三相异步电动机可逆运行能耗制动控制(S7-200系列PLC).doc

三相异步电动机可逆运行能耗制动控制(S7-200系列PLC)解：1） I/O编址：I0.1SB1停车 I0.4FR过载保护 Q0.1KM1线圈I0.2SB2正转 Q0.2KM2线圈I0.3SB3反转 Q0.3KM3线圈2） KT的对应指令选定时器：T37（100ms时基接通延时定时器） 设定时时间：PT=100（定时时间10s） 2）梯形图（注意：I0.4过载保护设为常开触点） 说明：在控制线路中，设置有KT的瞬动触点与KM3辅助常开触点串联，在PLC控制中，定时器是软器件，不存在机械故障的问题，所以不必设KT的瞬动触点。 如果直接翻译，则根据定时器的工作时序，在Q0.3的自锁支路上串联的应是T37的常闭触点。3）I/O端子接线图(略)多路定时器多台电动机的顺序循环控制(S7-200系列PLC)控制要求：（1）由运行开关控制：“1”= 起动，“0”= 停止 （2）控制时序图：No1设备ONONNo2设备ONONNo3设备ONONONNo4设备ONONONNo5设备ONON 时间t（s）0 20 40 60 80解：1） I/O编址： I0.0 运行开关 定时器：T37 PT=800 Q0.11#设备 Q0.22#设备 Q0.33#设备 Q0.44#设备 Q0.55#设备2） 梯形图：如图8-3-14 （a）所示。这里，利用了比较指令进行各时段的控制，非常方便3） I/O端子接线图(略)。S7-200PLC的PPI协议及其开发实例通过硬件和软件侦听的方法，分析PLC内部固有的PPI通讯协议，然后上位机采用VB编程，遵循PPI通讯协议，读写PLC数据，实现人机操作任务。这种通讯方法，与一般的自由通讯协议相比，省略了PLC的通讯程序编写，只需编写上位机的通讯程序资源S7-226的编程口物理层为RS-485结构，SIEMENS提供MicroWin软件，采用的是PPI(PointtoPoint)协议，可以用来传输、调试PLC程序。在现场应用中，当需要PLC与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者首先定义自己的自由通讯格式，在PLC中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。采用这种方式，PLC编程调试较为烦琐，占用PLC的软件中断和代码资源，而且当PLC的通讯口定义为自由通讯口时，PLC的编程软件无法对PLC进行监控，给PLC程序调试带来不便。SIEMENSS7-200PLC的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为PPI协议，如果上位机遵循PPI协议来读写PLC，就可以省略编写PLC的通讯代码。如何获得PPI协议？可以在PLC的编程软件读写PLC数据时，利用第三个串口侦听PLC的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，然后归纳总结，解析出PPI协议的数据读写报文。这样，上位机遵循PPI协议，就可以便利的读写PLC内部的数据，实现上位机的人机操作功能。软件设计系统中测控任务由SIEMENSS7-226PLC完成，PLC采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或PID控制任务，完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用VB编制，利用MSComm控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为PPI协议。PPI协议西门子的PPI（PointtoPoint）通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，PLC作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，PLC则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写5。