浔之漫智控技术(上海)有限公司
黄冈西门子PLC代理商
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产品描述

品牌西门子 适用范围工业自动化 产地德国 系列全系列 结构形式模块式
采用这种方式的特点是:在线性结构体系的程序可以处理PLC的高速输入/输出信号,以满足的控制要求。当然,根据实际系统的需要,程序中也可以没有高速扫描的程序段,但是,不可以将全部程序都作为高速程序。
3.分块式结构
分块式结构体系的PLC程序由多个程序块组成,由统一的程序“组织块”对各程序块进行组织与调度,“组织块”根据规定的条件与顺序依次调用各程序块。
采用了分块式结构体系的PLC程序,在实际处理过程中可以根据不同的外部输入条件与控制要求,每次循环扫描可以跳过某些程序块,仅对需要处理的程序块进行扫描,从而加快PLC程序的执行速度,缩短扫描时间。
根据PLC的不同,分块式结构体系的PLC程序可以采用主、子程序结构、功能调用式结构与结构化编程等形式实现。
(1)主、子程序结构
采用主、子程序结构的PLC用户程序,一般可以由主程序、子程序、中断程序等不同的程序块所组成,并且按照规定的顺序排列(如在S7-200中,程序块按照主程序、子程序、中断程序的顺序依次排列)。
在主、子程序结构程序中,主程序为PLC每次扫描都必须执行的程序块,必须予以编制;而子程序、中断程序可以根据实际需要进行编写与调用。
主、子程序结构的PLC程序与线性化结构相类似,如果程序中没有编制子程序、中断程序,它便成了线性结构的程序。
(2)功能调用式结构
功能调用式结构的PLC程序执行过程与主、子程序结构类似,但组成程序的各逻辑块按照不同的功能进行编排,无主、子之分。组成功能调用式结构的每一程序块都代表着控制对象的一组相对立动作,逻辑块由特定的“块”进行统一的管理与调用。
在S7-300/400系列PLC中,以上用于管理与调用的程序块称为组织块(OBl),其余逻辑块分别称程序块(FC)、功能块(FB)、数据块(DB)等。
一般而言,功能调用式PLC程序在CPU的一个扫描周期内,对同一程序块的调用次数不会超过一次;当超过一次时则称为“结构化编程”。
(3)结构化编程
结构化编程的程序结构形式与调用式完全相同,程序同样由多个程序块组成,并通过“组织块”对其进行组织与管理,但它采用了“参数化编程”的方法。
采用结构化编程的程序,在同- PLC扫描周期内可以多次重复调用程序中的同一程序块,因此,对于动作相同或相似的程序,可以通过在PLC程序中编写一个“公用程序块”,利用重复调用来实现。
为了保证“公用程序块”能控制不同的对象,必须将组成程序的各种操作数进行“参数化”,即:
①“公用程序块”中的所有信号的地址必须是可以变化的,即“公用程序块”中一般不能使用“地址”,而应采用“程序变量”(形式参数)进行编程。
②调用“公用程序块”前,为了使得程序中的所有信号有明确的含义,必须对“程序变量”(形式参数)进行赋值,即将“程序变量”定义成有明确含义的地址。因此,CPU必须划分一个的存储器区域用于存储这些赋值参数。S7-300/400中的“局部变量堆栈L”与“即时数据块DI”就是为了实现这一目的而设定的存储区域
步进可调的稳压开关电源
{开关电源行业门户网}:开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。由于拥有较高的效率和较高的功率密度,开关电源在现代电子系统中的使用越来越普及。开关电源高频化、模块化和智能化是其发展方向。其中,步进可调、实时显示是开关电源智能化研究方向之一。现设计开关电源,技术指标为:输出电压30V至36V可调,输出电流2A,有过流保护功能,能对输出电压进行键盘设定和步进调整、步进值1V,并能实时显示输出电压和电流的开关稳压电源。
1 总体设计方案
采用AT89S52单片机为控制核心,对普通的开关电源控制部分进行优化设计,并通过软件编程实现了对开关电源的智能控制。设计中采用隔离变压器将市电变压后通过整流滤波送至DC-DC升压变换器,经过一系列的控制整合电路之后可实现设计要求。系统总体框图如图1.1所示。
1.1 DC-DC主回路拓扑
采用UC3842和MAX4080构成DC-DC转换电路。UC3842是一块功能齐全、较为典型的单端电流型PWM控制集成电路,内包含误差放大器、电流检测比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元。电流控制型升压DC-DC转换电路,外接元器件少、控制灵活、成本低,输出功率容易做到100W以上。当然,DC-DC转换电路也可以采用成品模块,若用PI公司生产的DPA-Switch设计开关电源具有集成度高、电路简单、发热量少、性能指标优良。
