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 順序控制繼電器（SCR）指令是基于SFC的編程方式，使用順序控制繼電器（S0.0~S31.7），依據(jù)被控對象的順序功能圖進行編程，將邏輯程序劃分為LSCR與SCRE之間的若干個SCR段，一個SCR程序段對應順序功能圖中的一個程序步，從而實現(xiàn)順序控制。

s7-200PLC單流程程序梯形圖舉例

  1. PLC控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容

（1）根據(jù)設計任務書，進行工藝分析，并確定控制方案，它是設計的依據(jù)。

（2）選擇輸入設備（如按鈕、開關、傳感器等）和輸出設備（如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機構）。

（3）選定PLC的型號（包括機型、容量、I/O模塊和電源等）。

（4）分配PLC的I/O點，繪制PLC的I/O硬件接線圖。

（5）編寫程序并調試。

（6）設計控制系統(tǒng)的操作臺、電氣控制柜等以及安裝接線圖。

（7）編寫設計說明書和使用說明書。

2. PLC控制系統(tǒng)設計步驟

（1）工藝分析

深入了解控制對象的工藝過程、工作特點、控制要求，并劃分控制的各個階段，歸納各個階段的特點，和各階段之間的轉換條件，畫出控制流程圖或功能流程圖。

（2）選擇合適的PLC類型

在選擇PLC機型時，主要考慮下面幾點：

1功能的選擇。 對于小型的PLC主要考慮I/O擴展模塊、A/D與D/A模塊以及指令功能（如中斷、PID等）。

2I/O點數(shù)的確定。 統(tǒng)計被控制系統(tǒng)的開關量、模擬量的I/O點數(shù)，并考慮以后的擴充（一般加上10%～20%的備用量），從而選擇PLC的I/O點數(shù)和輸出規(guī)格。

3內(nèi)存的估算。 用戶程序所需的內(nèi)存容量主要與系統(tǒng)的I/O點數(shù)、控制要求、程序結構長短等因素有關。一般可按下式估算：存儲容量=開關量輸入點數(shù)×10+開關量輸出點數(shù)×8+模擬通道數(shù)×100+定時器/計數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個數(shù)×300+備用量。

（3）分配I/O點。 分配PLC的輸入/輸出點，編寫輸入/輸出分配表或畫出輸入/輸出端子的接線圖，接著就可以進行PLC程序設計，同時進行控制柜或操作臺的設計和現(xiàn)場施工。

（4）程序設計。 對于較復雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫出控制流程圖或功能流程圖，然后設計出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫語句表程序清單，對程序進行模擬調試和修改，直到滿足控制要求為止。

（5）控制柜或操作臺的設計和現(xiàn)場施工。 設計控制柜及操作臺的電器布置圖及安裝接線圖；設計控制系統(tǒng)各部分的電氣互鎖圖；根據(jù)圖紙進行現(xiàn)場接線，并檢查。

（6）應用系統(tǒng)整體調試。如果控制系統(tǒng)由幾個部分組成，則應先作局部調試，然后再進行整體調試；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調試，然后連接起來總調。

（7）編制技術文件。技術文件應包括：可編程控制器的外部接線圖等電氣圖紙，電器布置圖，電器元件明細表，順序功能圖，帶注釋的梯形圖和說明

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1                     摘要

本文主要介紹了如何使用CPU 1215C通過PROFINET 連接SINAMICS V90伺服系統(tǒng)實現(xiàn)位置閉環(huán)控制。其中對S7-1200 V4固件版本的運動控制功能、工藝對象的組態(tài)和V90 PN的相關參數(shù)設置作了簡要介紹。

2                     簡介

2.1                 S7-1200運動控制功能

2.1.1               S7-1200 V3.0 固件

S7-1200 CPU固件版本從V3.0開始已經(jīng)支持多4路PTO輸出，以CPU1214C（6ES7214-1AG31-0XB0）為例，其CPU本體支持4路PTO輸出，其中PTO 1、PTO 2的頻率范圍為 2 Hz ≤ f ≤ 100 kHz，PTO 3 、PTO 4的頻率范圍為2 Hz ≤ f ≤ 20 kHz。