其通讯数据报文格式大致有以下几类：1、读写申请的数据格式如下：SDLELERSDDASAFCDASPSSAPDUFCSEDSD:(StartDelimiter)开始定界符(68H)LE:（Length）报文数据长度LER:（RepeatedLength）重复数据长度SD:(StartDelimiter)开始定界符(68H)SA:（SourceAddress）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8DA:（DestinationAddress）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8FC:（FunctionCode）功能码DSAP:（DestinationServiceAccessPoint）目的服务存取点SSAP:（SourceServiceAccessPoint）源服务存取点DU:（DataUnit）数据单元FCS:（FrameCheckSequence）校验码ED:（EndDelimiter）结束分界符（16H）报文数据长度和重复数据长度为自DA至DU的数据长度，校验码为DA至DU数据的和校验，只取其中的末字节值。在读写PLC的变量数据中，读数据的功能码为6CH，写数据的功能码为7CH。2、PLC接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为E5H3、确认读写命令的数据格式为：SDSADAFCFCSED其中SD为起始符，为10HSA为数据源地址DA为目的地址FC为功能码，取5CHFCS为SA+DA+FC的和的末字节ED为结束符，取16HPPI协议的软件编制在采用上位机与PLC通讯时，上位机采用VB编程，计算机采用PPI电缆或普通的485串口卡与PLC的编程口连接，通讯系统采用主从结构，上位机遵循PPI协议格式，发出读写申请，PLC返回相应的数据。程序实现如下：1、串口初始化程序：MSComm1.CommPort=1MSComm1.Settings=9600,e,8,1MSComm1.InputLen=0MSComm1.RThreshold=1MSComm1.InputMode=comInputModeBinaryPPI协议定义串口为以二进制形式收发数据，这样报文的通讯效率比ASCII码高。2、串口读取数据程序，以读取VB100数据单元为例：DimStr_Read(0To32)定义发送的数据为字节为元素的数组。Str_Read(32)=&H16相应的数组元素赋值，按照以下格式：Str_Read(29)=(100*8)256地址为指针值，先取高位地址指针Str_Read(30)=(100*8)Mod256取低位地址指针Str_Read(24)=1读取的数据长度（Byte的个数）ForI=4to30Temp_FCS=Temp_FCS+Str_Read(i)NextIStr_Read(31)=Temp_FCSMod256计算FCS校验码，其它数组元素赋值省略。681B1B68206C32100000E004112A10201018403208B16PLC返回数据E5后，确认读取命令，发送以下数据：10205C5E16然后上位机VB程序接受到以下数据：68161668028323000002050041FF408227816首先识别目标地址和源地址，确认是这次申请的返回数据，然后经过校验检查，正确后解析出第26号数据（&H22）即为VB100字节的数据。3、串口写入数据程序，以写VB100数据单元为例：DimStr_Write(0To37)定义发送的数据为字节为元素的数组。Str_Write(37)=&H16相应的数组元素赋值，按照以下格式Str_Write(35)=&H10要写入的数据值68202068207C32100000E055112A10201018403200408CB916PLC返回数据E5后，确认写入命令，发送以下数据：10205C5E16然后上位机VB程序接受到以下数据：68121268028323000002010051FF4716这是PLC正确接收并写入信息的返回数据。4、串口接收程序：在数据接收程序中，利用VB中MSComm控件，一次接收缓冲区中的全部数据，存放到数组形式的暂存单元中，然后分析每个元素的值，得到读写的数据。DimRCV_Array()AsByteDimDis_ArrayAsStringDimRCV_LenAsLongRCV_Array=MSComm1.Input取出串口接收缓冲器的数据。RCV_Len=UBound(RCV_Array)ReDimTemp(0ToUBound(RCV_Array)Fori=0ToRCV_LenDis_Array=Dis_Array&Hex(RCV_Array(i)&NextiText1.Text=Dis_Array接收到的数据送显示。在程序的读写过程中，一次最大可以读写222个字节，目前给出的数据读写为整数格式。数据类型Str_Read（27）S04HSM05HI81HQ82HM83HV84H以上程序，是以读写PLC的V变量区为例，利用PPI协议还可以读写S7-200PLC中的各种类型数据，包括I、Q、SM、M、V、T、C、S等数据类型，能够直接读出以上变量中的位、字节、字、双字等，其中读位变量时，是读取该位所在的字节值，然后上位机自动识别出该位的值。