由UC3842设计的DC-DC升压电路直接用误差信号控制电感峰值电流,间接地控制PWM脉冲宽度,达到控制输出端电压的目的。开关管以UC3842设定的频率周期开闭,使电感L储存能量并释放能量。当开关管导通时,电感充电,把能量储存在L中。当开关截止时,L产生反向感应电压,通过二管把储存的电能释放到输出电容器中。输出电压由传递的能量多少来控制,而传递能量的多少由通过电感电流的峰值来控制
1.2 保护电路
在大电流的情况下容易损坏芯片,所以需要对大电流的情况给予电路保护。设计中采用单片机控制继电器的通断来控制电路中的电流,对输出电路电流采样,采样值与额定值比较,反馈比较电路,当电流大于2.时,则产生信号使单片机进入中断处理程序,使继电器起动,实现DC-DC电路的断电,从而达到保护电路的作用。单片机控制电路。该方案中单片机控制继电器的吸合时间短,而且易于实现
数字设定及显示电路
采用AT89S52单片机和集成芯片CD4051实现程控和步进,用单片机控制键盘实现输出电压的初始设定,可以实现电压的步进1V,步减1V。使用液晶显示输出电压和电流,可拨动转换开关来选择显示电压/电流模式。
1.4 程序设计
在设计好相关电路的基础上,通过编程由单片机对开关电源进行智能控制。系统由单片机AT89S52控制,电源系统具有"+‰"和"-"步进功能,步进幅度为1V。同时AT89S52结合继电器等电路实现了电路过流保护功能,并且能实时显示开关电源的输出电压和电流
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PROFIBUS 是工业现场级的标准 (IEC 61158/61784)。它是经认可的在加工制造和过程工业两种领域均可进行通讯的现场总线。
PROFIBUS 用于将现场设备(如分布式 I/O 设备或驱动器)连接到自动化系统(如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 机)。
PROFIBUS 是标准化的现场总线,符合 IEC 61158 规范,是功能强、开放式、坚固耐用、响应时间短的现场总线系统。PROFIBUS 有多种规格,可
用于各种应用环境。
PROFIBUS DP(分布式 I/O)
PROFIBUS DP 用于连接分布式现场设备(如SIMATIC ET 200)或响应时间的驱动器。PROFIBUS DP 用在传感器/执行器分布在机器或厂房内的
情况(如,现场级别)。
AS-Interface
AS-Interface 符合标准 (IEC 62026/EN 50295),可代替电缆束,只需一条双股线即可其经济可靠地将传感器和执行器连接起来。这条双股
线还用于为各个工作站提供电力。这样,AS-Interface 就成为 PROFIBUS DP 或 PROFINET 现场总线的理想接口。
IO-link
通过通信标准 IO-link,可将传感器和分断装置智能连接到控制层。IO-link 促进了控制柜和现场层中了所有部件的集成,实现直至终过程仪表
的较大集成度和无缝通信。
西门子的 IO-link 解决方案可确保任何生产系统实现较高精度和经济实用性。IO-link 已完全集成在全集成自动化 (TIA) 中,具有众多优点。
借助于开放式标准,可以将来自不同厂商的设备联网
ET 200iSP 是一种模块化、本质安全型 I/O 系统,防护等级为 IP30,可以在环境温度范围为 -20 至 +70 °C 的气体和粉尘环境中运行。
根据 ATEX 指令 94/9/EC,可以将 ET200iSP 远程 I/O 站直接安装在 Ex 区域 1、2、21 或 22 中以及非危险区域内。必要时,还可以在zone0
或 20 中安装本质安全传感器、执行器和 HART 现场设备。
ET 200iSP 采用模块化设计,可根据相应的自动化任务,通过各种组态和灵活扩展调整远程 I/O 站。为了提高工厂利用率,站的压力封装电源和
本质安全型 PROFIBUS DP 连接 (RS 485-iS) 也可以采用冗余设计。
通过带有立接线和自动插槽编码功能的结构,可以在没有消防证书的情况下,简单而可靠地对每个模块进行热插拔。
除了用于实现过程工艺(基本过程控制)自动化的模拟量和数字量 I/O 模块之外,该系列电子模块还包含用于实现安全应用的安全有关 F-I/O
模块。各种类型的电子模块可以在站内混合布置
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如何提高开关电源的效率显得尤为重要。在提高开关电源的效率上采取了如下措施。
