浔之漫智控技术(上海)有限公司
湘潭西门子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
操控功用的挑选
该挑选包含运算功用、操控功用、通讯功用、编程功用、诊断功用和处理速度等特性的挑选。
(一)运算功用
简单PLC的运算功用包含逻辑运算、计时和计数功用;一般PLC的运算功用还包含数据移位、比较等运算功用;较复杂运算功用有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模仿量的PID运算和其他运算功用。跟着敞开体系的呈现,现在在PLC中都已具有通讯功用,有些产品具有与下位机的通讯,有些产品具有与同位机或上位机的通讯,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通讯的功用。规划选型时应从实践运用的要求出发,合理选用所需的运算功用。大多数运用场合,只需求逻辑运算和计时计数功用,有些运用需求数据传送和比较,当用于模仿量检测和操控时,才运用代数运算,数值转换和PID运算等。要显现数据时需求译码和编码等运算。
(二)操控功用
操控功用包含PID操控运算、前馈补偿操控运算、比值操控运算等,应依据操控要求确定。PLC要用于次序逻辑操控,因而,大多数场合常选用单回路或多回路操控器解决模仿量的操控,有时也选用的智能输入输出单元完结所需的操控功用,提高PLC的处理速度和节约存储器容量。例如选用PID操控单元、高速计数器、带速度补偿的模仿单元、ASC码转换单元等。
(三)通讯功用
大中型PLC体系应支撑多种现场总线和规范通讯协议(如TCP/IP),需求时应能与工厂管理网(TCP/IP)相连接。通讯协议应契合ISO/IEEE通讯规范,应是敞开的通讯网络。
(四)编程功用
离线编程方法:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式时,CPU只为编程器供给效劳,不对现场设备进行操控。完结编程后,编程器切换到运转模式,CPU对现场设备进行操控,不能进行编程。离线编程方法可下降体系成本,但运用和调试不便利。在线编程方法:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU担任现场操控,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,主机就依据新收到的程序运转。这种方法成本较高,但体系调试和操作便利,在大中型PLC中常选用。
五种规范化编程言语:次序功用图(SFC)、梯形图(LD)、功用模块图(FBD)三种图形化言语和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本言语。选用的编程言语应遵守其规范(IEC6113123),同时,还应支撑
PLC不能和高压电器安装在同一个开关柜内,PLC的输出选用中心继电器完成对外部开关量信号的阻隔。假如现场条件约束,输入信号不能和强电电缆有效的阻隔,可用小型继电器来阻隔输入端的开关量信号频器端可靠接地,接地的铠要原样不动,不能钮成绳或辨,不能用其它导线延长,变频器侧要接在变频器的地线端子上,再将变频器接地。
除了以上的这些原因和处理办法,还有许多的现场处理办法。总结一下归为以下几点。设计思路清晰来避免源的发生,动力线与信号线分开走,电柜内部接好地线,PLC质量要好抗才能强,PLC模拟量尽量运用信号阻隔器或许模块的信号负端要短接
PROFIBUS 通信 使用EM DP01扩展模块可以将S7-200 SMART SR/ST CPU做为PROFIBUS-DP从站连接 到PROFIBUS通信网络。通过模块上的旋转开关可以设置PROFIBUS-DP从站地址。该 模块支持9600波特到12M波特之间的任一PROFIBUS波特率,大允许244输入字 节和244输出字节。
支持下列协议:
1. MPI从站
2. PROFIBUS-DP从站
串口通信 S7-200 SMART CPU模块均集成1个RS485接口,可以与变频器、触摸屏等第三方 设备通信。如果需要额外的串口,可通过扩展CM01信号板来实现,信号板支持 RS232/RS485自由转换。
串口支持下列协议: 1.Modbus RTU 2. USS 3.自由口通信
与上位机的通信 通过PC Access SMART,操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200 SMART的数据, 从而实现设备或者进行数据存档管理。
注:(PC Access SMART 是 S7-200 SMART 与上位机通信的OPC软件)
运动控制
通过脉冲方式控制伺服/步进驱动器
S7-200 SMART CPU 提供了三种开环运动控制方法:
1.脉冲串输出 (PTO):内置在 CPU 的速度和位置控制。此功能仅 提供脉冲串输出,方向和限值控制必须通过应用程序使用PLC 中集成的或由扩展模块提供的 I/O 来提供。请参见脉冲输出PLS 指令
2.脉宽调制 (PWM):内置在 CPU 的速度、位置或负载循环控制。 若组态 PWM 输出,CPU 将固定输出的周期时间,通过程序控制 脉冲的持续时间或负载周期。可通过脉冲持续时间的变化来控 制应用的转速或位置。请参见脉冲输出PLS指令
3.运动轴:内置于CPU中,用于速度和位置控制。此功能提供了 带有集成方向控制和禁用输出的单脉冲串输出,还包括可编程 输入,并提供包括自动参考点搜索等多种操作模式
PWM 和运动控制向导设置
为了简化您应用程序中位控功能的使用,STEP 7- Micro/WIN SMART提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、 PTO的组态。该向导可以生成位控指令,您可以用这些指令在您 的应用程序中对速度和位置进行动态控制。
PWM向导设置根据用户选择的PWM脉冲个数,生成相应的PWMx_ RUN子程序框架用于编辑。
运动控制向导多提供3轴脉冲输出的设置,脉冲输出速度从20 Hz到100 KHz可调
带载运行时,305、307罐出现干扰报警。将地线改至控制307罐(该罐已使用变频器,线槽内走的是该变频器的输出线)变压器的地线上,305罐不再干扰报警,但307罐仍间隔几分钟出现干扰报警现象,分析可能是两台变频器产生的共模干叠加所至,也可能是地线放在动力线槽内,走线较长引起的,于是在地线上加装地线滤波器,但效果也不太好。后来将地线拆除(经测量变频器整机漏电流很小,对人体不会造成危害,所以可以将地线拆除),效果好一些,但报警现象也是间断出现,这样分析应该不是地线引起的,还是输入端的滤波措施不够,没有将高频干扰滤除干净
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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;
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PROFIBUS-DP从站
串口通信 S7-200 SMART CPU模块均集成1个RS485接口,可以与变频器、触摸屏等第三方 设备通信。如果需要额外的串口,可通过扩展CM01信号板来实现,信号板支持 RS232/RS485自由转换。
串口支持下列协议: 1.Modbus RTU 2. USS 3.自由口通信
与上位机的通信 通过PC Access SMART,操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200 SMART的数据, 从而实现设备或者进行数据存档管理。
注:(PC Access SMART 是 S7-200 SMART 与上位机通信的OPC软件)
运动控制
通过脉冲方式控制伺服/步进驱动器
S7-200 SMART CPU 提供了三种开环运动控制方法:
1.脉冲串输出 (PTO):内置在 CPU 的速度和位置控制。此功能仅 提供脉冲串输出,方向和限值控制必须通过应用程序使用PLC 中集成的或由扩展模块提供的 I/O 来提供。请参见脉冲输出PLS 指令
2.脉宽调制 (PWM):内置在 CPU 的速度、位置或负载循环控制。 若组态 PWM 输出,CPU 将固定输出的周期时间,通过程序控制 脉冲的持续时间或负载周期。可通过脉冲持续时间的变化来控 制应用的转速或位置。请参见脉冲输出PLS指令
要达到单相200KHz高速脉冲输入,可以使用HSC4和HSC5,分别输入到I0.3、I0.4
要实现双相90°正交高速脉冲输入,可以使用HSC4;此时HSC5因为I0.4被HSC4占用而不能使用
HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
HSC5可以工作在模式0
支持特高速输入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信号;它们既可以用于高速脉冲输入,也可以用于普通输入信号。它们与本组输入点(I0.0 - I0.7)一起,支持源型和漏型输入。
CPU224 XP高速脉冲输出
CPU224 XP的高速脉冲输出Q0.0和Q0.1支持高达100KHz的频率。
Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC输出。但是它们必须和Q0.2 - Q0.4一起成组输出相同的电压。
高速输出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型号
常问问题
CPU 224 XP 的高速计数器模式 12,是否可以计数 30 KHz 以上的脉冲?