按照读写的数据类型，其中Str_Read（27）的值各不同：在控制系统中，PLC与上位计算机的通讯，采用了PPI通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次PLC。PLC编程时，将要读取的检测值、输出值等数据，存放在PLC的一个连续的变量区中，当上位机读取PLC的数据时，就可以一次读出这组连续的数据，减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时，进行写数据的通讯操作。S7-200 PLC模拟量经验谈1、软件环境STEP7 MICROWIN.2、西门子S7-200的模拟量模块：模拟扩展模块定货号定货号定货号扩展模块EM输入EM输出可拆卸连接器6ES7 231-OHC22-OXAOEM 231模拟输出，4输入4否6ES7 232-OHB22-OXAOE M 232模拟输出，2输出2否6ES7 235-OKD22-OXAOEM 235模拟量混合模块，4输入/1输出41否3、模拟量输入、输出格式：输入模拟量在程序中的寄存器，离CPU模块由近到远依次AIW0、AIW2、AIW4， 每个通道是两个字节，单极性原始采集值032768，灵敏度1/4000；双极性原始采集值32000，灵敏度04000输出拟量在程序中的寄存器，离CPU模块由近到远依次AQW0、AQW2、AQW4， 每个通道是两个字节，数值特性与上类同。4、模拟模块的量程使用DIP开关组态输入通道配置EM231配置EM2355、模拟量抗干扰方法：采用下列方法确保安装正确、可靠:l 确保24 VDC传感器电源无噪声、稳定，远离变频器、变压器。l 传感器线尽可能短。l 传感器线使用屏蔽的双绞线。l 仅在传感器侧将屏蔽接终端。l 未用通道应短接，l 避免将导线弯成锐角。l 使用电缆槽进行敷线。l 避免将信号线，、高能量线平行布置。若两条线必须重合，应以直角度相交。l 通过隔离输入信号或输入信号参考于模拟量模块外部24 V电源的公共端，即电源端子M、输入通道A-、-等相连，确保输入信号范围在技术规范所规定的共模电压之内。S7 PLC如何同西门子调速器采用PROFIBUS-DP通讯一、目的PROFIBUS作为一种广泛应用的现场总线标准，在控制系统中占有极其重要的地位。随着智能化调速器的不断发展，其同上位机之间的高速通讯也成为市场的迫切需求。虽然我们可以采用USS协议将PLC同SIEMENS调速器连接起来，但是对于大、中型控制系统，它的数据吞吐能力以及协议可靠性已经不能满足要求。因此采用PROFIBUS总线系统实现PLC同调速器的通讯连接，可以极大地提高我们控制系统的设计水平和产品档次。二、硬件连接1、CBP的安装CBP为Master系列调速器的PROFIBUS接口板。先将电子箱中的主电子板取出，将LBA总线装入，再将主电子板插回。然后把CBP装在ADB适配板上，插入电子箱并固定。2、PLC的安装PLC安装方式如下图：3、通讯线路的连接PROFIBUS的硬件接口为D型九针插头。连接时可采用西门子提供的总线连接器，按下图接线，并在两端打开终端电阻开关。三、参数设置1、设置调速器参数在硬件连接完毕后，需要对调速器的以下参数进行设置，以便CBP能够正常工作。 设置PPO类型 设置报文监控时间 设置CBP的PROFIBUS站点地址 设置CBP的参数使能状态 2、设置PLC参数对CPU的DP接口进行参数设置，使其能够参数化CBP。 PPO CBP站点地址 3、连接诊断设置完成后，PLC及调速器送电，此时CBP上三个发光管同时闪亮，表示通讯正常。四、程序编制1、有关DVAS7DVAS7是西门子公司为调速器同S7 PLC通讯所提供的S7软件包，它运行于PROFIBUSDP之上，符合欧洲传动产品生产商有关变速传动在DP上应用的协定。它内含参数发送及接收的功能块，以方便编程者调用。采用DVAS7编制程序，主要组成部分为：DPSEND（参数发送功能块），DPRESV（参数接收功能块），过程参数数据块，通讯参数数据块。通讯功能块需要两个数据块，以便进行过程的参数化和提供通讯参数的存取空间。它们之间的关系如下图所示：2、功能块DPS7SDPS7S用于向调速器发送通讯数据。它根据PPO的类型以及通讯控制字的内容，自动形成有效数据，并将其送往DP接口。如果此功能块发现参数设置错误，则将错误代码写入过程数据块的两个字节中。此功能块有三个形参：DBPA： 通讯参数数据块代码SYPA： 系统参数字在通讯参数数据块中的起始地址SLPA： 有效数据在通讯参数数据块中的起始地址3、功能块DPS7RDPRESV用于接收调速器发送的通讯数据。它根据PPO的类型以及通讯控制字的内容，读入通讯设备的缓冲区数据，经过变换后，写入数据块。