西門(mén)子模塊6ES7321-1CH20-0AA0

西門(mén)子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。西門(mén)子（SIMATIC）PLC的6代

　　1、西門(mén)子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器。

　　2、1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。

　　3、20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

　　4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)，其機(jī)型為：S7-200、300、400。

　　5、1996年，在過(guò)程控制領(lǐng)域，西門(mén)子公司又提出PCS7（過(guò)程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門(mén)子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。

　　6、西門(mén)子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。

　　由初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場(chǎng)，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對(duì)S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí)，它是西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)，功能的可編程控制器。

因?yàn)樽冾l器是斬波輸出，模擬的正弦波給電機(jī)，所以低頻時(shí)候，會(huì)因?yàn)檩敵雒}沖密度不夠，波形嚴(yán)重失真，這樣轉(zhuǎn)速很不穩(wěn)定，所以要盡量讓變頻器工作在低頻狀態(tài)，變頻器里邊也有了低頻率，啟動(dòng)頻率等參數(shù)選擇。

因?yàn)榭紤]到電機(jī)過(guò)載保護(hù)問(wèn)題，所以變頻器里邊會(huì)有過(guò)載過(guò)流保護(hù)這些參數(shù)設(shè)置，一般是根據(jù)電機(jī)額定電流的百分比來(lái)選擇的，比如150%，就是超過(guò)電機(jī)額定電流的1.5倍，過(guò)流保護(hù)就會(huì)動(dòng)作，這些要根據(jù)負(fù)荷大小來(lái)設(shè)定這這些保護(hù)值大小。

雖然變頻器設(shè)定好了就可以自動(dòng)運(yùn)行，但是人需要來(lái)控制它，所以有些參數(shù)是人機(jī)交換需要來(lái)設(shè)置的，比如人要讓變頻器進(jìn)入啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，往往是通過(guò)按面板或者外部按鈕來(lái)讓它啟動(dòng)的，這時(shí)候就有啟動(dòng)命令源參數(shù)設(shè)定了，看需要選擇面板或者外部端子來(lái)作為命令源。而啟動(dòng)以后，人需要調(diào)整不同的速度需要，就是要設(shè)定不同轉(zhuǎn)速，也可以通過(guò)面板給定或者外部端子來(lái)給定頻率值，所以就有頻率源的選擇。一邊外部調(diào)速，是以模擬量給定為主，比如通過(guò)一個(gè)電位器分壓來(lái)給到變頻器里邊，或者通過(guò)plc的模擬量輸出來(lái)給定，有些事多段速給定或者通訊給定，都需要根據(jù)變頻器的說(shuō)明書(shū)來(lái)調(diào)整的。

電機(jī)根據(jù)需要，還需要設(shè)定加減速時(shí)間的，負(fù)載重點(diǎn)的，可以設(shè)定加速時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)，負(fù)載輕點(diǎn)的，可以設(shè)定加速時(shí)間短一點(diǎn)。

一般上邊這些變頻器設(shè)定好，變頻器就可以使用了，有些特殊的場(chǎng)合，需要設(shè)定轉(zhuǎn)速表的給定方式，或者幾臺(tái)變頻器需要同步的，需要幾個(gè)變頻器互相給定頻率值。還需要選擇了矢量控制的模式，矢量控制，可以簡(jiǎn)單理解成一種精度要求高點(diǎn)的控制模式，現(xiàn)在一般都帶自動(dòng)整定電機(jī)參數(shù)了，接好線，設(shè)定好啟動(dòng)參數(shù)，直接啟動(dòng)就可以自動(dòng)調(diào)整匹配電機(jī)參數(shù)了。

變頻器設(shè)定好了，一般沒(méi)有問(wèn)題，連續(xù)運(yùn)行幾年是沒(méi)有問(wèn)題的，普通電工在維護(hù)時(shí)候，一般也就是看看電機(jī)的電流，電壓是否三相平衡，電機(jī)電流是否會(huì)過(guò)大，如果有報(bào)警，可以查報(bào)警手冊(cè)來(lái)找問(wèn)題。能維修的地方，也就是在保險(xiǎn)燒了，或者發(fā)現(xiàn)主回路短路了，更換一下IGBT模塊。電容老化了，容量下降，直接把母線電容更換掉。這些簡(jiǎn)單的維修知識(shí)，作為電氣工程師和一般電工是足夠的了，工廠并不需要細(xì)化到電路板上的維修，板子壞了，可以更換板子。

工作原理編輯當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

 西門(mén)子模塊6ES7321-1CH20-0AA0

從程序傳送存儲(chǔ)卡恢復(fù)程序

要將程序傳送卡的內(nèi)容復(fù)制到 PLC，必須在插入程序傳送卡的情況下對(duì) CPU

循環(huán)上電。然后 CPU 執(zhí)行以下任務(wù)：

1. 清空 RAM

2. 將用戶程序、系統(tǒng)塊（PLC 組態(tài)）以及數(shù)據(jù)塊從存儲(chǔ)卡復(fù)制到 CPU 存儲(chǔ)器。

復(fù)制操作進(jìn)行過(guò)程中，S7-200 SMART CPU 上的 STOP 和 RUN LED 交替閃爍。S7-

200 SMART CPU 完成復(fù)制操作后，LED 停止閃爍。

說(shuō)明

程序傳送卡兼容性

恢復(fù)在不同 CPU 型號(hào)上創(chuàng)建的程序傳送卡可能會(huì)因型號(hào)不同而失敗?；謴?fù)過(guò)程中，CPU

驗(yàn)證存儲(chǔ)于存儲(chǔ)卡的程序內(nèi)容的以下特性：

• 程序塊大小

• 在數(shù)據(jù)塊中 V 存儲(chǔ)器大小

• 在系統(tǒng)塊 (頁(yè) 135)中組態(tài)的板載數(shù)字量 I/O 數(shù)量

• 在系統(tǒng)塊組態(tài)的每個(gè)保持范圍

• 系統(tǒng)塊中的擴(kuò)展模塊和信號(hào)板組態(tài)

