西门子PLC高级项目应用高职全套教学课件

01运动控制连接工艺轴参数设置运动控制指令编写工作台运动控制0203第1章工作台运动控制.pptx第2章PLC的主从控制.pptx第3章传送带的调速控制.pptx第4章水箱的PID控制.pptx第5章机器人码垛的自动控制.pptx第6章基于WinCC的混凝土搅拌设备控制.pptx全套可编辑PPT课件运动控制连接什么是运动控制运动控制，MotionControl。通过对机械运动部件的位置，力矩，速度，加速度等进行实时的控制管理，使各个运动部件协同的按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动，以达到高精度，低延时的自动控制的目的。运动控制是自动化的一个分支，它使用通称为伺服机构的一些设备如液压泵，线性执行机或者是电机来控制机器。运动控制被广泛应用在包装、印刷、纺织和装配工业中。可以说，运动控制技术是工业制造领域应用广泛并且高端的技术。PLC控制伺服的方式填加文字1.PROFIdrive方式2.PTO方式3.模拟量方式伺服工作模式由于伺服电机控制方式的不同，其输入输出信号的接线也有所不同，主要分以下三种方式：1.位置控制2.速度控制3.转矩控制伺服参数设置序号参数编号参数名称设定值1PA06电子齿轮分子9002PA07电子齿轮分母13PA10到位范围1004PD01输入信号自动ON选择10C00hPLCIO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.0左极限1Q0.0脉冲2I0.1原点2Q0.1方向3I0.2右极限3Q0.2复位4I0.3伺服报警4Q0.3启动伺服驱动5I0.4伺服准备就绪5Q0.4EM2紧急停止6I0.5急停

7I0.6伺服到位

8I0.7零速度检测

PLC与伺服的电路图工艺轴参数解释工艺轴参数状态基本参数—常规①轴名称：定义该工艺轴的名称，用户可以采用系统默认值，也可以自行定义。②驱动器：选择通过PTO（CPU输出高速脉冲）的方式控制驱动器③测量单位：Portal软件提供了几种轴的测量单位，包括：脉冲，距离和角度。距离有mm（毫米）、m（米）、in（英寸inch）、ft（英尺foot）；角度是º（360度）。如果是线性工作台，一般都选择线性距离：mm（毫米）、m（米）、in（英寸inch）、ft（英尺foot）为单位；旋转工作台可以选择º（360度）。不管是什么情况，用户也可以直接选择脉冲为单位。

基本参数—驱动器①硬件接口：a选择脉冲发生器：选择在“设备视图”中已组态的PTO。b信号类型：分成4种（前面已介绍过）。在这里以PTO（脉冲A和方向B）为例进行说明。c脉冲输出：根据实际配置，自由定义脉冲输出点；或是选择系统默认脉冲输出点。d激活方向输出：是否使能方向控制位。e方向输出：根据实际配置，自由定义方向输出点；或是选择系统默认方向输出点。f设备组态：跳转到“设备视图”，回到CPU设备属性修改组态。②驱动装置的使能和反馈g选择使能输出：该使能信号的作用是让驱动器通电h选择就绪输入：驱动器在接收到使能信号之后准备好开始执行运动时会向

CPU发送“驱动器准备就绪”(Driveready)信号。扩展参数—机械①电机每转的脉冲数：表示电机旋转一周需要接收多少个脉冲。该数值是根据用户的电机参数进行设置的。②电机每转的负载位移：表示电机每旋转一周，机械装置移动的距离。③所允许的旋转方向：有三种设置：双向、正方向和负方向。④反向信号：如果使能反向信号，效果是当PLC端进行正向控制电机时，电机实际是反向旋转。扩展参数—位置限制限位开关一般是按照下图的关系进行设置的：扩展参数—位置限制①启动硬件限位开关：激活硬件限位功能。②启动软件限位开关：激活软件限位功能。③硬件上/下限位开关输入：设置硬件上/下限位开关输入点，可以是S7-1200CPU本体上的DI点，如果有SB信号板，也可以是SB信号板上的DI点。④选择电平：设置设置硬件上/下限位开关输入点的有效电平，一般设置成低电平有效。⑤软件上/下限位开关输入：设置软件位置点，用距离、脉冲或是角度表示。