如果此功能块发现参数设置错误，则将错误代码写入过程数据块的一个字节中。此功能块有三个形参：DBPA： 通讯参数数据块代码SYPA： 系统参数字在通讯参数数据块中的起始地址SLPA： 有效数据在通讯参数数据块中的起始地址对于上述两个数据块，在程序中至少每个调速器都要调用一次。4、数据块（1）通讯参数数据块（DBPA）此数据块与参与通讯的调速器数目有关。每个调速器需要5个字，另外数据块本身有四个保留字。（2）过程参数数据块（DBND）此数据块为每一个参与通讯的调速器提供如下通讯接口： 同每个调速器相关的通讯数据 当前PKW任务的缓冲区 PPO有效数据的发送缓冲区 PPO有效数据的接收缓冲区 五、小结我所已在多个工程项目中采用了用PROFIBUS构成传动控制系统，达到了非常满意的效果。采用这种方式，可以非常经济、有效地解决在传动系统中自动化信息的传递问题，是目前值得大力推广的系统解决方案。西门子S7-200的应用Siemens编程器S7-200系列用在中小型设备上的自动系统的控制单元，适用于各行各业，各种场合中的检测，监测及控制。在这里，和大家一起来讨论S7-200几个使用方面的情况。1.步进，伺服脉冲定位控制。在设备的控制系统中，有关运动控制是很重要的，下面我们来看一看西门子S7-200系列PLC怎样来实现这个功能。首先，确定使用哪个端口来发脉冲，如采用Q0.0发脉冲，则它的控制字为SMB67，脉冲同期为SMW68，脉冲个数存放在SMD72中， 下面是控制字节的说明： Q0.0 Q0.1 控制字节说明 SM67.0 SM77.0 PTO/PWM更新周期值 0=不更新，1=更新周期值 SM67.1 SM77.1 PWM更新脉冲宽度值 0=不更新，1=脉冲宽度值 SM67.2 SM77.2 PTO更新脉冲数 0=不更新，1=更新脉冲数 SM67.3 SM77.3 PTO/PWM时间基准选择 0=1微秒值，1=1毫秒值 SM67.4 SM77.4 PWM更新方法 0=异步更新，1=同步更新 SM67.5 SM77.5 PTO操作 0=单段操作，1=多段操作 SM67.6 SM77.6 PTO/PWM模式选择 0=选择PTO，1=选择PWM SM67.7 SM77.7 PTO/PWM允许 0=禁止PTO/PWM，1=允许 这样根据以上表格，我们得出Q0.0控制字：SMB67为：10000101采用PTO输出，微妙级周期，发脉冲的周期（也就是频率）与脉冲个数都要重新输入。10000101转化为16进制为85，有了控制字以后，我们来写这一段程序： 根据上面这段程序，我们知道了控制字的使用，同时也知道步进电机的脉冲周期与冲个数的存放位置（对 Q0.0来说是SMW68与SMD72）。当然，VW100与VD102内的数据不同的话，步进电机的转速和转动圈数就不一样。还有一点需要说明得是：M0.0导通-PLC捕捉到上升沿发动脉冲输出后，想停止的话，只须改变端口脉冲的控制字，再启动PLS即可，程序如下： 2.高速计数功能。西门子S7-200系列PLC具有高速计数的功能；举一例子来谈谈高速计数的用途，我们采用普通电机来带动丝杆转动，我们想控制转动距离，怎么来解决这个问题？那么我们可在电机另一头与一编码器联接，电机转一圈，编码器也随之转一圈，同时根据规格发出不同的脉冲数。当然，这些脉冲数的频率比较高，PLC不能用普通的上升沿计数来取得这些脉冲，只能通过高速计数功能了。启动高速计数功能，也要具有控制字 HSCO HSC1 描述 SM37.0 SM47.0 复位有效电平控制位 0=高电平有效， 1=低电平有效 SM37.1 SM47.1 启动有效电平控制位于 0=高电平有效， 1=低电平有效 SM37.2 SM47.2 正交计数器速率选择 0=4X计数率， 1=1X计数率 SM37.3 SM47.3 计数方向控制位 0=减计数， 1=正计数 SM37.4 SM47.4 向HSC中写入计数方向 0=不更新， 1=更新计数方向 SM37.5 SM47.5 向HSC中写入预置值 0=不更新， 1=更新预置值 SM37.6 SM47.6 向HSC中写入当前值 0=不更新， 1=更新当前值 SM37.7 SM47.7 HSC允许 0=禁止HSC， 1=允许HSC 参照上面的表格，我们选择HSC1高速计数器，控制字为SMB47，现在我们启动高速计数器HSC1，选择为增计数，更新计数方向，重新设置值，更新当前值：这样的话，HSC1的启动控制高为：11111000转化为16进制为F8，将启动计数器时当前值存放在SMD48中，将预存置放在SMD52中，具体的程序如下： 同样的，如果计数器在工作状态下想停止计数器，也必须改变它的控制字后，启动HSC具体程序如下： PID回路控制功能。