模擬量輸入模塊將來(lái)自過(guò)程的的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為可在控制器中進(jìn)行內(nèi)部處理的數(shù)字量信號(hào)。
該模塊具有如下特點(diǎn):
在生產(chǎn)工程中,針對(duì)分布式故障安全應(yīng)用而特別開發(fā)了SIMATIC S7故障安全型CPU和故障安全信號(hào)模塊SIMATIC ET200S、ET200pro、ET200eco和ET200M。 故障安全I(xiàn)/O具有模塊化結(jié)構(gòu),只有在實(shí)際需要時(shí)才能使用安全技術(shù)。 新系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的機(jī)電部件,例如:
安全技術(shù)(安全集成)是全集成自動(dòng)化的一個(gè)組件,它提供全集成的安全自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化(SIMATIC S7)。
當(dāng)今,標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化(傳統(tǒng)的PLC)和安全自動(dòng)化(機(jī)電結(jié)構(gòu))是彼此分開的,這兩種自動(dòng)化正成長(zhǎng)為一個(gè)統(tǒng)一的、集成的整體系統(tǒng)。
西門子作為一個(gè)自動(dòng)化技術(shù)完整提供商,可以提供全面的自動(dòng)化系統(tǒng)。
控制泵往復(fù)循環(huán)運(yùn)行的S200 PLC梯形圖程序
下面的PLC梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)泵每五分鐘工作一次,工作五分鐘后,再停五分鐘,循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。
圖1 泵往復(fù)循環(huán)工作的PLC梯形圖
圖1是用S7-200編寫的梯形圖,圖中用一個(gè)按鈕做電機(jī)運(yùn)行與停車開關(guān)(I 0.0)
動(dòng)作原理:PLC通電運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期,SM0.1=1,使M2.0=0電機(jī)不工作,按一下啟動(dòng)按鈕I0.0,SR觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),M2.0=1,使電機(jī)上電運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)使T100上電,延時(shí)5分鐘,T100吸合,其常閉點(diǎn)斷開,使電機(jī)停轉(zhuǎn),T100的常開觸點(diǎn)閉合,使T101上電開始延時(shí),延時(shí)5分鐘,T101吸合,其常閉觸點(diǎn)斷開,使T100斷電,T100斷電又使T101斷電,T101斷電其常閉點(diǎn)閉合,使電機(jī)又通電運(yùn)行………………,如此這樣電機(jī)運(yùn)行5分鐘停止5分鐘循環(huán)運(yùn)行。如果此時(shí)按一下I0.0,會(huì)使SR觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),使M2.0=0,電機(jī)停止工作。
西門子CPU1515-2PN主機(jī)
特別是,計(jì)數(shù)器模塊可以檢測(cè)快速高頻信號(hào),并將計(jì)數(shù)器讀數(shù)和當(dāng)前速度返回到控制器。計(jì)數(shù)器控制可通過(guò)數(shù)字量輸入和輸出信號(hào)來(lái)確保精確的計(jì)數(shù)器結(jié)果和系統(tǒng)中的快速響應(yīng)。通過(guò)大量參數(shù)設(shè)置選項(xiàng),可針對(duì)手邊的任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整,降低控制負(fù)荷。
提供有以下計(jì)數(shù)器模塊:
含在供貨范圍之內(nèi):
PLC加法指令使用說(shuō)明及指令要素
該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如表 1 所示。表 1 加法指令的要素
指令名稱
助記符
指令代碼位數(shù)
操作數(shù)范圍
程序步
S1(.)
S2(.)
D(.)
