西門子6ES7322-5FF00-0AB0

西門子PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟

1．根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動(dòng)作(動(dòng)作順序、動(dòng)作條件、必須的保護(hù)和連鎖等)、操作方式(手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單周期、單步等)。
 
 2．根據(jù)控制要求確定系統(tǒng)控制案。
 
 3．根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成方案和工藝要求確定系統(tǒng)運(yùn)行方式。
 
 4．根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I／0點(diǎn)數(shù)。

  5．選擇PLC。分配PLC的I／O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I／O連接圖
 
 6．進(jìn)行PLC的程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)(柜)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。
 
 7．聯(lián)機(jī)調(diào)試。如不滿足要求，再返回修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止。
 
 8．編制文件。交付使用。

西門子PLC控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1．當(dāng)成分A（B）泵工作時(shí)要求：1）成分A（B）的進(jìn)料閥已開，出料閥已開；2）攪拌桶未滿，攪拌的出料閥關(guān)閉；3）泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)*，沒有緊急停止動(dòng)作。

2．拌電機(jī)工作時(shí)的條件：1）攪拌桶未空，攪拌桶的出料閥關(guān)閉；2）攪拌馬達(dá)*，緊急停止沒有動(dòng)作。

3．開排放閥的條件：攪拌馬達(dá)停止，緊急停止沒有動(dòng)作。

系統(tǒng)中的液位開關(guān)讓操作者了解攪拌桶內(nèi)的液位情況，并且提供輸送泵和攪拌電機(jī)之間的連鎖關(guān)系。

電源模板  
 

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個(gè)。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現(xiàn)場設(shè)備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。
  • MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
  • 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
    “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
    例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
  • 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
    CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
  • 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
    • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
    • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
    • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
    • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
  • 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
    可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的化調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間多可以開啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

  通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

  SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

•  西門子6ES7322-5FF00-0AB0

•  

  硬件要求

  ? CPU 支持等時(shí)模式
  ? 主站或Profinet 主站支持等距總線周期
  ? IM151 支持等時(shí)模式
  特性
  1SSI 模塊可以根據(jù)不同的系統(tǒng)參數(shù)分配，工作在非等時(shí)和等時(shí)模式下
  在等時(shí)模式下，主站和1SSI模塊的數(shù)據(jù)交換和總線周期是同步的
  在等時(shí)模式下，所有的反饋?zhàn)止?jié)具有*性

  
  3．模塊接線圖

  接線規(guī)則

  電纜（端子1和5/端子4和8）必須是屏蔽雙絞線。

  端子圖如下：

  
  圖1

  注：1當(dāng)連接編碼器時(shí)，接線的極性要正確，否則會(huì)報(bào)編碼器錯(cuò)誤

  2短路電流保護(hù)-大0.5A

  4. 配置標(biāo)準(zhǔn)模式和快速模式

  簡介

  為了充分的利用SSI模塊的功能，根據(jù)不同的自動(dòng)化任務(wù)，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)和快速兩種模式。
  應(yīng)擁領(lǐng)域 模式

  應(yīng)擁領(lǐng)域	模式
  ¨位置點(diǎn)的監(jiān)控和檢測 長度測量、沿檢測、工件同步	標(biāo)準(zhǔn)
  閉環(huán)控制應(yīng)用，如作為實(shí)際值的路徑位置控制 快速檢測編碼器值	快速

  表1

   

  STEP 7 HW Config 組態(tài)1SSI
  (等時(shí)/非等時(shí)模式)
  從硬件目錄中選擇要使用的功能模塊
  對于標(biāo)準(zhǔn)模式，選擇訂貨號6ES7138-4DB03-0AB0	對于快速模式，選擇訂貨號6ES7138-4DB03-0AB0 Fast
  托拽1SSI模塊到相應(yīng)的槽中
  配置參數(shù)

  西門子6ES7322-1BL00-0AA0

  表2

   

  GSD 文件 組態(tài)1SSI
  (僅非等時(shí)模式)
  選擇1SSI模塊的GSD 文件
  對于標(biāo)準(zhǔn)模式，選擇訂貨號6ES7138-4DB03-0AB0	對于快速模式，選擇訂貨號6ES7138-4DB03-0AB0 Fast
  配置參數(shù)

  表3

   

