CPU 1511-1 PN

根據(jù)污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)情況，主要有以下需求：

（1）需采用冗余系統(tǒng)、包括控制器冗余、電源冗余以及不間斷電源，保障在部分硬件出現(xiàn)故障能夠及時(shí)切換到備用模塊，在工廠出現(xiàn)斷電異常保障系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠且連續(xù)的運(yùn)行。

（2）IO點(diǎn)數(shù)有大于15%裕量。

（3）兩臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制柜可操作。

（4）中控室遠(yuǎn)程監(jiān)控以及操作，包含兩個(gè)操作員站以及一臺(tái)工程師站。

PLC系統(tǒng)主要材料選型表如下圖：

該自控系統(tǒng)最終設(shè)計(jì)采用包括：

（1）1515R冗余CPU，為了實(shí)現(xiàn)更高的可用性。在冗余操作的系統(tǒng)中，即使有個(gè)別自動(dòng)化組件出現(xiàn)故障也不會(huì)妨礙污水的連續(xù)處理。兩個(gè)CPU將并行處理相同的項(xiàng)目數(shù)據(jù)和相同的用戶程序。兩個(gè)CPU通過冗余連接進(jìn)行同步，如果一個(gè)CPU出現(xiàn)故障，另一個(gè)CPU就會(huì)接替它對(duì)整個(gè)自控系統(tǒng)進(jìn)行控制；

（2）ET200MP分布式遠(yuǎn)程IO控制站，PLC1柜主要控制污水收集至生化處理段工藝，PLC2柜主要控制沉淀工藝、添加劑處理以及污泥處理工藝段。

現(xiàn)場(chǎng)層的兩套分布式IO通過IM155-5 PN HF高性能接口模塊將IO模塊（具有 IP20 防護(hù)等級(jí)，采用和 S7-1500 相同的I/O 模塊，具有很好的通用性集成到各自的遠(yuǎn)程站）。

分布式設(shè)備通過PROFINET和上層的可編程控制器1515R冗余CPU實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)交換，開放的PROFINET通訊標(biāo)準(zhǔn)，給自動(dòng)化系統(tǒng)帶來靈活的連接方式。

統(tǒng)一的工程開發(fā)，透明的診斷，實(shí)現(xiàn)與PLC和HMI在博途中的集成；

（3）現(xiàn)場(chǎng)觸摸操作屏采用西門子TP1200精智12寸面板 ，與S7-1500控制器協(xié)同，將各個(gè)遠(yuǎn)程站的數(shù)據(jù)（包括流量、水質(zhì)、溶解氧、液位等）顯示在觸摸屏上面，可滿足實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并且遠(yuǎn)程點(diǎn)控設(shè)備，方便現(xiàn)場(chǎng)人員整體操控；

（4）中控室包括一臺(tái)工程師站和兩臺(tái)操作員站，采用編程組態(tài)軟件有：WinCC 7.4、博途V16.0。

其中WinCC集成圖形系統(tǒng)、報(bào)警消息系統(tǒng)、歸檔系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)以及腳本系統(tǒng)。

解決污水處理廠的流程顯示、組顯示、報(bào)表顯示、趨勢(shì)顯示、報(bào)警記錄等。

在各個(gè)操作站試圖中可以自動(dòng)控制、點(diǎn)動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，參數(shù)設(shè)置等。

CPU 1511-1 PN

一．項(xiàng)目介紹

1.功能介紹

通過S7-1500實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)化工程師廣為熟悉的’電機(jī)啟?？刂啤?邏輯。

2.軟硬件列表

注：

實(shí)例項(xiàng)目中的選型僅供參考，用戶務(wù)必根據(jù)實(shí)際要求選型。

有關(guān)硬件選型,請(qǐng)參考

3.所使用的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) :Windows7 Ultimate Service Pack1 32-bit

4.IO表

由于TIA Portal是基于符號(hào)的編程方式,在硬件清單確認(rèn)后可事先為所有信號(hào)定義好所用通道及編程中使用的符號(hào).