加法
ADD
ADD(P)
FNC20
(16/32)
K 、 H
KnX 、 KnY 、 KnM 、KnS
T 、 C 、 D 、 V 、 Z
KnY 、 KnM、 KnS
T 、 C 、D 、 V 、Z
ADD 、 ADDP…7步
DADD 、DADDP…13 步
ADD 加法指令是將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加,結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中去。 ADD 加法指令的說(shuō)明如圖 1表示。
圖圖1 加法指令使用說(shuō)明
當(dāng)執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時(shí), [D10]+[D12] → [D14] 。運(yùn)算是代數(shù)運(yùn)算,如 5+ ( -8 ) =-3 。
ADD 加法指令有 3 個(gè)常用標(biāo)志。 M8020 為零標(biāo)志, M8021 為借位標(biāo)志, M8022 為進(jìn)位標(biāo)志。
如果運(yùn)算結(jié)果為 0 ,則零標(biāo)志 M8020 置 1 ;如果運(yùn)算結(jié)果超過(guò) 32767 ( 16 位)或 2147483647 ( 32位),則進(jìn)位標(biāo)志 M8022 置 1 ;如果運(yùn)算結(jié)果小于 -32767 ( 16 位)或 -2147483647 ( 32 位),則借位標(biāo)志M8021 置 1 。
在 32 為運(yùn)算中,被指定的字元件是低 16 位元件,而下一個(gè)元件為高 16 位元件。
源和目標(biāo)可以用相同的元件號(hào)。若源和目標(biāo)元件號(hào)相同而采用連續(xù)執(zhí)行的 ADD 、( D ) ADD 指令時(shí),加法的結(jié)果在每個(gè)掃描周期都會(huì)改變。
書本型PM340
Sinamics S120 單軸交流變頻器的功率模塊(即:電源模塊+電機(jī)模塊)有兩種形式: 模塊型功率模塊PM340,裝機(jī)裝柜型功率模塊PM340
即AC-AC型變頻器
書本型PM340 功率范圍 0.12KW-90KW
裝機(jī)裝柜型PM340 功率范圍 110KW-250KW
書本型PM340
· 1個(gè)電源進(jìn)線連接
· PM-IF接口用于書本型PM340與CU310/SIMOTION D410控制單元或CUA31/CUA32控制單元適配器進(jìn)行連接,書本型PM340同時(shí)通過(guò)一個(gè)集成的電源接口為控制單元供電
· 連接外部制動(dòng)電阻的接口(PM340內(nèi)部含有制動(dòng)單元)
· 用于控制抱閘的安全抱閘輸出繼電器和抱閘繼電器的驅(qū)動(dòng)電路
· 2個(gè)PE連接
不帶集成濾波器的書本型PM340既可以用于接地的電源系統(tǒng)(TN,TT),也可以用于中性點(diǎn)不接地的電源系統(tǒng)(IT).
帶有集成濾波器的PM340只適合在TN電源系統(tǒng)中應(yīng)用
使用集成的制動(dòng)單元時(shí),必須監(jiān)控外部制動(dòng)電阻的溫度
裝機(jī)裝柜型PM340
裝機(jī)裝柜型PM340提供以下標(biāo)準(zhǔn)接口
· 1個(gè)電源進(jìn)線連接
· 2個(gè)直流母線連接,用于連接制動(dòng)模塊等
· 3個(gè)DRIVE-CLIQ插槽
· 1個(gè)安全停車功能端子輸入接口
· 1個(gè)溫度傳感器接口
· 1個(gè)24V DC電源接口
· 2個(gè)PE接口
CU310控制單元可直接安裝在裝機(jī)裝柜型的PM340上。
裝機(jī)裝柜型PM340包括以下附件
· 1根DRIVE-CLIQ 電纜,用于連接CU310/SIMOTION D410
· 1根24V電纜,用于連接CU310/SIMOTION D410
· 一個(gè)安裝支架,用于安裝CU310/SIMOTION D410控制單元
CF 卡上提供有 SIMOTION D 的基本功能,并可加電時(shí)加載?;竟δ馨ǎ?
如果需要,此基本功能可通過(guò)可加載的技術(shù)軟件包進(jìn)行擴(kuò)展。
SIMOTION 的一個(gè)特性就是,它的基本功能可通過(guò)裝載技術(shù)功能包來(lái)擴(kuò)展,如:
由于技術(shù)功能具有模塊化許可,僅需支付實(shí)際將會(huì)使用的部分。
硬件支持的浮點(diǎn)運(yùn)算能夠有效使用復(fù)雜運(yùn)算功能。
快速指令執(zhí)行在中等到高等性能中開辟了全新的應(yīng)用可能性。
SIMOTION SCOUT是一個(gè)有效且用戶界面友好的工程工具。它是從配置和參數(shù)化,到編程,再到測(cè)試及診斷的所有工程步驟的集成系統(tǒng)。提示、使用對(duì)話框以及向?qū)У膱D形操作提示,以及用于編程的,基于測(cè)試的圖形語(yǔ)言,顯著減少了熟悉及練習(xí)時(shí)間。
SIMOTION D 的基本功能中集成了支持與 HMI 設(shè)備進(jìn)行用戶友好的數(shù)據(jù)交換的通訊。
操作員控制與監(jiān)視可使用 TP(觸摸面板)、OP(操作員面板)或 MP(多功能面板)等 SIMATIC HMI 設(shè)備來(lái)完成。
這些設(shè)備可通過(guò) PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)或 PROFINET 接口與 SIMOTION D 相連,并可使用 WinCC flexible 進(jìn)行組態(tài)。
V7.0 或更高版本的 SCADA system WinCC 具有一個(gè) SIMOTION 通道,作為標(biāo)準(zhǔn),在 WinCC DVD 上提供。
由于具有 SIMATIC NET 通信軟件,可于從其它基于 Windows 的人機(jī)界面(HMI)系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)開放的、標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 接口。
SIMOTION IT 為 SIMOTION D 提供了一個(gè)集成 Web 器,可在該器上存儲(chǔ)用戶專用 Web 頁(yè)面等。
可對(duì)控制單元變量進(jìn)行讀寫訪問(wèn)。通過(guò) Java Script 或 Applet,也可在 Web 頁(yè)面中執(zhí)行有效的操作與顯示功能,這些功能可在一個(gè)帶有因特網(wǎng)瀏覽器的客戶端 PC 上執(zhí)行。
由于其集成接口,SIMOTION D 支持過(guò)程與數(shù)據(jù)通訊。
帶 IRT 的 PROFINET IO,用于運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。除了循環(huán)時(shí)鐘同步,短 250 μs 的周期時(shí)間以及安全相關(guān)的通信接口 (PROFIsafe)、PROFINET 接口(SIMOTION D 控制單元上)也支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。
提供有 SIMOTION SCOUT 工程師站,用于用戶友好的通訊組態(tài)和診斷。
利用 SINAMICS S120 的集成安全功能,SIMOTION D 可提供切實(shí)有效的人員與機(jī)器保護(hù)。
