根據(jù)自動控制原理，車速斜坡響應可以分為過阻尼響應、臨界阻尼響應和欠阻尼響應。理論上說，臨界阻尼響應是理想的控制方式，這種響應方式既實現(xiàn)了控制的快速性又實現(xiàn)了控制的穩(wěn)定性；過阻尼響應是為了穩(wěn)定性犧牲快速性；欠阻尼響應則是為了快速性犧牲穩(wěn)定性。然而，臨界阻尼由于條件過于苛刻，在實際控制中是無法實現(xiàn)的。　　 

根據(jù)剩余的兩種響應曲線的特性，筆者認為CPU啟動時好使用欠阻尼響應曲線，其理由是：CPU啟動狀態(tài)下，對增塑劑積累時間的要求優(yōu)先于增塑劑含量的穩(wěn)定性；而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應曲線，此時對含量的穩(wěn)定要求優(yōu)先于積累的快速性。

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因此，利用S7-300啟動時的組織塊OB100在CPU啟動中只執(zhí)行一次的特性，對增塑劑伺服電機的控制方式依據(jù)機組不同的啟動狀態(tài)采取了不同響應曲線下的控制方法。具體來說，在CPU啟動時（此時增塑劑存儲量必定為零），通過啟動組織塊OB100中送出高速運轉命令至增塑劑伺服電機，使控制曲線成為欠阻尼響應狀態(tài)以實現(xiàn)對存儲器中增塑劑的快速積累。而在非CPU啟動狀態(tài)，控制增塑劑伺服電機的FC功能塊將送出普通速度命令，使控制曲線成為比較接近臨界阻尼的過阻尼響應狀態(tài)。　 

新的設計*避免了CPU重啟時帶來的增塑劑積累過慢的問題、減少了廢品數(shù)量，因此這樣的設計不會影響正常生產(chǎn)狀況時增塑劑含量的穩(wěn)定性?！　?nbsp;

(2) 對濾棒剔除支數(shù)的計算策略

在纖維濾棒成型機的生產(chǎn)中，為保證濾棒質(zhì)量，每當速度低于一定的設定值時，機組就會剔除此時的濾棒。此時機組的速度是不斷變化的，按通常方式無法計算出具體的剔除支數(shù)。這對統(tǒng)計生產(chǎn)效率帶來了相當?shù)睦щy?！　?nbsp;

筆者可以得到動態(tài)的車速反饋，但這條反饋曲線是不斷波動和變化的非線性曲線。對于非線性曲線，數(shù)學上只能夠采用面積積分求解的計算方法。對于此項目就是要求給出一定時間內(nèi)主電機的圓周行程，即機組一段時間內(nèi)所生產(chǎn)的濾棒長度?！?nbsp;

從這一角度出發(fā)，筆者考慮采用了對車速進行模擬積分的計算方法，即從積分的基本定義出發(fā)，求出剔除時間內(nèi)的濾棒生產(chǎn)長度L=Σ(Δv*Δt)，再除以單個濾棒長度得剔除支數(shù)的計算方法。

按照積分的定義要求，積分求解是在一定條件下才能夠成立。這個條件就是Δt要足夠的小即Δt→0。在實際過程中，近似認為Δt=20ms時可以滿足條件。此時，計算得出的濾棒支數(shù)與實際濾棒支數(shù)的誤差在±3支以內(nèi)。在精度上，以高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計（此時濾棒長度為120mm），±3支的精度是*可以滿足精度要求。所以筆者認為只要將Δt控制在20ms時就可以滿足積分求解的條件?！　?nbsp;

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應用
SIMATIC S7-1200 控制器用于處理機械設備制造和工廠建造中的開環(huán)和閉環(huán)控制任務。
由于具有模塊化的緊湊型設計，同時又具有高性能，SIMATIC S7-1200 適用于廣泛的自動化應用。其應用范圍從取代繼電器和接觸器，一直延伸到網(wǎng)絡中以及分布式結構內(nèi)的復雜自動化任務。
S7-1200 在先前出于經(jīng)濟原因而開發(fā)電子裝置的領域益得到應用。
例如，應用的例子包括：
• 貼片系統(tǒng)
• 傳送帶系統(tǒng)
• 電梯和自動扶梯
• 物料輸送設備
• 金屬加工機械
• 包裝機械
• 印刷機械
• 紡織機械
• 混合系統(tǒng)
• 淡水處理廠
• 污水處理廠
• 外置顯示器
• 配電站