  5．1SSI 功能

  5.1 編碼器值檢測

  值編碼器傳送信息偵中的編碼器值到1SSI 模塊。信息貞的傳送由1SS1進(jìn)行初始化。如下的方法可以使用：

  ? Free-wheeling
  ? Synchronous
  ? Isochronous
  在硬件配置的“Detection”參數(shù)中設(shè)置Free-wheeling 和synchronous 模式。這個(gè)參數(shù)只能工作在非等時(shí)模式下。

  
  圖2

  Free-Wheeling 方式
  在該模式下使用latch功能，能獲得大精確的數(shù)值。在每次的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)時(shí)間結(jié)束時(shí)，模塊開始傳送報(bào)文數(shù)據(jù)。與模塊的周期更新編碼器值是非同步的

  Synchronous 方式
  在該模式下可以檢測編碼器的實(shí)際值，能獲得大精確的數(shù)值。數(shù)據(jù)報(bào)文的傳送和模塊的更新周期是同步的

  Isochronous
  在該方式下，當(dāng)?shù)染嗫偩€周期激活時(shí)，編碼器值的檢測是自動(dòng)進(jìn)行的，DP 主戰(zhàn)和DP從占對于總線是同步的。

  5.2 格雷碼/二進(jìn)制碼 轉(zhuǎn)換
  當(dāng)設(shè)定為格雷碼時(shí)，值編碼器的格雷碼值被模塊轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制值；當(dāng)設(shè)定為二進(jìn)制碼時(shí)，值編碼器的值不進(jìn)行轉(zhuǎn)換

  5．3 傳送編碼器值和標(biāo)準(zhǔn)化
  1SSI模塊確定的位置值，與下列相關(guān)：

  ? 編碼器類型
  ? Trailing 位的個(gè)數(shù)
  ? 編碼器總的步數(shù)
  如：一個(gè)單圈的9位編碼器=512 步/轉(zhuǎn)設(shè)置如下的參數(shù):
  編碼器類型：SSI-13 位
  Trailing 位個(gè)數(shù)：4
  編碼器總的步數(shù)：512

  
  圖3

  當(dāng)不激活Scaling 選項(xiàng)時(shí)，按照下圖來評估位置：

  
  圖4

  當(dāng)激活Scaling 選項(xiàng)時(shí)，按照下圖來評估位置：

  
  圖5

  5.4 檢測方向和反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向

  方向檢測：運(yùn)動(dòng)方向的檢測可以由模塊的LED燈來顯示
  UP LED：編碼器的值由低到高
  DN LED：編碼器的值由高到低

  方向反轉(zhuǎn)：調(diào)整編碼器的運(yùn)動(dòng)方向（軸的運(yùn)動(dòng)方向）
  ? Off
  保持編碼器位置值傳送的方向
  ? On
  反轉(zhuǎn)編碼器的位置值的傳送方向。如：雖然編碼器的實(shí)際值在增加，但顯示的值在遞減

  5.5 比較器（僅在標(biāo)準(zhǔn)模式）
  編碼器的值可以與多兩個(gè)裝載的值進(jìn)行比較，比較結(jié)果存儲(chǔ)在模塊的反饋接口中。可以設(shè)定兩個(gè)比較值，在硬件組態(tài)中參數(shù)如下：

  
  圖6

  設(shè)定	比較結(jié)果（CMPx）
  inactive	編碼器值不進(jìn)行比較 反饋位CMPx=0
  Forward direction	編碼器值在上升的方向進(jìn)行比較（UP） 如果編碼器值≥比較值   CMPx=1 如果編碼器值<比較值   CMPx=0 如果方向向下，則CMPx保持不變 如果編碼器值沒有變化，則CMPx保持不變
  Backward direction	編碼器值在下降的方向進(jìn)行比較（DN） 如果編碼器值≤比較值   CMPx=1 如果編碼器值>比較值   CMPx=0 如果方向向上，則CMPx保持不變 如果編碼器值沒有變化，則CMPx保持不變
  In both directions	編碼器值在兩個(gè)方向進(jìn)行比較 如果方向向上： 如果編碼器值≥比較值   CMPx=1 如果編碼器值<比較值   CMPx=0 如果方向向下： 如果編碼器值≤比較值   CMPx=1 如果編碼器值>比較值   CMPx=0 如果編碼器值沒有變化，則CMPx保持不