西门子S7-200系列PLC的PID控制相当的简单，可以通过micro/win软件的一个向导程序，按照提示,一步一步执行您所要求PID控制的属性即可，在这里谈一谈PID这三个参数的具体意义：P为增益项，越大，响应起就快，在调节流量阀时：设定流量为50%，当目前流量接近50%，刚超过，如果P值很大的话，那么流量阀会马上会关闭，而不会控制在某一区域。这就是增益项太大引起。在调节的过程中应该先将P值调节比较适当了，再去调节I值，它为积分项，是在控制器回路中控制对当前值与设定值相等的偏差范围。D为微分项，主要作用是避免给定值的微分作用而引起的跳变。在现场的PID参数的调整过程中，针对西门子S7-200型PLC我的建议是在不同的控制阶段，采用不同的PID参数组，具体而言就是当目前距离设定值差距较大时，采用P值较大的一套PID参数，如果当前值快接近设定值范围时，采用P值较小的一套PID参数。西门子S7-200系列PLC在旋挖钻机上的应用来源：长沙中联重工科技发展股份有限公司 作者：曾杨 谢长宇一、简介 ZR200型旋挖钻机是湖南省长沙市长沙中联重工科技发展股份有限公司（简称中联重科）自主研制开发的一种建筑基础工程中成孔作业的施工机械。中联重科是我国工程机械制造业的龙头企业，主要从事建筑工程、能源工程、交通工程等国家重点基础设施建设工程所需重大高新技术装备的研发制造。 中联重科ZR200型旋挖钻机是一种大口径桩基工程的高效成孔设备，采用卡特彼勒专用可拓展履带底盘、自行起落折叠桅杆、可伸缩钻杆和液压先导控制。具有自动检测孔深、垂直度自动调整、回转自动定位、彩色液晶触摸屏直接监控显示工作状态参数和防误操作的逻辑功能控制，是大口径桩基础工程的最理想的成孔设备。据统计，在相同的地层中，旋挖钻机的成孔速度是传统转盘钻机的510倍。在国外发达国家旋挖钻机早已作为灌注桩的主要施工机种。近几年旋挖钻机在国内已广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基础钻孔灌注桩工程。右图为中联重科ZR200型旋挖钻机照片。 ZR200型旋挖钻机的控制系统采用西门子S7-200系列plc的CPU224主模块、EM223扩展模块及EM222扩展模块各一个，实现对旋挖钻机液压系 统电磁阀的自动控制、外部传感信号检测及与液晶触摸屏通讯实现人机界面等功能。 二、控制系统方案设计 旋挖钻机结构复杂、外部传感装置分布较多、各机构动作逻辑性强，且作业时工况恶劣、机身振动强烈，需要设计采用质量可靠、功能丰富的控制部件以完成其控制功能。同时操作人员也需要通过清晰、直观的人机界面对设备进行全面的掌握与控制。 通过选型对比，设计方案上采用西门子S7-200系列PLC作为控制系统的核心实现对旋挖钻机的全面控制、日本PROFACE品牌GP系列液晶触摸屏作为人机界面对话设备，与外部传感装置、液压执行机构组成机电液一体化系统。下图为控制系统结构框图： 触摸屏作为人机界面对话设备，主要进行钻进深度、回转角度的显示、深度设置、时间校对、及实现有关功能切换、按钮、指示、系统调试等功能。共设有：主作业画面、参数设置画面、报警记录画面、系统调试画面。其中主作业画面是操作人员工作时的主要对话界面。下图为主作业画面图： 三、控制系统主要功能 西门子S7-200系列PLC是西门子公司为用户解决中小型自动化控制的主力产品。它具有运算速度快、功能齐全、性能可靠、可灵活组合等特点，在全球的中小型自动化控制领域应用非常广泛。以下重点介绍S7-200系列PLC在旋挖钻机上的应用。 1、双向高速计数信号检测 S7-214CPU模块具有多路高速计数输入检测端口，可灵活设计实现多路单向、双向计数信号的检测。在旋挖钻机上应用其双向高速计数功能实现了上车回转角度检测、钻头钻孔深度检测。 旋挖钻机上车部分为液压驱动的独立旋转机构。在设计中采用旋转编码器检测其转动角度，通过对编码器A、B两路脉冲信号的检测，PLC的双向高速计数输入端可准确计算出旋挖钻机上车的相对角度（0-360O）变化值。 同时PLC的复位信号输入端检测编码器的C相信号，在上车每次回转至编码器的一固定位置时将高速计数器内变量清零，可消除各种原因造成的计数误差，保证计数的准确性。 钻头钻孔深度检测的原理与上车回转角度检测基本相同，但复位信号采用按钮输入，由操作人员根据情况校准钻头深度零位值。在检测运算中计数值为钻头深度变化值。 2、左右控制手柄多路按钮信号的检测 旋挖钻机的控制主要通过驾驶座椅左右两个控制手柄的多个按钮控制实现，通过对PLC的指令编程，可转换实现按钮信号的上升沿、下降沿、延时控制等多种逻辑功能。 3、外部传感信号的检测 西门子S7-200系列PLC输入信号检测采用光耦隔离电流信号检测，可隔离输入信号线上因各种原因引起的非正常电气信号，电流信号检测方式可有效防止外部强干扰对正常信号的检测。同时各输入端输入信号的滤波时间可根据需要分别设置。 