,所以不應出現雙線圈輸出。
5.重新編排電路
如果電路結構比較復雜,可重復使用一些觸點畫出它的等效電路,然后再進行編程就比較容易。
6.編程順序
對復雜的程序可先將程序分成幾個簡單的程序段,每一段從左邊觸點開始,由上之下向右進行編程,再把程序逐段連接起來。