• 系統(tǒng)塊中的運(yùn)動(dòng)軸組態(tài)

• 強(qiáng)制的存儲(chǔ)器位置

說(shuō)明

除了將存儲(chǔ)卡用作程序傳送卡外，還可創(chuàng)建復(fù)位為出廠默認(rèn)存儲(chǔ)卡。

上電后恢復(fù)數(shù)據(jù)

CPU 上電時(shí)：

● CPU 從存儲(chǔ)器中恢復(fù)程序塊和系統(tǒng)塊。

● 多可恢復(fù) 10 KB 的保持性存儲(chǔ)器分配。

● 而 V 存儲(chǔ)器的非保持性部分將根據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容來(lái)恢復(fù)。

● 其它存儲(chǔ)區(qū)的非保持性部分則會(huì)被清空。

更改 CPU 的工作模式

CPU 有以下兩種工作模式： STOP 模式和 RUN 模式。CPU 正面的狀態(tài) LED

指示當(dāng)前工作模式。 在 STOP 模式下，CPU 不執(zhí)行任何程序，而用戶可以下載程序塊。

在 RUN 模式下，CPU 會(huì)執(zhí)行相關(guān)程序；但用戶仍可下載程序塊。

將 CPU 置于 RUN 模式

1. 在 PLC 菜單功能區(qū)或程序編輯器工具欄中單擊“運(yùn)行”(RUN) 按鈕：

2. 提示時(shí)，單擊“確定”(OK) 更改 CPU 的工作模式。

可監(jiān)視 STEP 7-Micro/WIN SMART 中的程序，方法是在“調(diào)試”(Debug)

菜單功能區(qū)或程序編輯器工具欄中單擊“程序狀態(tài)”(Program Status) 按鈕。

STEP 7-Micro/WIN SMART 顯示指令值。

2.3 通訊測(cè)試

由于“ ModbusTCP CP V4.3”選項(xiàng)包支持功能碼FC1，2，3，4，5，6，15，16，不同的功能碼測(cè)試過(guò)程中類似，因此下面以FC03(讀寫(xiě)保持寄存器)為例來(lái)說(shuō)明通訊測(cè)試的整個(gè)過(guò)程，對(duì)于其他功能碼的測(cè)試將不再重復(fù)描述，對(duì)于Modbus的數(shù)據(jù)類型可參考下表3：

表3 Modbus數(shù)據(jù)類型 

由于服務(wù)器主功能塊FB108“MODBUSCP”的參數(shù)需要初始化，因此分別在OB100及OB1中調(diào)用FB108，在OB100中調(diào)用FB108完成相關(guān)參數(shù)的初始化，FB108的管腳分分布如下圖10所示：

注意：在圖10中已經(jīng)填寫(xiě)的參數(shù)不需要初始化，在OB1調(diào)用賦值；而未填寫(xiě)的參數(shù)需要初始化，在OB100中調(diào)用完成。

打開(kāi)Modscan32軟件，在“Connection--->connect”中打開(kāi)連接屬性對(duì)話框，連接接口選擇“Remote TCP/IP Server”，IP Address分別填入CPU的IP地址

192.168.70.2，Service為遠(yuǎn)程服務(wù)器的端口502，在協(xié)議的選擇對(duì)話框中可以定義傳輸模式、通訊超時(shí)響應(yīng)時(shí)間，報(bào)文發(fā)送間隔及允許寫(xiě)多個(gè)保

持寄存器等，這里分別保持缺省設(shè)置即可，如下圖11所示：

圖18:對(duì)應(yīng)TCP通訊的Modscan32連接窗口

下載網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及程序到CPU中，使能參數(shù)ENQ_ENR=1，在 Modscan32的“Set up->Data Definition”中設(shè)置數(shù)據(jù)掃描周期、寄存器連接類型、起始地址、長(zhǎng)度等，如下圖11所示：

圖11 Modscan32中Modbus數(shù)據(jù)參數(shù)定義

之后在ModScan32中就可以建立和遠(yuǎn)程CP443-1 Server的連接了，在Netpro中可以看到連接已經(jīng)建立起來(lái)，如下圖12所示：

圖12 Modscan32激活與S7-400的連接

由于Modbus的內(nèi)部地址編排時(shí)基于數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層有一定的映射關(guān)系，因此Modbus的地址與SIMATIC中的DB塊的地址時(shí)按照一定的地址映射關(guān)系來(lái)相對(duì)應(yīng)，這樣造成了DB塊中有一定的地址偏移量，在本例中假設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)的定義如下圖21所示，其DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址如下圖13所示：

圖13本例中的數(shù)據(jù)區(qū)定義

圖14 DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址對(duì)應(yīng)關(guān)系 

在Step7的項(xiàng)目程序中新建一個(gè)變量監(jiān)控表，插入需要監(jiān)控的參數(shù)和數(shù)據(jù)區(qū)變量，可以看到ModScan32軟件與CP443-1的數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)建立起來(lái)了，雙方可以進(jìn)行正常的保持寄存器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作，如下圖15所示：

圖15 通訊連接建立