旋挖钻机各机构动作频繁、控制复杂，在使用中容易因误操作造成设备损坏。在设计中对各机构关键部位均安装了外部传感装置检测其状态，当出现紧急情况时PLC将通过外部传感装置信号控制相应机构立即保护动作，保护人身和设备安全。 4、实现对液压执行机构的控制 西门子S7-200系列PLC的继电输出模块可直接控制液压系统的直流电磁线圈，只需在电磁线圈两端并接外部抑制二极管，可较好的保护并延长内部继电器触点的使用寿命。 5、与PROFACE的GP系列液晶触摸屏通讯实现方便、直观的人机界面对话显示。利用214CPU模块上的485通讯接口与PROFACE的GP系列液晶触摸屏通讯，将PLC检测计算的旋挖钻机各参数直观的显示在触摸屏上，同时可直接通过触摸屏实现对液压系统的控制和调试。 plc在中联重科ZR200型旋挖钻机的应用中，能很好的实现所需的各种功能，以下为总结的设计体会。 直流供电型PLC可正常工作在DC20.4V-28.8V的标称值内，实际应用中可满足旋挖钻机DC24V的供电环境下，并能承受点火及作业过程中的各种干扰，非常适合工程机械的柴油发动机24V电源环境；丰富的高速计数端口适合与各种传感装置匹配进行信号检测；CPU模块内部集成的PPI通讯接口可实现多种方式的数据通讯，与多种触摸屏端口方便的实现通讯传输。用西门子PLC S7-200实现工作小时累计一、前言 工作小时累计是工程机械设备一个必备的功能。一方面它是企业与客户之间履行保修条款的重要的数字证据；另一方面也是用户施工结算的有效工作数据。传统的小时计大都是电磁机械式的，也有用液晶式的。随着科学技术的不断发展，plc（可编程序控制器）在工程机械设备上被广泛应用。三一重工股份有限公司在所有的产品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC，使产品的可靠性、控制精度、智能化程度、扩展性都有了很大的提高。S7-200功能强大、资源丰富，用它来实现工作小时累计是可行的,传统的小时计可以省掉。 硬件组成 在现有的S7-200PLC电气系统中，不需要增加任何资源。在外部计时条件满足的情况下，CPU开始计时，同时，计时数据通过PPI电缆传到人机界面显示。 软件设计 计时器。利用系统的特殊寄存器标志位SM0.5作为计时脉冲，接通一次（或断开一次）为1秒，用计数器累计时间，满60向前进位。 时间累计。实时的小时计是前一次的累计时间加本次的工作时间。H=h0+h1。 时间存储。用永久存储的方式存储时间数据到EEPROM存储器。 存储周期。存储周期长，EEPR OM存储器使用的时间长，但计时精度低；存储周期短，计时精度高，但EEPROM存储器使用的时间短。这是一个矛盾的统一，设计时要根据系统的实际情况确定合适的存储周期，一般设计为3-5分钟。进行一次永久存储的操作，扫描时间会增加15-20ms。 小时计编辑功能。考虑到CPU有可能损坏的原因，更换CPU后小时计的数据会清零，所以，小时计要有编辑的功能才更完善，当更换CPU后，通过界面可以把以前的工作数据输入到系统并永久存储，在这项操作时，为了使编辑的数据能够成功存储到永久存储区，必须在数据编辑完后，让CPU再运行一个大于存储周期的时间。当然，为了使工作数据的严谨性，小时计的编辑一定要密码进入。 存储地址更换。为了小时计的实时性和准确性，存储周期不能设计得太长，一般设计为3-5分钟。EEPROM存储器操作的安全次数为10万次，那么一个EEPROM存储器安全计时时间为1000003/60=5000小时，一般机器的工作寿命是大于这个时间。解决这个问题的办法是在计时次数超过100000次时，更换存储地址。为了存储地址更换的方便，小时计的寻址方式采用间接寻址。 存储次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，存储次数也要与小时计一样进行永久存储，并到100000次后更换地址。 地址更换的次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，地址更换的次数也要与小时计一样进行永久存储，由于次数不多，所以，不要更换地址。 程序流程简图 误差分析 小计时产生误差的原因有两方面，一个是计时误差，另一个是存储误差。 计时误差。本小时计的计时器是用系统特殊寄存器标志位SM0.5，它的状态变化周期是500ms，如果程序运行时捕捉不到状态的变化就产生误差。通过长期的监控实验，这个计时误差很小，1小时的误差不到1秒，可以忽略不计。 存储误差。机器在关机时，最后一次存储还没来得及执行，产生存储误差。这个误差是一个负差，计时时间比实际的工作时间表小。每次关机的最大误差是一个存储周期的时间3分钟。 总结 经过500台机器三年时间的现场施工运行，小时计工作稳定可靠，没有出现任何故障。最大的计时时间已达8000小时。 