2.1.2               S7-1200 V4.0 固件

S7-1200 CPU V4.0固件版本雖然也只支持4路PTO輸出，但是PTO的信號類型可以進行選擇，支持的信號類型見表2-1 PTO 信號類型所示。

表2-1 PTO信號類型

V4.0固件版本的CPU高速脈沖信號發(fā)生器輸出地址可以自由分配給PTO，輸出地址分配與輸出頻率范圍見表2-2 脈沖信號發(fā)生器地址分配所示。

表2-2 脈沖信號發(fā)生器地址分配

以CPU1214C CPU本體輸出地址(6ES7214-1AG40-0XB0)為例，示例幾種可能的PTO信號類型組合方式，見表2-3 脈沖方向組態(tài)所示：

l  示例1：4-100kHz PTO，不帶方向輸出。

l  示例2：2-100kHz PTO 和 2-20kHz PTO，脈沖A+方向B輸出。

l  示例3：4-100kHz PTO，脈沖A+方向B輸出，其中脈沖A 100kHz，方向B 20kHz。

表2-3 脈沖方向組態(tài)

2.1.3               S7-1200 V4.1 固件

S7-1200 CPU V4.1固件版本起不僅支持通過PTO輸出方式對伺服電機進行開環(huán)控制，而且支持通過PROFIdrive或者模擬量輸出（AQ）方式對伺服電機進行閉環(huán)控制，見表2-4驅動器連接方式所示。本文中例子就是使用PROFIdrive方式對SINAMICS V90 PN進行閉環(huán)控制。

表2-4 驅動器連接方式

2.2                 SINAMICS V90 PN

SINAMICS V90 是西門子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)。SINAMICS V90 驅動器與 SIMOTICS S-1FL6 電機組成的伺服系統(tǒng)是面向標準通用伺服市場的驅動產(chǎn)品，覆蓋0.05kW～7kw 功率范圍。

2016 年 7 月底，推出了帶PROFINET 接口的 V90 驅動器，配合SIEMENS PLC, 能夠組成一套完善的、經(jīng)濟的、可靠的運動控制解決方案。SINAMICS V90 PROFINET (PN) 版本有 2個RJ45 接口用于與 PLC 的 PROFINET 通信連接，支持 PROFIdrive 運動控制協(xié)議。它也可以集成到博途中與 S7-1200，S7-1500 連接。

注意：

(1) SINAMICS V90 PN 支持 SIMATIC PLC 的工藝對象(TO)，可通過 TO 實現(xiàn)位置及速度的控制，如 S7-1500 T-CPU, S7-1500 及 S7-1200。

(2) SINAMICS V90 PN 版本獨立于當前的 SINAMCIS V90 脈沖串的控制器，它不支持 PTI、脈沖加方向、模擬量和USS/Modbus RTU 通信等控制方式。

(3) SINAMICS V90 PN 只支持 PROFINET 通信，支持西門子標準報文 1，2，3，5，102，105，支持 DSC控制。本例中 SINAMICS V90 PN 需要選擇標準報文3。

2.3                 PROFINET 通信

PROFINET IO 是一種基于以太網(wǎng)的實時協(xié)議。在工業(yè)自動化應用中作為高級網(wǎng)絡使用。一個完整的POFINET IO 網(wǎng)絡包括以下設備：

l  IO 控制器：典型的是 PLC，用于控制整個系統(tǒng)

l  IO 設備：一個分散式 IO 設備（例如，編碼器，傳感器），通過 IO 控制器控制

l  IO 檢測器：HMI（人機接口）或個人計算機，用于診斷或調試

PROFINET 提供兩種實時通信，PROFINET IO RT（實時）和 PROFINET IO IRT（等時實時）。實時通道用于 IO 數(shù)據(jù)和報警的傳輸。在 PROFINET IO RT 通道中，實時數(shù)據(jù)通過優(yōu)先以太網(wǎng)幀進行傳輸。沒有特殊的硬件要求。

SINAMICS V90 PN基于PROFINET IO RT（實時），其循環(huán)周期可達到 4 ms。基于PROFINET IO IRT 通道可用于傳輸具有更加精確時間要求的數(shù)據(jù)。其循環(huán)周期可達 2 ms，但需要具有特殊硬件的 IO 設備和開關的支持。

所有的診斷和配置數(shù)據(jù)通過非實時（NRT）通道進行傳輸。使用 TCP/IP 協(xié)議。因而，沒有可確定的循環(huán)周期，其循環(huán)周期可能超過 100 ms。

SIMATIC S7-1200 目前僅支持PROFINET IO RT 通訊，所以后面章節(jié)所講的與 SINAMICS V90 PN 連接做位置控制是通過PROFINET IO RT 通訊來實現(xiàn)的