浙江西門子S7-200SMART系列PLC代理商

結(jié)構(gòu)文本( ST)是為IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種的高級(jí)編程語言。與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。

    STEP 7的S7 SCL(結(jié)構(gòu)化控制語言)是符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)文本語言。它的語言結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)的編程語言Pascal和C相似，適合于習(xí)慣使用高級(jí)編程語言的人使用。

    SCL適合于復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)和化算法，或管理大量的數(shù)據(jù)等。

 梯形圖是用得多的PLC圖形編程語言。梯形圖與繼電器電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適合于數(shù)字量邏輯控制。

    由觸點(diǎn)和線圈等組成的獨(dú)立電路稱為網(wǎng)絡(luò)( Network)，中文版STEP 7稱之為程序段（見圖3-2）。STEP 7自動(dòng)地為程序段編號(hào)。梯形圖中的觸點(diǎn)和線圈可以使用物理地址，例如I0.2和Q1.3等。如果用符號(hào)表定義了某些地址的符號(hào)，例如令I0.0的符號(hào)為“起動(dòng)按鈕”，在程序中可以用符號(hào)地址“起動(dòng)按鈕”來代替物理地址I0.0，使程序易于閱讀和理解。

    用戶可以在程序段號(hào)的右邊加上程序段的標(biāo)題，在程序段號(hào)的下面為程序段加上注釋。

    一個(gè)程序段只能有一個(gè)獨(dú)立電路。本書為了節(jié)約篇幅，插圖中的梯形圖一般沒有標(biāo)出程序段號(hào)，但是相鄰程序段左邊的垂直線是斷開的，以此來表示程序段的分界點(diǎn)。

    在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象在梯形圖的左右兩側(cè)垂直“電源線”之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，當(dāng)圖3-2程序段1中I0.0與I0.1的觸點(diǎn)同時(shí)接通，或Q4.0與I0.1的觸點(diǎn)同時(shí)接通時(shí)，有一個(gè)假想的“能流”(Power Flow)流過Q4.0的線圈。利用能流這一概念，可以借用繼電器電路的術(shù)語和分析方法，幫助我們更好地理解和分析梯形圖。能流只能從左向右流動(dòng)。

    如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，程序段內(nèi)的邏輯運(yùn)算按從左往右的方向執(zhí)行，與能流的方向*。程序段之間按從上到下的順序執(zhí)行，執(zhí)行完所有的程序段后，下一次循環(huán)返回上面的程序段1，重新開始執(zhí)行。

在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，較為常見的是變頻器和PLC的組合應(yīng)用，并且產(chǎn)生了多種多樣的PLC控制變頻器的方法，構(gòu)成了不同類型的PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。

    可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算與操作的控制裝置。它作為傳統(tǒng)繼電器的替代產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。由于PLC可以用軟件來改變控制過程，并具有體積小、組裝靈活、編程簡(jiǎn)單、抗*力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn)，因此特別適用于在惡劣環(huán)境下運(yùn)行。由此可見，PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)在變頻器相關(guān)的控制中屬于較通用的一種控制系統(tǒng)。

    一個(gè)PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)通常由三部分組成，分別是變頻器本體、可編程控制器PLC部分、變頻器與PLC的接口部分。PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)中重要的就是接口部分。根據(jù)不同的信號(hào)連接，其接口部分也相應(yīng)改變。接口部分主要類型：開關(guān)指令信號(hào)的輸入、模擬數(shù)值信號(hào)的輸入、RS-485通信方式。

在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，較為常見的是變頻器和PLC的組合應(yīng)用，并且產(chǎn)生了多種多樣的PLC控制變頻器的方法，構(gòu)成了不同類型的PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)。

    西門子的ET 200是基于現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP或PROFINET的分布式I/O，可以與經(jīng)過認(rèn)證的非西門子公司生產(chǎn)的PROFIBUS-DP主站協(xié)同運(yùn)行。

    某些型號(hào)的ET 200能在非常嚴(yán)酷的環(huán)境（例如酷熱、嚴(yán)寒、強(qiáng)壓、潮濕或多粉塵）中使用，有的可以提供連接光纖PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的接口，ET 200集成了以下的功能：