小时计计时范围宽，可达10万小时以上，可满足机器终身的计时要求。 时间数据存在EEPROM上，更可靠、更安全。 小时计数据可以密码进入进行编辑，消除了CPU损坏的后顾之忧。 可以节省一个电磁机械式的小时计，节约了一定的生产成本。 唯一的缺陷是存在一个存储误差，这个问题是可以通过程序的改进使误差减到最小。西门子S5 PLC远程电台通讯在供水遥测系统中的应用某市自来水公司为解决市区的部分供水，引进德国的资金和设备建立了一套供水工程系统.原有系统构成：（1）本地中心站,采集水厂的设备状态,采用西门子S5-115U.（2）取水和1号加压泵站，采用西门子S5-115U（3）2号加压泵站控制系统，采用西门子S5-115U（4）在市内的东南西北和最高处和最低处安装了测量水管压力站，采用西门子S5-100U。用抄表的人工方式来记录设备状态用户需求：随着时代的进步，和对工艺的进一步的要求，要实时对各个站的管道压力、流量及各个的阀门开关的状态进行监视和控制，从而降低了故障率和提高了对此系统的反应时间，更好保证城市供水。并把各个站的所有设备的数据送到中心监控站里，进行监控，和电子统计。实现方案：在水处理厂中心站与各个泵站和测压站之间，由于距离较远达几十公里，我们决定采用无线电通讯方式，并且因为大山的阻碍，在取水1号加压泵站，2号加压泵站控到中心站之间，设立了中继站进行转发。而水处理厂中心站与6个市内的测压站之间由于距离较近直接通过无线电通讯。 这个项目的主要问题是无线电通讯的任务，如何在已有的S5系列的设备上，加上无线电通讯呢。根据现有的实际情况，在不动原有西门子S5-115U的基础上，决定在此基础上加入西门子的Sinaut产品的ST1系列模块来实行无线电通讯。Sinaut ST1是基于SIMATIC S5的程序控制的系统，由硬件模块和软件软件模块组成。适用各种自动化的任务，完整的无线电通讯方式，允许数据传输到或近或远的地方。数据能够通过专线，或者各种PTT网络（GSM,ISDN,拨号Modem,无线电通讯等）等方式传送。 Sinaut ST1硬件包括，TIM模块(遥控接口模块，即S5-PLC通讯功能模块)，modem（ 用于数字量和模拟量相互转换）,无线电台（无线电发射装置）。软件是Sinaut TD1软件包。这样我们在STEP5的基础上，用TD1这个扩展软件包进行对硬件TIM板编程。把水处理厂中心站作为主站，其他站作为从站。以直接轮巡的方式逐个采集各个从站的信息，并且这样的方式只有当从站发生数据发生变化时，才进行数据的传递，大大的加快了数据的更新速度和硬件设备的使用寿命。系统图如下： 上位机显示:我们采用监控组态软件，从中心站的PLC中采集数据，实时的反映整个系统（本地站，无线电远程站）的状态。主要显示部分包括：水厂控制工艺图、运行状态表、报警和历史数据的查询，统计报表、趋势图。控制工艺图反映水厂的各个泵站的运行状态，并且以动态的图形、数据和实时的现场保持一致，运行状态表中反映主要设备的开关状态、现场仪表的参数、累计值（流量，水位，浊度，温度,PH,压力等）。报表，每天打印一份主要设备的状态的日报。除了在显示器上显示外，并且把主要数据显示在电子显示屏上。此系统投运以来一直正常工作，达到了预期的实施效果。灭菌隧道PLC控制系统项目概要无锡某制药有限公司高温灭菌隧道设备的PLC控制系统原来使用的是MODICON PLC，该系统主要用于控制经水洗后的不同尺寸的药剂瓶在数量上达到某一定值后能以相应的速度通过高温消毒区，并能产生各种异常情况的声音报警和报警记录说明。为方便全公司备品备件的采购及设备维护，业主决定采用西门子的S7 PLC 改造灭菌隧道控制系统。由于原系统是由意大利承包商统一提供，业主只能提供一套原MODICON PLC的程序清单供我们软件编制时参考，因此此项目的技术难点主要在于在了解灭菌隧道工艺的基础上，读懂原梯形图程序并把它翻译成S7的梯形图程序，经过一段时间的软件编制和现场调试，现系统已正常工作，各项功能已满足工艺要求。 系统软硬件组成整套设备硬件由PG编程器、CPU313、OP27操作员面板、三块DI输入卡SM321、一块DO输出卡SM322、一块AI输入卡SM331和一块AO输出卡SM332组成。CPU313与卡件的数据交换则是通过卡件底板完成。CPU与OP27的数据传送通过Profibus电缆由CPU的MPI口与OP27的IF1B相连。PG则是通过编程电缆插在带有编程口的MPI电缆上实现CPU的编程与测试。PG编程器除了装载基本操作系统Windows Me外还安装了西门子专用编程及组态软件STEP7、STEP5、Microwin、Protool和Richwin97 for Windows Professional等软件。STEP7用于S7300 PLC、S7400 PLC的组态编程。 