CPU 224 XP 支持多 100 KHz 的高速脉冲输出。S7-200 系列 CPU 只有高速计数器 HSC0, HSC3 能够被设置为模式 12,使用的输入端子为I0.0, I0.1,而不是特高速输入端子:I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脉冲信号输入端由于硬件电路的限制(如光电耦合等)只能支持高 30 KHz 的高速脉冲输入。
用户使用高速计数器模式 12 时不需要任何外部连线,Q0.0(Q0.1) 与 I0.0(I0.1) 通过集成电路内部关联,越过了外部信号处理电路,因此 HSC0(HSC1) 可以计 100KHz 或者更高频率的脉冲
现用到西门子S7-300(CPU315)做整流系统的PID控制,具体是由AI模块输入4-20MA信号(既A柜/B柜饱和电抗器控制电流信号反馈和机组A柜/B柜直流电流信号反馈),通过CPU调用PID功能块,实现自动闭环控制,后由AO模块输出一个4-20MA的信号给稳流系统(既A柜/B柜电流给定反馈)。
发现问题:
1、具体应调用S7的PID中的哪些功能块。直接在OB1里边调用FB41,不知可否。
2、PID标准块FB41的输入输出参数如何整定,PV_PER、SP_INT、PV_IN有何区别。
3、GAIN、TI、TD如何整定。
4、MAN_ON、PVPER_ON怎么用,是直接在FB41的输入端写吗?
原理上,PID的调节节奏应该与其采样周期*,这是数学模型应与物理过程*的要求。这也就是FB41要在OB35中周期调用且OB35的周期要与FB41采样周期*的原因。
当然,在OB1或其他FC、FB中调用FB41也是可以的,此时将OB1参数区中扫描周期作为FB41的采样周期。在管道恒流恒压的PID过程控制中,也曾在FC中无条件连续调用FB41,PID效果也还令人满意。我个人认为,精度要求不高的应用中,简单调用也是可以的。
FB41参数的设置很灵活,可根据自己的习惯或应用的方便选择。下面是一种方式。
MAN_ON:激活PID手动调节给定值MAN的使能位,可用PID手自动转换位来触发。
PVPER_ON:是PID输入输出参数“PERIPHERAL化”的使能位,即将参数看成0~27648之间的整数。换个说法,就是PID的反馈值直接取自相应AIW通道,而PID输出则直接给出到AQW通道。参数整定由FB41完成。可用调节装置的启动标志来触发本位。
MAN:PID手动调节给定值,当“MAN_ON=1”时有效。
CYCLE:采样周期。根据物理量变化快慢定,一般要求与FB41执行的周期*。
SP_INT:PID的设定值。注意设定值与反馈值的单位*。为了避免错误,建议将SP_INT转换为-100.0~100.0%之间无量纲的百分数,输入到FB41时,注意只取百分号之前的数即可。
PV_PER:PID过程的反馈值,直接取自反馈量的AIW通道的A/D码。仅在“PVPER_ON=1”时有效。
GAIN:比例系数。
TI:积分时间。
TD:微分时间。
LMN_PER:PID的调节输出,直接对应调节输出AQW通道。
设置了上述参数,基本的PID调节就可以实现了。根据需要再完善其他参数的设置,比如死区的设定等。
利用STEP7中的PID赋值工具可形象快捷地完成参数设置,结果直接存入相应背景数据块,FB41调用时无须再赋值
作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大的作用。
http://www.absygs.com

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