目前提供有以下集成安全功能,可用于集成 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜:(術(shù)語(yǔ)符合 IEC 61800-5-2)
可通過(guò)以下方法來(lái)激活集成安全功能:
安全集成功能通過(guò)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn),因此與帶外部實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的解決方案相比,具有較短的響應(yīng)時(shí)間。
通過(guò)“PROFINET with PROFIsafe”或“PROFIBUS with PROFIsafe”安全通訊,激活集成安全功能。使用一個(gè)通過(guò) PROFINET 或 PROFIBUS 連接的 F-CPU(如 SIMATIC S7-300 F-CPU),即可實(shí)現(xiàn)控制(F 邏輯)。
將集成安全功能從 SIMOTION D410-2 和 D4x5-2 控制單元傳送至以下變頻器:
注意
若要了解可能的拓?fù)?、軸數(shù)量結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)組件的詳細(xì)信息,請(qǐng)與當(dāng)?shù)氐奈鏖T子銷售辦事處聯(lián)系。
有關(guān)詳細(xì)信息,請(qǐng)參見《 SIMOTION D 調(diào)試手冊(cè)》以及 SINAMICS 文檔。
SIMATIC S7-300 的 I/O 模塊:
數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務(wù)。 可通過(guò)這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。
使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點(diǎn):
數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性:
緊湊型設(shè)計(jì)
堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括:
安裝方便
模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過(guò)總線連接器連接到相鄰模塊。沒(méi)有插槽規(guī)則;輸入地址由插槽決定。
當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時(shí),可以對(duì)數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔,而不會(huì)有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。
方便用戶接線
裝置單元通過(guò)連接器連接。當(dāng)連接模塊時(shí),編碼設(shè)備鎖定在連接器中,這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時(shí),對(duì)于新的同類型模塊,可原封不動(dòng)
西門子S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇
S7-200的端口是不隔離的,如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離,應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM277。
注意:
●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過(guò)連接電纜。
●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。
●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位,或者彼此隔離,來(lái)避免產(chǎn)生這種不希望的電流。
為網(wǎng)絡(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類型
網(wǎng)段的大長(zhǎng)度取決于兩個(gè)因素:隔離(用RS-485中繼器)和波特率。但連接具有不同電位的設(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點(diǎn)之間的距離很遠(yuǎn)時(shí),有可能具有不同的地電位。即使距離較近,大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。
表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的大長(zhǎng)度
波特率
非隔離CPU口1
有中繼器的CPU口或者EM277
9.6K到187.5K
50m
1000m
500k
不支持
400m
1M到1.5M
不支持
200m
3M到12M
不支持
100m
1 如果不是用隔離端和中繼器,允許的大距離為50m。測(cè)量該距離時(shí),從網(wǎng)段的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始。到網(wǎng)段的后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器
RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了:
●增加網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度:在網(wǎng)絡(luò)中使用一個(gè)中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)展50m。如果使用兩個(gè)中繼器而且中間沒(méi)有其他節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)的通訊距離按照所使用的波特率擴(kuò)展一個(gè)網(wǎng)段的長(zhǎng)度。在一個(gè)串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,多可以使用9個(gè)中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度不能超過(guò)9600m.
●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備:在9600的波特率下。50米距離之內(nèi),一個(gè)網(wǎng)段多可以連接32個(gè)設(shè)備,使用一個(gè)中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個(gè)設(shè)備。
●在不同的網(wǎng)段之間電隔離:如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位,將他們隔離會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量。
一個(gè)中繼器在網(wǎng)絡(luò)中被算作網(wǎng)段的一個(gè)節(jié)點(diǎn),但沒(méi)有被指定站地址。