西門子6ES7902-1AC00-0AA0西門子6ES7902-1AC00-0AA0西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域是工業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施、運輸、樓宇和照明技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的提供商，積極支持中國的建設(shè)與發(fā)展。在“服務(wù)客戶零距離”這一原則指導(dǎo)下，我們致力于通過創(chuàng)新產(chǎn)品、集成化系統(tǒng)和的專門知識，幫助中國工業(yè)提高生產(chǎn)率、效率和靈活性。
 

上海非俗工控自動化設(shè)備有限公司

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S7-300

• 模塊化微型PLC系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求

• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)

• 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活

• 方便用戶和簡易的無風扇設(shè)計

• 當控制任務(wù)增加時，可自由擴展

• 大量的集成功能使它功能非常強勁
  
  信號模塊是 SIMATIC S7-300 與過程相連的接口。
  大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可提供每種任務(wù)所需的輸入/輸出。
  數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍、隔離、診斷和報警功能等方面有所不同。 
  對于在此列舉的所有模塊系列，SIPLUS 部件也可應(yīng)用在擴展溫度范圍 -25 - +60℃ 以及腐蝕性環(huán)境/冷凝環(huán)境中。
  另外，面向安全的應(yīng)用中還可使用故障安全模塊。
  

  數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機械特性：

  緊湊型設(shè)計

  堅固的塑料機殼里包括：

  安裝方便

  模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

  當在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔，而不會有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。

  方便用戶接線

  裝置單元通過連接器連接。當首次連接模塊時，編碼設(shè)備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。

• 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)

• 前連接器插座，通過前門保護

• 前門上的標簽區(qū)。

• 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。

西門子6ES7341-1CH02-0AE0

SIMATIC S7-300，CP341 通訊處理器，帶 RS422/485 接口，包括組態(tài)軟件包光盤

• 通過點到點連接進行快速的性能數(shù)據(jù)交換

• 具有不同傳輸接口的 3 個型號：

• RS 232C (V.24),

• 20 mA (TTY),

• RS 422/RS 485 (X.27)

• 執(zhí)行的協(xié)議：ascii  , 3964 (R), RK 512

• 也可加載以下協(xié)議：Modbus RTU，Data Highway DF1

• 使用集成在 STEP 中的一個參數(shù)化工具方便地進行組態(tài)

Area of application

如果不想讓 CPU 處理通訊任務(wù)，則可使用 CP 341 通訊模塊、通過點到點連接來進行快速的高性能數(shù)據(jù)交換。可用于 SIMATIC S7-300 和 ET 200M（S7 作為主站）。

通過點到點連接，

• 可連接到 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和眾多其他廠商的系統(tǒng)。

• 打印機

• 機器人控制

• 調(diào)制解調(diào)器

• 掃描儀，條碼閱讀器等

Design

該通訊模塊具有以下特點：

• 堅固的塑料外殼

• 具有用于顯示“發(fā)送”、“接收”和“錯誤”

• 通訊接口

提供了具有不同傳輸方式的三個型號：

• RS 232C (V.24)

• 20 mA (TTY)

• RS 422/RS 485 (X.27).

驅(qū)動程序

提供了用于 CP 341 的具有不同負荷能力的驅(qū)動程序：

• MODBUS:
  用于按照 MODBUS 協(xié)議（RTU 格式）進行的通訊：

• MODBUS 主站:
  以 SIMATIC 作為主站的主站-從站接口。

• MODBUS 從站:
  以 SIMATIC S7 作為從站的主站-從站接口，無法實現(xiàn)從站到從站的報文幀流量。

• Data highway:
  用于按照數(shù)據(jù)高速通道異步鏈路 (Allen Bradley) 的全雙工 (DF1) 協(xié)議進行的數(shù)據(jù)傳輸。
  模塊可作為 Allen Bradley 通訊模塊使用，條件是全雙工協(xié)議可在“異步鏈路”接口上進行參數(shù)化。如果可選擇全雙工協(xié)議，則也可連接到 Allen Bradley CPU 的第 2 個接口。
  數(shù)據(jù)傳輸通過 RS 232、TTY (20 mA) 或 RS 422/RS 485 來完成。V.24 不支持伴隨的信號（硬件握手）。

Functions

很多已執(zhí)行的標準協(xié)議可促進與廣泛的伙伴設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換：

• ascii  :
  用于與采用簡單傳輸協(xié)議的第三方系統(tǒng)進行接口，例如，帶有起始和結(jié)束字符或帶有塊檢查字符的協(xié)議。接口握手信號可通過用戶程序來調(diào)用和控制。

• 3964(R)
  用于通過向用戶開放的標準化西門子協(xié)議 3964(R) 與西門子設(shè)備或第三方設(shè)備接口。將執(zhí)行一個帶有標準值的 3964(R) 驅(qū)動程序以及一個可參數(shù)化 3964(R) 驅(qū)動程序。

• RK 512，用于計算機接口。

• 打印機驅(qū)動程序:
  用于控制打印機上的過程狀態(tài)與狀態(tài)。

參數(shù)

