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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
本公司銷售西門子自動(dòng)化產(chǎn)品，*，質(zhì)量保證，價(jià)格優(yōu)勢
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通過對(duì) STEP 7 TIA Portal 程序進(jìn)行實(shí)際功能測試，可進(jìn)行早期故障檢測和功能驗(yàn)證：

在很早階段就保證自動(dòng)化項(xiàng)目的高質(zhì)量

縮短客戶工廠中的調(diào)試時(shí)間

縮短產(chǎn)品上市時(shí)間

降低調(diào)試中的各種風(fēng)險(xiǎn)

使用虛擬控制器和連接的 HMI 設(shè)備或 HMI 仿真，可進(jìn)行早期操作員培訓(xùn)。

程序的各部分得到優(yōu)化，效率提高

借助于工廠/機(jī)器的虛擬模型，可以快速更換機(jī)器部件（移植），易于改進(jìn)現(xiàn)有工廠設(shè)備

仿真和驗(yàn)證 S7-1500/ET 200SP CPU 的控制器功能

驗(yàn)證用戶程序 (TIA Portal)

自動(dòng)測試 STEP 7 程序

通過軟件在環(huán) (Software-in-the-Loop) 仿真來虛擬調(diào)試工廠中的機(jī)床/生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)單元和生產(chǎn)線。

支持多個(gè)實(shí)例，從而支持多個(gè) PLC 的相互作用。另外，還支持含有分布式實(shí)例的結(jié)構(gòu)（例如：PLC 1 和 PLC 2 在 PC 1 上運(yùn)行；PLC 3 在 PC 2 上運(yùn)行，工廠/機(jī)器仿真在 PC 3 上進(jìn)行）。提供了一個(gè)用于將工廠/機(jī)器仿真接口至 S7-PLCSIM Advanced 的 API。

STEP7

采用熟悉的硬件

新的 SIMATIC 自動(dòng)化平臺(tái)涉及今天實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化所需的一切：各種性能的可編程邏輯控制器、包括操作員面板在內(nèi)的完整單元、基于 PC 的控制、外部控制和監(jiān)視解決方案以及通信網(wǎng)絡(luò)。

作為一個(gè)全面集成的完整解決方案，所有這些功能均可通過單一的用戶界面來實(shí)現(xiàn)。

這樣便消除了到現(xiàn)在為止使公司付出大量資金的障礙：PLC 與 PC 環(huán)境之間的障礙，過程與生產(chǎn)技術(shù)之間的障礙，甚至于標(biāo)準(zhǔn)軟件與自動(dòng)化軟件之間的障礙。

這樣便使我們直奔主題。因?yàn)樗羞@些優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)就是軟件。該軟件系統(tǒng)基于 STEP 7，分為兩個(gè)類型：用于僅將 SIMATIC 自動(dòng)化平臺(tái)的一部分作為硬件使用（因而無需完整性能范圍）的用戶，以及用于需要使用完整性能范圍的用戶。

以下內(nèi)容適用于所有版本：它們可確保用戶充分利用自己的硬件設(shè)備！

STEP 7 的選型幫助

STEP7 Lite

STEP7

STEP7Professional

組態(tài)

目標(biāo)系統(tǒng)

S7-300/C7

S7-300/S7-400/C7/WinAC

模塊

數(shù)字量、模擬量 I/O，僅限 IFM 集中式

數(shù)字量、模擬量 I/O，IFM, FM, CP 集中式和分布式 (DP)

網(wǎng)絡(luò)/通信

-

自動(dòng)化組件之間時(shí)間控制的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸；
MPI、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)

分布式 I/O

√

信號(hào)組態(tài)（通過 HMI 顯示）

讀/寫 MMC 存儲(chǔ)卡

是，僅在 CPU 中

有，在 CPU 中和直接在編程器/PC 上
（可更新 AS 操作系統(tǒng)）

導(dǎo)出/導(dǎo)入

程序、符號(hào)

程序、符號(hào)和硬件組態(tài)

文檔設(shè)置

1．1 6SE70中的實(shí)現(xiàn)方法與常用連接器
根據(jù)《6SE70使用大全V3.4使用大全》功能圖125，參數(shù)P734.01~P734.16為變頻器發(fā)送給DP主站的16個(gè)PZD字的參數(shù)化接口。P734.01默認(rèn)值為K0032，代表通過*個(gè)PZD將狀態(tài)字1發(fā)送的DP主站。同理若要求用第3個(gè)PZD將變頻器輸出電流值傳給DP主站，則 P734.03 = K0022（Output Amps）；這樣在DP主站側(cè)所接收的第3個(gè)PZD的數(shù)值就是變頻器輸出電流。如圖1.1所示，可以通過參數(shù)r735.01到.16來從變頻器側(cè)讀數(shù)所發(fā)送的數(shù)值。