    1)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器，用于異步電動(dòng)機(jī)的單向或可逆起動(dòng)。

    2)氣動(dòng)系統(tǒng)功能模塊，通過PROFIBUS總線控制閥門。

    3)變頻器，ET 200X用于電氣傳動(dòng)工程的模塊提供變頻器的所有功能。

    4)安全技術(shù)，ET 200可以在冗余設(shè)計(jì)的容錯(cuò)控制系統(tǒng)或安全自動(dòng)化系統(tǒng)中使用。通過PROFISafe協(xié)議，與故障有關(guān)的信號(hào)能同標(biāo)準(zhǔn)功能一樣在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上傳送。

    5)分布式智能，ET200S的CPU模塊可以作為控制器獨(dú)立運(yùn)行。

    ET 200分為以下幾個(gè)子系列：

    1) ET 200S是一種多功能的I/O系統(tǒng)，可以配備PROFIBUS-DP接口和PROFINET接口。模塊種類豐富，可以擴(kuò)展數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊、技術(shù)模塊、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器和變頻器等，能在運(yùn)行時(shí)更換I/O模塊。使用IM 151-7 CPU接口模塊，ET 200S可以作為PROFIBUS上的小型PLC（即智能I/O從站）使用。ET 200S還可以混合使用標(biāo)準(zhǔn)模塊和故障安全模塊，實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型的故障安全PLC。可以將ET 200S用于容錯(cuò)系統(tǒng)。

    2) ET 200M是多通道模塊化的分布式I/O，可使用S7-300全系列模塊，多可擴(kuò)展8個(gè)模塊。它具有集成的模塊診斷功能，在運(yùn)行時(shí)可以更換有源模塊。ET 200M可提供與S7-400H系統(tǒng)相連的冗余接口模塊和IM 153-2集成光纖接口。ET 200M的SIPLUS版本是為戶外應(yīng)用設(shè)計(jì)的。

    ET 200M可以使用S7 -300的故障安全模塊，用于容錯(cuò)系統(tǒng)。

    3) ET 200iSP是本質(zhì)安全I/O系統(tǒng)，適用于有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域。也可以用于容錯(cuò)系統(tǒng)的冗余運(yùn)行。

    4) ET 200X是具有高防護(hù)等級(jí)的分布式I/O設(shè)備，其功能相當(dāng)于S7 -300的CPU 314。由基本模塊和多7個(gè)I/O模塊組成，可以擴(kuò)展數(shù)字量和模擬量I/O模塊、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器、氣動(dòng)模塊和變頻器?？梢杂糜谟蟹勰┖退鲊姙R的場(chǎng)合。

    使用BM 147/CPU模塊，ET 200X可以作為小型PLC使用。

    5) ET 200eco是可以直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的I/O，具有很高的保護(hù)等級(jí)(IP 67)，能在運(yùn)行時(shí)更換模塊。

    6) ET 200R是可以直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)的加固型I/O，特別適合機(jī)器人等惡劣的工業(yè)環(huán)境使用，能抗焊接火花的飛濺。多32個(gè)I/O點(diǎn)。

    7) ET 200L是像明信片大小的小巧、緊湊、價(jià)格低廉的分布式I/O模塊。

    8) ET 200B是整體式的一體化分布式I/O。具有模塊診斷功能。

    9) ET 200pro是高防護(hù)等級(jí)的模塊式分布式I/O，有一個(gè)DP接口或一個(gè)PROFINET接口。能在運(yùn)行時(shí)更換各種模塊。

  S7-300有多種閉環(huán)控制模塊，它們有多個(gè)閉環(huán)控制通道，有自優(yōu)化溫度控制算法和PID算法。有的可使用模糊控制器。FM 458-1DP是為自由組態(tài)閉環(huán)控制設(shè)計(jì)的模板，有包含300個(gè)功能塊的庫函數(shù)和CFC圖形化組態(tài)軟件，帶有PROFIBUS-DP接口。 