CP 341 通訊模塊的參數(shù)化非常方便：

• 用戶通過集成在 STEP 7 中的一個參數(shù)化工具來分配模塊特性，例如

• 應(yīng)使用哪些已執(zhí)行的協(xié)議驅(qū)動程序，或者

• 應(yīng)使用特定驅(qū)動程序的哪些特性。

• 通過CPU設(shè)置參數(shù)：
  編程器已經(jīng)連接至 CPU。組態(tài)數(shù)據(jù)存儲在一個系統(tǒng)塊中，并在 CPU 中進行備份。

• 組態(tài)軟件包(CD盤)：
  具有用于與 CP 通訊的電子版手冊、參數(shù)化屏幕以及標準功能塊。

組態(tài)驅(qū)動

驅(qū)動程序的加載與組態(tài)需要用于 CP 441-2 和 CP 341 的組態(tài)軟件包（從 V4.0 起）和 STEP 7 V4.0。
驅(qū)動程序通過軟件狗進行版權(quán)保護。

主程序始終處于循環(huán)運行狀態(tài)，其中初始化程序主要完成系統(tǒng)的初始化，設(shè)定各寄存器、計數(shù)器、plc工作模式、定時器中斷、通訊方式等參數(shù)初始值等。然后不斷調(diào)用模擬量采集及處理子程序?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時采集；調(diào)用充電程序運行方式子程序決定監(jiān)控器的運行方式；調(diào)用故障報警及保護子程序判斷故障報警及保護繼電器輸出；調(diào)用時鐘處理子程序?qū)π铍姵爻潆姵绦蚋鞣N運行時間累計；調(diào)用交流電中斷子程序保證系統(tǒng)在交流中斷后自動恢復(fù)；調(diào)用硅鏈投切子程序根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的控母電壓定值對硅鏈進行自動投切控制；調(diào)用通訊子程序（中斷方式）實現(xiàn)與上位機監(jiān)控系統(tǒng)及其它智能設(shè)備通訊。

3.2 主要子程序原理

??（1）充電轉(zhuǎn)換子程序：通過判斷標志字v152的值來決定監(jiān)控器的運行方式。當標志字為0時調(diào)用浮充電子程序；當標志字為1時調(diào)用恒流充電子程序；當標志字為2時調(diào)用均充電子程序。各充電子程序之間通過程序內(nèi)部自動進行轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)初次上電后用0.1c10a給定恒流充電，電壓達到整定值（2.30-2.40）v×n（n為單體電池節(jié)數(shù)）時，自動轉(zhuǎn)為恒壓均充電；當充電電流逐漸減小，達到0.01c10a時，plc開始計時，均充計時達3小時后，自動轉(zhuǎn)為浮充電狀態(tài)運行，充電電壓為（2.23-2.28）v×n。正常運行浮充狀態(tài)下每隔720小時，自動轉(zhuǎn)入恒流充電狀態(tài)運行，按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進行充電。

（2）交流電中斷子程序：當電網(wǎng)事故停電，這時充電裝置停止工作，蓄電池通過降壓模塊，無間斷地向二次控制母線送電，同時監(jiān)控器發(fā)出告警信號。交流電源中斷超過0.5小時以上，恢復(fù)送電運行時，plc控制充電裝置自動進入恒流充電狀態(tài)運行，按閥控式密封鉛酸蓄電池正常充電程序進行充電。

（3）通訊子程序：接受命令采用中斷處理，通過atch指令使中斷事件8在接受不同特征命令下執(zhí)行不同的程序。對串行通訊的超時限制則通過內(nèi)部定時中斷來控制，其事件號為10，定時時間由smb34來確定。為減少通訊的誤碼，采用crc16校驗措施［4］。

4 裝置功能特點

檢測高頻整流模塊的輸出電流和故障狀態(tài)：當模塊有故障時，監(jiān)控器發(fā)出聲光報警信號，并重新均分整流模塊負載；可本地或遠端控制整流模塊的開/關(guān)機、自動控制電池充電均浮充轉(zhuǎn)換；可本地或遠端連續(xù)設(shè)置整流模塊的輸出電壓；監(jiān)測各直流饋電輸出的電壓、電流，各饋電輸出開關(guān)狀態(tài)、熔斷器狀態(tài)、絕緣狀態(tài)，當發(fā)生異常情況時發(fā)出聲光報警；監(jiān)測電池電壓及充放電電流：當市電中斷由蓄電池維持向負載供電時，如果電池電壓降至低壓告警值，監(jiān)控模塊發(fā)出聲光報警；當市電恢復(fù)后監(jiān)控系統(tǒng)可對電池進行自動均衡充電管理；提供硅鏈控制口，可支持5級、7級硅鏈自動控制；支持母線分段支路絕緣監(jiān)測，絕緣阻值過低報警；采用原電力部頒標準通訊協(xié)議，rs232或rs485串行通訊接口，可方便的與電力自動化系統(tǒng)對接，實現(xiàn)電源系統(tǒng)的“遙信，遙測，遙控，遙調(diào)”四遙功能；監(jiān)控器對重要故障信息提供繼電器輸出，故障內(nèi)容可按用戶需要自行設(shè)定；當監(jiān)控器檢測到輸出過壓、過流等保護信號時，保護繼電器動作，跳高頻模塊交流輸入空開，從而保護高頻整流模塊。

