自动化生产线安装与调试(西门子-S7-200-SMART系列)课件项目九-YL-335B自动化生产

1、 自动化生产线安装与调试（西门子 S7-200 SMART系列）项目九、YL-335B自动化生产线的总体安装与调试2主讲人：XXX所在院系： XX学院XX系020 自动化生产线安装与调试（西门子 S7-200 项目目标：掌握西门子SMART CPU以太网组网的相关知识和基本技能。掌握SMART CPU与G120C变频器之间的USS协议通信。3.掌握自动线整体安装和调试的基本方法和步骤。项目描述： YL-335B自动化生产线，各工作单元PLC、人机界面，采用以太网实现互连。输送站PLC做主站。主令信号由人机界面发出，人机界面能实时显示各工作站状态。分拣站PLC与变频器采用USS协议通信。总任务要

2、求：按下人机界面上的启动按钮，输送站机械手抓取供料站工件，送往装配站装配，装配好的工件再送往分拣站进行分拣。根据实际安装与调试工作过程，本项目设置了2个工作任务。通过完成这2个工作任务，使学习者掌握自动线系统机械安装、以太网控制系统组建，SMART CPU与变频器之间USS协议通信等相关知识点与技能点。目标 项目目标：目标项目九准备知识任务一 自动线设备的安装和调整任务二 系统联机运行的人机界面组态和PLC编程目 录CONTENTS010203项目九准备知识任务一 自动线设备的安装和调整任务二 系统联准备知识1SMART系列PLC的以太网通信方式SMART系列PLC与G120C变频器的USS协

3、议通信准备知识1SMART系列PLC的以太网通信方式SMART系列准备知识一、SMART系列PLC的以太网通信方式 S7-200 SMART CPU的以太网接口是标准的RJ45口，可以自动检测全双工或半双工通信，10Mbps和100Mbps通信速率。通过基于TCP/IP的S7协议可以实现S7-200 SMART CPU与编程设备、HMI（人机界面）、上位机以及S7-200 SMART CPU之间的以太网通信。S7-200 SMART CPU可同时支持的最大通信连接资源数如下： 1个编程连接：用于与STEP7-Micro/WIN SMART软件的通信。 最多8个HMI连接：用于与HMI之间的通信

4、。 最多8个GET/PUT主动连接：用于与其他S7-200 SMART CPU之间的GET/PUT主动连接。 最多8个GET/PUT被动连接：用于与其他S7-200 SMART CPU之间的GET/PUT被动连接。1.SMART系列PLC以太网通信特性准备知识一、SMART系列PLC的以太网通信方式 准备知识2.以太网网络组态示例 任务要求：2台S7-200 SMART CPU、1台工业交换机、1台触摸屏，要求进行以太网组网，完成如下功能： 将1号站（主站）的I2.5的状态映射到2号站的Q0.7； 将2号站（从站）的I1.3的状态映射到1号站的Q1.5； 将HMI（连接在主站）上按钮的状态映射

5、到2号站的Q1.0。（1）硬件系统构成准备知识2.以太网网络组态示例 任务要求：2台S7-200准备知识（2）分配 Internet 协议 (IP) 地址编程设备分配 IP 地址：192.168.0.9，子网掩码：255.255.255.0然后为PLC分配地址CPU1的IP地址为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0CPU2的IP地址为192.168.0.5，子网掩码为255.255.255.0（3）GET/PUT向导组态指定所需要的网络操作数目准备知识（2）分配 Internet 协议 (IP) 地址准备知识 指定网络操作图9-5对2号站的网络写操作图9-6 对2号站的

6、网络读操作如图9-5所示，选中Operation，类型选择“Put”（写操作），传送1字节，远程CPU的IP：192.168.0.5，本地地址：VB1000， 远程地址：V1000。 如图9-6所示，选中Operation02，类型选择“Get”（读操作），传送1字节，远程CPU的IP：192.168.0.5，本地地址：VB1050， 远程地址：V1050。准备知识 指定网络操作图9-5对2号站的网络写操作图9-6准备知识 分配V存储器； 生成代码块用户配置的每项网络操作都需要16个字节V 存储区，在 GET/PUT 向导菜单中单击“存储器分配”，向导会自动建议一个起始地址，可以编辑该地址，但