STEP5用于S5系列PLC的组态编程。 Microwin用于S7200 PLC的组态编程。 Protool用于Operator Panel、Touch Panel 和Text Display等操作员面板的组态编程。 Richwin97 for Windows Professional软件用于输入报警和画面汉字。 操作工艺简介OP27面板上总共存有三幅画面，OP27上电起动后显示的是主画面。屏幕画面的浏览说明如下： （一）在屏幕显示主画面时按F1键转入温度显示画面，按F3键转入皮带速度显示画面, 在温度或速度显示画面时按F1键可返回主画面。（二）在屏幕显示温度画面时按F3键转入皮带速度显示画面。（三）在屏幕显示皮带速度画面时按F3键转入温度显示画面。-由于主画面用于系统设置,对于操作员的操作与监控来说，只要使用第二、三幅画面即可。第二幅为高温区安全温度设定值指示与输入以及灭菌温度、预热温度的当前值和趋势画面。第三幅为履带速度的当前值，趋势以及瓶规选择画面。屏幕右边的F2、F4、F6和F8键相应于选择8ml、10ml、20ml和50ml容量的药瓶。西门子交流控制系统在造纸厂中的应用一 系统概述某造纸厂生产线1600纸机自84年投入使用，每年都创造着良好的经济效益，特别是自从96年以来通过一系列的改造（如二次涂布的改造、二组烘缸提高干燥能力的改造、上网绝干量控制的改造以及新增3米大缸的改造）之后，其产质量已得到了飞跃的提高，产量由过去的年产1.万吨增加到1.7万吨，质量也今非昔比。随着产量的提高，纸机暴露出设计车速较低的问题，生产车速已经达到传动系统的最高设计车速75米/分，并且原来的直流总轴传动方式表现出来的速度慢、传动效率低、耗能高、控制方式落后、维护困难等缺点，大大制约了纸厂的进一步发展。为了使产品在激烈的市场竞争中立于不败之地，决定通过改变纸机的传动方式，以提高纸机的生产车速，扩大产量，提高生产效率，减少设备故障和设备维护成本，以创造更大效益。二 系统要求原有纸机采用单直流电机总轴传动，通过机械分配转速的方式，如下图所示。由于在生产过程中机械磨损、皮带的打滑等因素，造成速度匹配失调，容易形成断纸、厚薄不均等现象。同时由于现场高温潮湿，使直流电机维护量增加。为了优化产品质量，提高劳动生产率，取消直流电机及其动力的机械传动部分，在每一个传动分部安装交流电机，采用交流分部传动方式。 在这次改造中我们采用了西门子公司的交流传动控制系统来实现，通过先进的控制方式，方便的人机交互系统，实现生产的全自动化，改造的基本目标如下：1 提高生产车速：纸机的车速由原来的最高75米/分提高至125米/分。2 操作方便：由于采用了人机接口，可以直观的了解设备运行的参数及状况，操作简单，便于调试。3 节能：由于弃用了原机械传动系统，大大降低了机械损耗，而且由于交流变频传动系统在运行时一部分变频器处于发电状态，进一步节省了电能，初步估计比原系统节电40左右。4 可靠性高：由于弃用了机构复杂的机械传动系统，提高了系统的可靠性，节约了维护的费用，简化了维护的过程。5 产品质量的提高：避免了直流电机的电刷粉尘对纸张质量的影响， 各部分的负荷控制和传动的管理比较方便，便于生产过程的自动控制和调整，降低维护费用和节省劳动力。三 系统配置与功能实现1系统结构如下图所示： 2系统原理概述：通过交流变频器控制每个传动电机的转动速度，经过减速箱传递给各个部分的传动轴，电机的转速通过光电编码器反馈回变频器，通过矢量运算，变频器能够确定和控制转矩和磁通的电流分量，从而获得同直流传动相媲美的动态特性。上位控制系统通过总线的通讯方式控制每一台电机的转速，并根据工艺要求实现全线的速度同步、张力控制和加减速控制等，实现整个生产过程的监视与参数调节。 3设备组成：交流传动系统采用西门子MasterDrives全数字变频调速系统，实现高精度的矢量控制方式。整个系统采用公用直流母线工作方式，由一台整流单元，23台逆变单元等构成。传动电机采用标准4极电机，增量型编码器作为速度反馈装置。每台逆变单元中安装现场总线控制卡CBP，可将调速装置中的各种工作状态和工作参数传送给上级控制系统西门子S7-300 PLC，实现全线高精度的速度同步。整流单元将三相380V的交流电转换成540V的直流电供给逆变器，当系统处于制动状态时，可以通过制动单元制动。四 使用效果分析纸机传动改造工程自筹备开始，在短短的3个月内就完成了由设计、采购到安装调试的全过程。在停机改造期间，我们克服了种种困难，加班加点使新的传动系统按时完成并进行了连续72小时无故障运行的测试，其各项指针均达到了设计目标和要求。主要表现在：1系统调速精度高，性能安全、可靠、稳定。由于系统的性能提高，而且操作监测方便，操作人员在引纸时的断纸现象大为减少，并且改变了过去因车速不稳定而不能解决的问题：在底层先引好纸后再上面浆，这就大大减少