200、300、400的區(qū)別是應用的規(guī)模上不同。在實際工程應用中200控制點數(shù)一般不會超過64個；300的系統(tǒng)一般不超過512個；400則基本上就是大型系統(tǒng)了上千點都平常。當然系統(tǒng)的控制點數(shù)是受限于CPU的尋址能力、存儲器容量和授權點數(shù)以及設計思想的。這些參數(shù)都可以查詢手冊得到。一般選擇的哪一個系列都要選擇在適中，不要讓你的系統(tǒng)工作在手冊說明的規(guī)模點數(shù)上限值附近。
200與300、400差別比較大；主要差別集中在編程工具上；因為300、400都可以使用step7編程，200使用的是MicroWin，界面差別很大。

200終究是小系統(tǒng)，沒有上位機的支持，總線通訊能力只支持從站方式，受限于自身的尋址能力、運算速度、所以應用范圍是小規(guī)模順序控制比較合適。
300、400系統(tǒng)可以遠程管理，通訊能力強支持以太網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線。上位機集控、顯示以及可以為更高層的ERP系統(tǒng)提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集等等。
400的特點是支持冗余，200、300系統(tǒng)不支持。

所以，200可以奠定你的編程邏輯基礎。學習300、400可以使你能做大型工程。
要想做好大型工程，還需要你對結構化編程思想、上位機軟件、現(xiàn)場總線調(diào)試、工控網(wǎng)絡、第三方設備集成都要熟練運用。

簡介西門子S7-300 PLC和70系列變頻器位置控制的應用

西門子股份公司是大的機電類公司之一，1847年由維爾納·馮·西門子建立。西門子是大的電氣和電子公司之一，也是中國著名和推崇和尊敬的企業(yè)公民之一。德國 西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器 在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域都有應用。西門子公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡 ，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡通信能力，功能更強，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC，小規(guī)模性能要求的PLC和中、高性能要求的PLC。

　　德國西門子S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)能滿足中等性能要求的應用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改；S7-300 PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線 系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。

一。 概述

　　在自動化控制領域中，相同功能有不同實現(xiàn)方式，針對不同的設備對精度和響應速度的要求，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實現(xiàn)的性價比。本文介紹的一種應用西門子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用。

二。 控制思路

　　橫移車是鋼管生產(chǎn)線中*的輔機設備，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，到位時準確停止。為了實現(xiàn) 定位還設有零位置傳感器，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的應用

　　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*橫移車的準確定位精度。

　　 定位過程如下：

　　首先設定好橫移車運行的一個方向為正方向，當橫移車向設定的位置運行時，高速計數(shù)器自動進行加/減速計數(shù)，在距離設定位置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。

• 室溫控制
• 加熱/冷卻系統(tǒng)控制
• 能源管理
• 消防系統(tǒng)
• 空調(diào)
• 照明控制
• 泵控制
• 安防/門禁系統(tǒng)

設計
SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：
• 性能分級的不同型號緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器。
• 各種信號板卡（模擬量和數(shù)字量），用于在 CPU 上進行經(jīng)濟的模塊化控制器擴展，同時節(jié)省安裝空間。
• 各種數(shù)字量和模擬量信號模塊。
• 各種通信模塊和處理器。
• 帶 4 個端口的以太網(wǎng)交換機，用于實現(xiàn)各種網(wǎng)絡拓撲
• SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊
• PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC
機械特性
• 堅固、緊湊的塑料機殼
• 連接和控制部件易于接觸，并由前蓋板提供保護
• 模擬量或數(shù)字量擴展模塊也具有可拆卸的連接端子
設備特性
• 標準：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產(chǎn)質(zhì)量管理體系已按照 ISO 9001 進行認證