7、一般选择建议就好，如图9-7所示。在GET/PUT向导菜单中单击“组件”(Components)，根据向导生成子例程代码如图9-8所示。点击“下一页”按钮，单击“生成”(Generate) 即完成向导组态。准备知识 分配V存储器； 生成代码块用户配置的每项网络操准备知识（4）组网程序的编写与下载图9-9 1号主站程序图9-10 2号从站程序准备知识（4）组网程序的编写与下载图9-9 1号主站程序图9准备知识（5）人机界面组态（6）联网调试 按下CPU1侧I2.5按钮，CPU2侧的Q0.7指示灯点亮，松开即熄灭。按下CPU2侧的I1.3按钮，CPU1侧的Q1.5指示灯点亮，松开即熄灭。按下HMI

8、界面上按钮，CPU2侧的Q1.0点亮，松开即熄灭。HMI界面指示灯跟随CPU2侧的Q1.0状态。准备知识（5）人机界面组态（6）联网调试 按下准备知识二、SMART系列PLC与G120C变频器的USS协议通信 USS协议(Universal Serial Interface Protocol，通用串行接口协议)是西门子专为驱动装置开发的通用通信协议，它是种基于串行总线进行数据通信的协议。USS工作机制是由主站不断轮询各个从站，从站不会主动发送数据。准备知识二、SMART系列PLC与G120C变频器的USS协准备知识1.USS通信指令 变频器初始化指令USS_INIT用来使能、初始化或禁止变频器

9、通信。站点号具体计算如表9-2所示，D0D31代表32台变频器，表中将D0位置“1”，其16进制为16#1，表示激活第0台变频器。如要激活第18台变频器，Active端应为16#00040000。准备知识1.USS通信指令 变频器初始化指令US准备知识 USS_CTRL 指令 变频器控制指令USS_CTRL用于控制处于激活状态的西门子变频器，每条变频器只能使用一条USS_CTRL指令。准备知识 USS_CTRL 指令 变频器控制指令U准备知识 USS_RPM指令参数读出指令USS_RPM用于读取变频器参数值。准备知识 USS_RPM指令参数读出指令USS_RPM用于准备知识 USS_WPM指令

10、参数写入指令USS_WPM_X用于写入变频器的参数值。准备知识 USS_WPM指令参数写入指令USS_WPM_X准备知识3.SMART系列PLC与G120C变频器的USS协议通信实例SMART 200 PLC与G120C变频器之间采用USS协议通信，实现对变频器的运行控制以及参数读写。具体要求：旋合开关I1.2，变频器启动并以设定的频率百分比运行；每隔0.3秒，读取参数r0024的数值，以监视变频器实际输出频率；在I1.5的上升沿，写入变频器运行的斜坡上升时间（P1120=3.0s）。已知三相异步电动机参数：额定功率为25W，额定转速1300r/min，额定电压380V，额定电流0.18A，额

11、定频率为50HZ。硬件接线 采用屏蔽双绞线，将G120C的现场总线通信端子P+（2），N（3）分别接至SMART 200的RS485通信端口的3号与8号针即可准备知识3.SMART系列PLC与G120C变频器的USS协准备知识变频器参数设置准备知识变频器参数设置准备知识PLC程序编写每隔0.3秒产生一脉冲。利用此脉冲上升沿发参数读出请求。 变频器未运行时，或参数读出指令未使能时，送0.0给VD1060；当变频器运行且执行参数读出指令正确后，读出结果送V1060。变频器初始化指令：USS协议，选CPU集成的RS485通信口，波特率9600，激活第0台变频器。正确执行完后Q0.7为1。准备知识PL

12、C程序编写每隔0.3秒产生一脉冲。利用此脉冲准备知识按下I1.2时，当M1.5M1.6V100.3为0时，变频器以VD52中指定的频率百分比运行。 变频器运行时，Q1.0为1。 注意：a.实际运行频率= P2000中基准频率*VD52设定百分比。b.VD52存浮点数，百分比输入应为小数。c.若出现变频器报警，故障解除后，可按I1.3对变频器故障复位。按下I1.4时，每隔0.3秒，T37接通一次，利用其上升沿触发参数读出请求。参数读出结果暂存VD72中。正确执行完后V100.5为1。准备知识按下I1.2时，当M1.5M1.6V100.3准备知识按下I1.5时，利用其上升沿把Value处输入的“3