2.1 DC-DC转换电路中电感在很大程度上影响系统的效率。市场上很难买到符合要求的电感,在绕制时对电感磁芯和漆包线的要求非常高,应将输出电压纹波降到小。
2.2 DC-DC转换电路中开关管采用MOS管取代双性晶体管,串联栅电阻将衰减由MOS输入电容、栅一源电路引线电感所产生的高频寄生振荡。可有效提高转换效率,若选用几个MOS管IRF530并联,可进一步提率。
2.3续流二管选择肖特基二管,其开启时间短、管压降小,可使电感存储能量大,有利于提高电源转换效率。
2.4二管、电感和MOS管的栅尽可能地靠近焊接,这样可以减少损耗,有利于提高系统的效率。
3 测试数据和分析
3.1 电压调整率SU
电压调整率SU指U2在范围内变化时,输出电压U0的变化率。用自耦调压器调节U2从15V到21V之间变化,在输出电流为2A时候,测量出输出电压,从而得到电压调整率SU。
3.2 负载调整率SI
负载调整率SI指I0在范围内变化时,输出电压U0的变化率。改变负载电阻,使输出电流在0~2A以内变化时,得到负载调整率数据如下。
3.3 DC-DC变换器效率
效率η=P0/PIN,其中P0=U0I0,PIN=UINIIN。用毫伏表在DC-DC模块端口直接读出输入和输出电压电流各值,可得变换器效率。
3.4 纹波电流
在开关电源设计中,MOS管源接上1kΩ的电阻,电源滤波处加无性电容,滤除高频纹波。电流纹波实测数据如下
基于AT89S52的开关稳压电源具有良好智能控制和步进功能,测试数据表明电源系统具有较高的电压调整率和负载调整率,并具有很高的效率,电源在输出功率下能连续安全工作足够长的时间。当然可通过对MOS管及相关元器件选择、电路优化设计,或选择DC-DC成品模块可进一步提高电源性能
多面板模块系列 S7-300 可以进行模块定制来满足多变的任务。
功能模块是智能性的,可以立执行技术任务,如计数、测量、凸轮控制、PID 控制和传动控制。 因此它们可以减轻 CPU 的负荷。
它们可以使用在需要高等级的精度和动态响应的应用中。
.通讯模块说明
通讯处理器用于把 S7-300 连接到不同的总线系统/通讯网络上,以及进行点到点连接。根据应用情况和模块的不同协议,可以提供不同的总线系统,如 PROFIBUS DP 或工业以太网
点到点连接
通过处理器(CP)进行点到点连接是一种强大而低成本的中线系统替代方案。相对于总线系统,点到点链接的优点在只有较少 (RS485) 设备需要连接到 SIMATIC S7 上时非常明显。
CP 可以方便的把第三方系统连接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有高的灵活性,可以实现多种不同的物理传输介质、传输速率,甚至可以自定义传输协议
对于每个 CP,我们用 CD 光盘提供了组态软件包和电子手册,以及用于实现 CPU 和 CP 之间通讯的参数化屏幕形式和标准的功能块
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PROFINET 是自动化领域中的开放式、跨供应商工业以太网标准 (IEC 61158/61784)。
PROFINET 基于工业以太网,可实现现场设备(IO 设备)和控制器(IO 控制器)之间直接通信,能够用于运动控制应用的同步驱动控制解决方案。
PROFINET 基于符合 IEEE 802.3 标准的标准以太网技术,可将现场层的任何设备连接管理层。
这样,PROFINET 可实现系统范围内的通信、工厂范围内的工程组态,并将 Web 服务器或 FTP 等 IT 标准技术一直应用到现场层。可以方便地集成经过反复检验的现场总线系统(如 PROFIBUS 或 AS-Interface),无需对现有设备进行任何改动。
PROFIBUS
PROFIBUS 是工业现场级的标准 (IEC 61158/61784)。它是经认可的在加工制造和过程工业两种领域均可进行通讯的现场总线。
PROFIBUS 用于将现场设备(如分布式 I/O 设备或驱动器)连接到自动化系统(如 SIMATIC S7、SIMOTION、SINUMERIK 或 PC 机)。
PROFIBUS 是标准化的现场总线,符合 IEC 61158 规范,是功能强、开放式、坚固耐用、响应时间短的现场总线系统。PROFIBUS 有多种规格,可用于各种应用环境。
PROFIBUS DP(分布式 I/O)
PROFIBUS DP 用于连接分布式现场设备(如SIMATIC ET 200)或响应时间的驱动器。PROFIBUS DP 用在传感器/执行器分布在机器或厂房内的情况(如,现场级别)。