5 結(jié)束語

本文利用西門子s7-200和人機電子mt-510t為核心組成高頻直流監(jiān)控器，充分利用了s7-200plc的各種智能功能，實現(xiàn)了智能化的管理、豐富的人機接口。目前，隨著高頻整流模塊的智能化，現(xiàn)已實現(xiàn)整流模塊與監(jiān)控器的直接通訊，可由監(jiān)控器直接將控制量下發(fā)到整流模塊，減少了中間調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可更快速、精準、可靠地完成對整流模塊的實時監(jiān)控。通過幾十套的現(xiàn)場運行實踐表明，該監(jiān)控器功能強、可靠性高、維護量少、操作方便，同時可方便地通過通訊接入綜合自動化系統(tǒng)，可為電力綜合自動化系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定、可靠的直流電源，有著顯著的社會經(jīng)濟效益。

     

西門子S7-300 PLC和70系列變頻器位置控制應(yīng)用

一． 概述

在自動化控制領(lǐng)域中，相同功能有不同實現(xiàn)方式，針對不同的設(shè)備對精度和響應(yīng)速度的要求，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實現(xiàn)優(yōu)的性價比。本文介紹的一種應(yīng)用西門子S7-300 PLC的高速計數(shù)模塊ET200S和70系列變頻器通過PROFIBUS總線通訊的功能來實現(xiàn)的定位控制的實際應(yīng)用。

二． 控制思路

橫移車是鋼管生產(chǎn)線中不可缺少的輔機設(shè)備，它主要完成將前一工序生產(chǎn)的鋼管搬運到下一工序，或有序地暫放在臺架的每個工位上。隨著對生產(chǎn)線自動化程度要求的日益提高，減輕操作人員的工作量和操作失誤。要求對橫移車實現(xiàn)全自動準確定位控制。

其控制核心就是利用裝在橫移車車輪上的編碼器采集的位置信號，通過PLC的高速計數(shù)模塊讀取，CPU經(jīng)過運算處理與設(shè)定位置作比較，控制變頻器的多段速度，從而實現(xiàn)橫移車的準確 定位控制。因為考慮到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS總線控制方式，減少了布線，控制方便，靈活。

三．系統(tǒng)的構(gòu)成和特點

1．PLC作為控制的核心，主要用來接收編碼器的反饋信號，與設(shè)定的位置信號作比較，通過通訊功能來控制變頻器的輸出頻率減小，提前減速，到位前低速運轉(zhuǎn)，到位時準確停止。為了實現(xiàn)定位還設(shè)有零位置傳感器，到零位時將計數(shù)器的計數(shù)值清零，消除累積誤差，保證定位的準確，使橫移車能平穩(wěn)地放下和舉起鋼管。

由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠，在橫移車上放置了遠程I/O模塊和高速計數(shù)器模塊ET200S，通過PROFIBUS總線相連，將現(xiàn)場的傳感器，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數(shù)模塊上，減少了現(xiàn)場的走線和故障的發(fā)生，維護方便。通訊速率可過1.5M，整個系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如1。

??

由于使用通訊功能，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點，PLC的輸出點也減少了。

2．高速計數(shù)器模塊ET200S的控制系統(tǒng)中所選的編碼器分辨率為2048P/R，輪徑φ250，齒輪比3，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈。能完全滿足橫移車的準確定位精度。

定位過程如下：

首先設(shè)定好橫移車運行的一個方向為正方向（加脈沖），當橫移車向設(shè)定的位置運行時（工作運行速度），高速計數(shù)器自動進行加/減速計數(shù)，在距離設(shè)定位置300—400mm時，控制變頻器的輸出頻率，以低速運行，在到達設(shè)定的位置時，停止變頻器的輸出，同時實施機械抱閘，完成了準確定位。

讀取高數(shù)計數(shù)模塊的程序段如下：

L PID 272 //模塊開始地址，將計數(shù)器模塊狀態(tài)值存放到MD20~MD27

T MD 20 //當前計數(shù)值

L PID 276

T MD 24

L 123 //裝載比較值

T MD 30

SET

= M 34.0 //打開軟件門

A M 10.0 //使能傳送比較值功能

= M35.2

L MD 30

T PQD 272

L MD 34

T PQD 276

3．PLC和變頻器通訊

在CPU進行硬件配置時，對掛在總線PROFIBUS 站點都分配了物理地址，PLC與變頻器進行通訊也有相應(yīng)的物理地址，CPU內(nèi)部有專用通訊功能塊SFC14，SFC15，使用內(nèi)部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù)，當PLC對變頻器進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，就需知道PLC和變頻器定義的相關(guān)功能的地址，然后依據(jù)這些地址進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出，才能實現(xiàn)對變頻器的控制。

此控制系統(tǒng)變頻器需設(shè)定的參數(shù)介紹如下：

??P60=1，P53=6，P554=3100，P571=3101

??P572=3102，P443=3002，P566=3107

??P734.1=32，，P734.2=148

??其它的參數(shù)可以按出廠默認值即可