13、.0”写入参数P1120中。正确执行完后Q1.2为1。程序编辑完后，在编译前需要给USS指令库指定402字节的全局V存储器，一般单击“建议地址”，使用自动生成的即可。此外，还需注意：不要带电插拔USS通信电缆，尤其是正在通信过程中，否则极易损坏变频器和PLC的通信端口。即使掉电后，也要等几分钟，让电容放电后，再去插拔通信电缆。准备知识按下I1.5时，利用其上升沿把Value处输入的“任务一 自动线设备的安装和调整2工作任务YL-335B系统安装及调整任务一 自动线设备的安装和调整2工作任务YL-335B系统任务一、自动线设备的安装和调整一、工作任务YL-335B自动化生产线的设备布局如图9-2

14、1所示。任务一、自动线设备的安装和调整一、工作任务YL-335B自动任务一、自动线设备的安装和调整二、YL-335B系统安装及调整 各工作单元装置侧在工作台面的安装与定位 注意事项：供料、装配单元物料台中心位置沿工作台面T形槽方向的定位，是以输送单元原点传感器中心线为基准的。所以，整体安装首先要考虑的是输送单元在工作台面上的定位与安装。其余工作单元定位前，务必在相应T形槽预置入数量足够的紧定螺母。要定位某工作单元，在大体找好位置后，将其放置在工作台面上，调整固定该单元的紧定螺母的位置，然后用紧定螺栓穿过安装孔旋入螺母中（注意不要旋紧）；接着即可进行沿T形槽方向的准确定位。安装工作完成后，必须进

15、行必要的检查、局部试验等工作。在投入运行前，应清理工作台上残留线头、管线、工具等，养成良好的职业素养。各从站的工作单元在工作台面上定位以后，紧定螺栓暂不要完全紧固，可在完成电气接线以及伺服驱动器有关参数设置后，编制一个简单的输送单元测试程序，运行此测试程序，检查各工作单元的定位是否满足任务书的要求，进行适当的微调，最后才将紧定螺栓完全紧固。任务一、自动线设备的安装和调整二、YL-335B系统安装及调任务二 系统联机运行的人机界面组态和PLC编程3以太网系统构建人机界面的组态PLC控制程序的编写系统调试任务二 系统联机运行的人机界面组态和PLC编程3以太网系任务二、系统联机运行的人机界面组态和P

16、LC编程一、以太网系统构建任务要求：（1）人机界面提供系统启停及复位等主令信号，能显示各站联机/就绪等工作状态，能设置变频器运行频率，并实时显示输出频率。（2）装配站采用装配单元。（3）分拣站变频器G120C与CPU SR40采用USS协议通信。1.系统IP地址分配输送单元（主站）：IP地址为192.168.0.1供料单元：IP地址为192.168.0.2装配单元：IP地址为192.168.0.3分拣单元：IP地址为192.168.0.5触摸屏：IP地址为192.168.0.6任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程一、以太网系统任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程2.网络读写

17、数据规划3.GET/PUT向导组态步骤1：添加GET/PUT 网络读写操作6项。任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程2.网络读写数任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程步骤2：Operation配置本地CPU（输送站）向远程CPU（供料站）网络写操作（PUT）。主站VB1000-VB1007数据写入供料站VB1000-VB1007。Operation2、Operation3：写装配站与分拣站，配置类似，只远程IP不一样。每完成一项设置，点击按钮“下一个”。步骤3 ：Operation04配置本地CPU（输送站）从远程CPU（供料站）网络读操作（GET）。主站VB1020-VB

18、1029从供料站VB1020-VB1029读数据。Operation5与Operation6：读装配站与分拣站，配置类似，只读出字节与远程IP不一样，详见表9-12。任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程步骤2：Ope任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程步骤4：存储器分配6项配置完成后，向导程序将要求指定一个V存储区的起始地址，以便将此配置放入V存储区。可在框中自行填入V存储区起始值，也可单击“建议”按钮，系统自动建议一个大小合适且尚未使用的V存储区。步骤5：全部配置完成后，向导将为所选的配置生成项目组件。单击“生成”按钮，编程软件STEP 7-Micro/WIN SMART

19、项目树“指令-调用子例程”将增加NET_EXE子程序可供调用。任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程步骤4：存储器任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程二、人机界面的组态任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程二、人机界面的任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程任务二、系统联机运行的人机界面组态和PLC编程三、PLC控制程序的编写 GET/PUT网络的数据规划 主站控制程序编写3.从站控制程序编写4.主从站工艺控制信息交换 主站启停编程要点：网络子例程调用；系统复位；联机与就绪检查；系统启动；系统运行；系统停止；启用和初始化运动轴，输送站手爪位置