AS-Interface
AS-Interface 符合标准 (IEC 62026/EN 50295),可代替电缆束,只需一条双股线即可其经济可靠地将传感器和执行器连接起来。这条双股线还用于为各个工作站提供电力。这样,AS-Interface 就成为 PROFIBUS DP 或 PROFINET 现场总线的理想接口。
IO-bbbb
通过通信标准 IO-bbbb,可将传感器和分断装置智能连接到控制层。IO-bbbb 促进了控制柜和现场层中了所有部件的集成,实现直至终过程仪表的大集成度和无缝通信
信号模块通过CPU进行集中处理,或者通过分布式I/O进行处理,信号模块的特点如下所示:
1. 可靠性强
西门子PLC S7-1500系列的信号模块,电源线和信号线分开走线,具有增强抗电磁干扰的能力,其中模拟量模块集成有电缆屏蔽附件,为用户在使用时提供了方便和安全性保障;
2. 安装便捷
西门子PLC S7-1500系列的信号模块为用户配置了统一标准的前连接器,使得用户在接线时简单方便,而且不需要额外进行采购连接器等附件。在模块上集成了短接片,大的方便了用户进行接线操作,同时模块上还附有电路图,用户可以参照电路图进行接线,减低了错误的发生;
3. 处理速度快
西门子PLC S7-1500系列的信号模块处理速度快,其中数字量输入模块,具有50μs短的输入延时,模拟量模块中的8通道转换时间非常快,达到125μs;
实数的格式
实数(浮点数)由32位单精度数表示,其格式按照ANSI/IEEE 754-1985标准中所描述的形式。实数按照双字长度来存取。对于S7-200来说,浮点数到小数点后第六位。因而当使用一个浮点数常数时,多可以到小数点后第六位。
● 实数运算的精度
在计算中涉及到非常大和非常小的数,则有可能导致计算结果不。
● 字符串的格式
字符串指的是一系列字符,每个字符以字节的形式存储。字符串的*个字节定义了字符串的长度,也就是字符的个数。一个字符串的长度可以是0到254个字符,再加上长度字节,一个字符串的大长度为255个字节。而一个字符串常量的大长度为126字节。
● 布尔型数据(0或1)。
● S7-200CPU不支持数据类型检测
例如:可以在加法指令中使用VW100中的值作为有符号整数,同时也可以在异或指令中将VW100中的数据当作无符号的二进制数。
● S7-200提供各种变换指令,使用户能方便地进行数据制式及表达方式的变换。
CU310 PN
CU310 PN 控制单元为功率模块提供了通讯和开环/闭环控制功能。
设计
CU310 PN控制单元提供有以下标准接口
· 1个DRIVE-CLIQ插槽,可实现与其他DRIVE-CLIQ设备的通讯,例如传感器接口模块、端子扩展模块等
· 1个PM340接口(PM-IF)
· 1个基本操作面板BOP20接口
· 1个符合PROFIdrive V4行规的2个PROFINET接口
· 1个编码器接口
可以连接以下类型的编码器
-TTL/HTL—增量式编码器
-非增量信号的SSI编码器
· 4路可参数化数字量输入
· 4路可参数化双向数字量输入输出
· 1个RS232串行接口
· 1个CF插槽
· 1个24VDC接口
· 1个安全停车功能端子输入接口
· 1个温度传感器接口
CU310 控制器的状态通过多色的LED显示
由于固件和参数设置保存在CF卡上,因此无需调试工具就可更换控制器
集成
CU310 PN控制单元通过PM-IF接口连接到PM340。其他DRIVE-CLIQ组件比如传感器接口模块或端子扩展模块通过DRIVE-CLIQ连接。
CU310 PN控制单元通过DRIVE-CLIQ接口连接装机装柜型PM340。使用该组件时,必须将传感器接口模块和端子扩展模块连接到装机装柜型PM340上未被占用的DRIVE-CLIQ口
可使用BOP20基本操作面板更改参数设置。在操作过程中,还可将BOP20面板安装到CU310 DP上进行诊断
CU310 PN使用PROFINET IO和profidrive V4 配置文件与上位控制系统通讯
带有CU310 PN的SINAMICS S120变频器可执行下列功能:
· PROFINET IO 设备
· 100Mbit/s全双工
· 支持PROFINET IO的实时等级:
-RT(实时)
-IRT(等时同步),小发送循环为500μs
· 按照PROFIdrive V4行规,作为PROFINET IO 与控制器连接
http://www.absygs.com

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