 定位模塊可以用編碼器來測(cè)量位置，并向編碼器供電，使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的位置控制系統(tǒng)一般不需要位置測(cè)量。在定位控制系統(tǒng)中，定位模塊控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)器完成定位任務(wù)，用模塊集成的數(shù)字量輸出點(diǎn)來控制快速進(jìn)給、慢速進(jìn)給和運(yùn)動(dòng)方向等。根據(jù)與目標(biāo)的距離，確定快速進(jìn)給或慢速進(jìn)給，定位完成后給CPU發(fā)出一個(gè)信號(hào)。定位模塊的定位功能獨(dú)立于用戶程序。

    FM 351是雙通道定位模塊。FM 352高速電子凸輪控制器是機(jī)械式凸輪控制器的低成本替代產(chǎn)品。FM 352-5高速布爾處理器高速地進(jìn)行布爾控制（即數(shù)字量控制）。FM 353和FM 354分別是在高速機(jī)械設(shè)備中使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)智能定位模塊，FM 357-2定位和連續(xù)路徑控制模塊用于從獨(dú)立的單軸定位控制到多4軸直線、圓弧插補(bǔ)連續(xù)路徑控制。

    SM 338超聲波位置編碼器模塊用超聲波傳感器檢測(cè)位置，具有無磨損、保護(hù)等級(jí)高、精度穩(wěn)定不變、與傳感器的長(zhǎng)度無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。SM 338位置輸入模塊可以提供多3個(gè)值編碼器( SSI)信號(hào)，并將它們轉(zhuǎn)換為S7 -300的數(shù)字值。FM 453定位模塊可以控制3個(gè)獨(dú)立的伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，以高頻率的時(shí)鐘脈沖控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

S7-300的模擬量輸出模塊SM 332用于將CPU傳送給它的數(shù)字轉(zhuǎn)換為成比例的電流信號(hào)或電壓信號(hào)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，其主要組成部分是D/A轉(zhuǎn)換器(見圖2-35中的DAC)?？梢杂脗魉椭噶?ldquo;T PQW…”向模擬量輸出模塊寫入要轉(zhuǎn)換的數(shù)值。

圖2-35 模擬量輸出模塊電路

SM 332的模擬量輸出模塊均有診斷中斷功能，用紅色LED指示組故障，可以讀取診斷信息。模塊與背板總線有光隔離，使用屏蔽電纜時(shí)大距離為200m。

S7-400只有一種8通道13位的模擬量輸出模塊，每個(gè)通道大轉(zhuǎn)換時(shí)間為420μs。

模擬量輸出模塊為負(fù)載和執(zhí)行器提供電流和電壓，模擬信號(hào)應(yīng)使用屏蔽電纜或雙絞線電纜來傳送。電纜線QV和S+，MANA和S-（見圖2-35）應(yīng)分別絞接在一起，這樣可以減輕干擾的影響，應(yīng)將電纜兩端的屏蔽層接地。

如果電纜兩端有電位差，將會(huì)在屏蔽層中產(chǎn)生等電動(dòng)勢(shì)連接電流，干擾傳輸?shù)哪M信號(hào)。在這種情況下應(yīng)將電纜屏蔽層一點(diǎn)接地。

對(duì)于帶隔離的模擬量輸出模塊，在CPU的M端和測(cè)量電路的參考點(diǎn)MANA之間沒有電氣連接。如果MANA點(diǎn)和CPU的M端子之間有電位差EISO，必須選用隔離型的模擬量輸出模塊，在MANA端子和CPU的M端子之間接一根等電位連接導(dǎo)線，可以使EISO不超過允許值。

模擬量輸出模塊需要設(shè)置下列參數(shù)（見圖2-36）：

1)模擬量輸出模塊無外部負(fù)載電壓、有組態(tài)／編程錯(cuò)誤、對(duì)M點(diǎn)短路或斷線時(shí)，將發(fā)出診斷消息，如果啟用了診斷中斷，將觸發(fā)一個(gè)診斷中斷，并調(diào)用OB82。

2)設(shè)置每一通道的輸出類型，可選“取消激活”、電壓輸出或電流輸出。選定輸出類型后，再設(shè)置輸出信號(hào)的量程。

3) CPU進(jìn)入STOP時(shí)的響應(yīng)可以選擇不輸出電流電壓(0CV)、保持后的輸出值(KLV) 和采用替換值(SV)。

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