5.軟件安裝

硬件安裝

在安裝時(shí)如圖所示按圖號(hào)順序安裝，總結(jié)一句話就是：

先導(dǎo)軌，模塊先左后右裝，U塊勿忘模塊間。

接線

編輯項(xiàng)目

1.雙擊桌面上的

圖標(biāo)，打開STEP 7 Professional V12 軟件。

2.在歡迎界面中，我們點(diǎn)擊“創(chuàng)建新項(xiàng)目"，填寫項(xiàng)目名稱并選擇存放路徑后，請(qǐng)點(diǎn)擊 “創(chuàng)建"按鈕：

3.項(xiàng)目成功創(chuàng)建后，我們點(diǎn)擊左下角的“項(xiàng)目視圖"轉(zhuǎn)到編輯界面：

4.點(diǎn)擊項(xiàng)目名稱左邊的小箭頭展開項(xiàng)目樹，雙擊“添加新設(shè)備"

5.接下來我們先插入一個(gè)CPU1516-3PN/DP：

請(qǐng)依次點(diǎn)擊“控制器"、“SIMATIC S7-1500"、“CPU"、“CPU 1516-3PN/DP"左側(cè)的小箭頭展開項(xiàng)目樹，然后選擇PLC訂貨號(hào)“6ES7 516-3AN00-0BA0"，最后點(diǎn)擊“確認(rèn)"按鈕插入：

6.成功插入PLC后，STEP 7 Professional V12 軟件會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到設(shè)備視圖。

接下來我們要做的是在主機(jī)架上依次插入一個(gè)16通道的數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊和一個(gè)數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊。

首先，添加DQ模塊：

在“設(shè)備視圖"右側(cè)的產(chǎn)品目錄中，依次點(diǎn)擊“DQ"、“DQ 16*24VDC/0.5A ST"左側(cè)的小箭頭展開項(xiàng)目樹，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)中訂貨號(hào)“6ES7 522-1BH00-0AB0"，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將DQ模塊拖拽到2號(hào)槽位上，松開鼠標(biāo)：

7.現(xiàn)在我們?cè)俨迦胍粋€(gè)DI模塊：

在“設(shè)備視圖"右側(cè)的產(chǎn)品目錄中，依次點(diǎn)擊“DI"、“DI 16*24VDC HF"左側(cè)的小箭頭展開項(xiàng)目樹，然后用鼠標(biāo)點(diǎn)中訂貨號(hào)“6ES7 521-1BH00-0AB0"，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將DI模塊拖拽到3號(hào)槽位上，松開鼠標(biāo)：

8.設(shè)備組態(tài)至此已經(jīng)完成，在項(xiàng)目視圖下方的“設(shè)備概覽"中，我們可以查看到系統(tǒng)默認(rèn)分配的數(shù)字量輸出地址是QB0~QB1，數(shù)字量輸入的地址是IB0~IB1：

9.編寫變量表：

為了提高程序的可讀性，我們需要對(duì)I/Q地址起一些符號(hào)名。

----1.雙擊項(xiàng)目樹中的“顯示所有變量"

----2.在變量表中，我們定義地址I0.0的名稱是“Moto_Start", 地址I0.1的名稱是“Moto_Stop", 地址Q0.0的名稱是“Moto"。

10.接下來我們開始編程：

依次點(diǎn)擊軟件界面左側(cè)的項(xiàng)目樹中的“PLC_1[CPU 1516-3PN/DP]"、“程序塊"左側(cè)的小箭頭展開結(jié)構(gòu)，再雙擊“Main[OB1]"打開主程序：

11.我們現(xiàn)在開始編輯一個(gè)自鎖程序：

輸入點(diǎn)I0.0 用于啟動(dòng)電機(jī)，I0.1用于停止電機(jī)，電機(jī)啟停由輸出點(diǎn)Q0.0控制。

----1.從指令收藏夾中用鼠標(biāo)左擊選中常開觸點(diǎn)，按住鼠標(biāo)左鍵不放將其拖拽到綠色方點(diǎn)處：

----2.重復(fù)上述操作，在已插入的常開觸點(diǎn)下方再插入一個(gè)常開觸點(diǎn)：

----3.選中下面的常開觸點(diǎn)右側(cè)的雙箭頭，點(diǎn)擊收藏夾中的向上箭頭，連接能流：

----4.同理用拖拽的方法，在能流結(jié)合點(diǎn)后面再添加一個(gè)常閉觸電和輸出線圈：

單擊指令上方的，依次輸入地址I0.0，I0.1，Q0.0和Q0.0，如下圖所示：

----所有地址都填寫好后的效果如下圖：

下載項(xiàng)目

一、要對(duì)S7-1500進(jìn)行項(xiàng)目下載，我們首先要設(shè)置電腦網(wǎng)卡的IP地址。

由于在之前的項(xiàng)目組態(tài)中，CPU1516-3PN/DP的“PROFNET接口_1"的默認(rèn)的IP地址是192.168.0.1，因此我們要將電腦網(wǎng)卡的IP地址設(shè)為192.168.0.2。