圖1.1 6SE70過程數(shù)據(jù)PZD參數(shù)化接口

常用連接器號(hào)：
KK0020     實(shí)際速度
K0023        輸出電壓
K0025        直流母線電壓
K0030        控制字1
K0031        控制字2
K0032        狀態(tài)字1
K0033        狀態(tài)字2
（更多內(nèi)容請(qǐng)參考《6SE70使用大全V3.4使用大全》連接器表）

1．2 6RA70中的實(shí)現(xiàn)方法與常用連接器
根據(jù)《 6RA70 系列V3.1全數(shù)字直流調(diào)速裝置中文說明書》功能圖Z110，參數(shù)U734.01~U734.16為調(diào)速器發(fā)送給DP主站的16個(gè)PZD字的參數(shù)化接口。如圖1.2：默認(rèn)的U734.01=K0032（狀態(tài)字1），U734.02=K0167（實(shí)際轉(zhuǎn)速），U734.04=K0033（狀態(tài)字2），若想要用第5個(gè)PZD將調(diào)速器器輸出實(shí)際電樞電壓值傳給DP主站，則 U734.05 = K0291；這樣在DP主站側(cè)所接收的第5個(gè)PZD的值就是實(shí)際電樞電壓值。

圖1.2 6RA70 過程數(shù)據(jù)PZD參數(shù)化接口

常用連接器號(hào)：
K0107     6 個(gè)電流波頭的平均值
K0118     電樞電流給定值
K0265     勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器輸入的實(shí)際值
K0030     控制字1
K0031     控制字2
K0032     狀態(tài)字1
K0033     狀態(tài)字2
（更多內(nèi)容請(qǐng)參考《 6RA70 系列V3.1全數(shù)字直流調(diào)速裝置中文說明書》連接器表）

2注意事項(xiàng)：

23、使用的軟件

? STEP7 V5.4 SP2
? SCOUT V4.1 SP1 或 STARTER V4.1 SP1
? S120 V2.5 SP1 HF1
? CBE20的 GSD V2.1文件:gsdml-v2.1-siemens-sinamics-s-cu3x0-20070726.xml
 

4、IP 地址及通訊名稱:

PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 ． PLC 型號(hào)的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等）、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來考慮。

（ 1 ）對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇

盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。

另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的 60 ％； PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力（ A/ 點(diǎn)）也是有限的，有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問題。

PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí)，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇

對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來估算；計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個(gè)估算；有運(yùn)算處理時(shí)按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲(chǔ)容量來估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有裕量要大些。

（ 3 ）對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2 ～ 3 個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。

（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型

不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對(duì)在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ，主機(jī)的 CPU 完成對(duì)現(xiàn)場的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

注意：所有節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0。

三、項(xiàng)目配置

1、 本例使用的設(shè)備描述

圖 10.

注意：S120支持兩個(gè)周期性通訊接口IF1和IF2，分別通過CU參數(shù)P8839.0和P8839.1來定義IF1和IF2的通訊方式，在默認(rèn)情況下P8839.0= P8839.1=99，就激活了這兩個(gè)接口的自動(dòng)模式，如下表所示：

在這種方式下無法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP和PROFINET IO的并行通訊，因此為了實(shí)現(xiàn)其并行通訊，需要按如下方式設(shè)置：
? P8839[0]=1和P8839[1]=2：PROFIBUS DP 用于同步，PROFINET IO用于周期性通訊
? P8839[0]=2和P8839[1]=1：PROFINET IO用于同步，PROFIBUS DP用于周期性通訊（本例中的設(shè)置）

兩個(gè)周期性通訊接口IF1和IF2的特性如上表所示：
注意：IF2不支持TM41,TM15,TM17,TM/TB,CU與CPU之間的通訊。

五、通過PROFIBUS DP或PROFINET IO總線來實(shí)現(xiàn)過程數(shù)據(jù)的傳輸
S7-300/400PLC通過PROFINET IO或PROFIBUS DP周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)器。
(1) 控制字中Bit0做電機(jī)的起、?？刂?。
(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，參數(shù)P2000中的值為頻率設(shè)定值和實(shí)際值的參考頻率，100% 對(duì)應(yīng)4000H(十六進(jìn)制)，發(fā)送的高頻率(大值)為7FFFH(200%)。