----1.打開Windows 7 操作系統(tǒng)的控制面板，找到小圖標(biāo)視圖，單擊打開“Network and Sharing Center":

----2.點(diǎn)擊窗口左側(cè)的“Change Adapter settings":

----3.鼠標(biāo)右擊實(shí)際使用的本地連接，選擇屬性（Properties）

----4.在屬性窗口中：

選中“Internet Protocol Version 4(TCP/IPv4)"，再點(diǎn)擊屬性按鈕：

----5.在下面窗口中，我們選擇“使用下面IP地址"，填寫IP地址為:192.168.0.2，子網(wǎng)掩碼為：

255.255.255.0。

之后我們一次點(diǎn)擊“OK"按鈕依次確認(rèn)和關(guān)閉窗口。

二、STEP 7 Professional V12 軟件中的下載操作：

----1.我們先選中項(xiàng)目樹中的“PLC_1[CPU1516-3PN/DP]"，然后點(diǎn)擊“在線"下拉菜單中的“擴(kuò)展的下載到設(shè)備（X）…."

----2.

在“擴(kuò)展的下載到設(shè)備"窗口中：

--------a.選擇“PG/PC接口類型"為“PN/IE"

--------b.選擇“PG/PC 接口"為實(shí)際使用的網(wǎng)卡

--------c.選擇“子網(wǎng)的連接"為“插槽‘1X1處的方向"

----如果CPU1516-3PN/DP沒有出現(xiàn)在“目標(biāo)子網(wǎng)的兼容設(shè)備"窗口中，請(qǐng)您再勾選“顯示所有兼容的設(shè)備"

----CPU1516-3PN/DP出現(xiàn)在“目標(biāo)子網(wǎng)的兼容設(shè)備"窗口中后，我們就可以直接點(diǎn)擊“下載"按鈕執(zhí)行下載了。

調(diào)試PLC

此項(xiàng)目中的IO功能如下表所示：

(1)將PLC的模式開關(guān)設(shè)置為RUN，如下所示。

(2)按下連接在輸入點(diǎn)I0.0上的按鈕，即可看到輸出點(diǎn)Q0.0點(diǎn)亮了。

(3)按下連接在輸入點(diǎn)I0.1上的按鈕，即可看到輸出點(diǎn)Q0.0熄滅了。

至此，表明我們的程序和PLC運(yùn)行一切正常。

監(jiān)控變量狀態(tài)

利用監(jiān)控表可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控變量的功能，具體可以通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：

----（1）軟件中點(diǎn)擊“監(jiān)控與強(qiáng)制表"->“添加新監(jiān)控表"

----（2）在新建的監(jiān)控表中輸入我們想監(jiān)控的變量，如下所示：

小提示：

輸入變量時(shí)，直接在地址中輸入I0.0等即可。

----（3）接下來點(diǎn)擊監(jiān)控按鈕

，具體如下所示：

----（4）正常監(jiān)控后就可以在監(jiān)視值中看到相應(yīng)的數(shù)值：

（以下是啟動(dòng)按鈕未按下時(shí)的狀態(tài)）

以下是按下啟動(dòng)按鈕時(shí)的狀態(tài)

小提示：

如果僅僅是想監(jiān)視變量的狀態(tài)，利用變量表也可以實(shí)現(xiàn)類似的效果，如下所示：

在線監(jiān)控后如下所示：

監(jiān)控程序狀態(tài)

通過監(jiān)控程序的運(yùn)行狀態(tài)，可以幫助我們進(jìn)一步判斷程序的執(zhí)行情況。

----（1）先打開我們編寫好的程序，如下所示：

----（2）點(diǎn)擊軟件上部的監(jiān)控按鈕

，具體如下所示：

----（3）當(dāng)啟動(dòng)按鈕I0.0 未按下時(shí)，程序顯示如下：

----（4）啟動(dòng)按鈕I0.0按下時(shí)，程序顯示如下：

小提示：

綠色實(shí)線表示能流導(dǎo)通，藍(lán)色虛線表示能流未導(dǎo)通。

在線診斷查看模塊故障

利用在線診斷功能可以幫助我們看到現(xiàn)場(chǎng)模塊的實(shí)際狀態(tài)，比如說模塊是否運(yùn)行等。

----（1）通過點(diǎn)擊“設(shè)備組態(tài)"進(jìn)入如下的界面

----（2）點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)到在線"即可查看模塊狀態(tài)

----（3）正常在線后的狀態(tài)如下：

小提示：

（a）模塊上方的表示模塊正常

（b）點(diǎn)擊“轉(zhuǎn)到離線"即可退出監(jiān)控狀態(tài)