扩展参数—动态常规设置扩展参数—动态常规设置①速度限制的单位：设置参数②“最大转速”和③“启动/停止速度”的显示单位。②最大转速：用来设定电机最大转速。最大转速由PTO输出最大频率和电机允许的最大速度共同限定。③启动/停止速度：根据电机的启动/停止速度来设定该值。④加速度：根据电机和实际控制要求设置加速度。⑤减速度：根据电机和实际控制要求设置减速度。⑥加速时间：如果用户先设定了加速度，则加速时间由软件自动计算生成。用户也可以先设定加速时间，这样加速度由系统自己计算。⑦减速时间：同上。扩展参数—动态常规设置⑧激活加加速限值：激活加加速限值，可以降低在加速和减速斜坡运行期间施加到机械上的应力。如果激活了加加速度限值，则不会突然停止轴加速和轴减速，而是根据设置的步进或平滑时间逐渐调整。⑨滤波时间：如果用户先设定了加加速度，则滤波时间由软件自动计算生成。用户也可以先设定滤波时间，这样加加速度由系统自己计算。⑩加加速度：激活了加加速限值后，轴加减速曲线衔接处变平滑。扩展参数—急停设置①最大转速：与“常规”中的“最大转速”一致。②启动/停止速度：与“常规”中的“启动/停止速度”一致。③紧急减速度：设置急停速度。④紧急减速时间：如果用户先设定了紧急减速度，则紧急减速时间由软件自动计算生成。用户也可以先设定紧急减速时间，这紧急减速度由系统自己计算。扩展参数—主动回原点①输入原点开关：设置原点开关的DI输入点。

②选择电平：选择原点开关的有效电平，也就是当轴碰到原点开关时，该原点开关对应的DI点是高电平还是低电平。③允许硬件限位开关处自动反转：如果轴在回原点的一个方向上没有碰到原点，则需要使能该选项，这样轴可以自动调头，向反方向寻找原点。扩展参数—主动回原点④逼近/回原点方向：寻找原点的起始方向。也就是说触发了寻找原点功能后，轴是向“正方向”或是“负方向”开始寻找原点。扩展参数—主动回原点⑤参考点开关一侧：“上侧”指的是：轴完成回原点指令后，以轴的左边沿停在参考点开关右侧边沿。“下侧”指的是：轴完成回原点指令后，以轴的右边沿停在参考点开关左侧边沿。无论用户设置寻找原点的起始方向为正方向还是负方向，轴最终停止的位置取决于“上侧”或“下侧”。扩展参数—主动回原点⑥逼近速度：寻找原点开关的起始速度，当程序中触发了MC_Home指令后，轴立即以“逼近速度”运行来寻找原点开关。⑦参考速度：最终接近原点开关的速度，当轴第一次碰到原点开关有效边沿儿后运行的速度，也就是触发了MC_Home指令后，轴立即以“逼近速度”运行来寻找原点开关，当轴碰到原点开关的有效边沿后轴从“逼近速度”切换到“参考速度”来最终完成原点定位。“参考速度”要小于“逼近速度”，“参考速度”和“逼近速度”都不宜设置的过快。在可接受的范围内，设置较慢的速度值。工艺轴参数设置创建工艺轴常规设置驱动器设置机械设置位置限制设置动态常规设置动态急停设置主动回原点设置控制面板调试点动调试回原点调试定位调试运动控制指令解释MC_Power指令指令名称：启动/禁用轴。功能：使能轴或禁用轴。

使用要点：在程序里一直调用，并且在其他运动控制指令之前调用并使能。MC_Home指令指令名称：回原点指令功能：使轴归位，设置参考点，用来将轴坐标与实际的物理驱动器位置进行匹配。使用要点：轴做绝对位置定位前一定要触发MC_Home指令。MC_MoveAbsolute指令指令名称：绝对位置指令功能：使轴以某一速度进行绝对位置定位。使用技巧：在使能绝对位置指令之前，轴必须回原点。因此MC_MoveAbsolute指令之前必须有MC_Home指令。MC_Reset指令指令名称：确认故障功能：用来确认“伴随轴停止出现的运行错误”和“组态错误”。使用要点：Execute用上升沿触发。MC_Halt指令指令名称：停止轴运行指令功能：停止所有运动并以组态的减速度停止轴。使用技巧：常用MC_Halt指令来停止通过MC_MoveVelocity指令触发的轴的运行。MC_MoveRelative指令指令名称：相对距离指令功能：使轴以某一速度在轴当前位置的基础上移动一个相对距离。使用技巧：不需要轴执行回原点命令。

MC_MoveVelocity指令指令名称：速度运行指令功能：使轴以预设的速度运行。使用技巧：Execute用上升沿触发后，轴一直运动，可通过Halt指令，使轴停止。MC_MoveJog指令指令名称：点动指令功能：在点动模式下以指定的速度连续移动轴。使用技巧：正向点动和反向点动不能同时触发。运动控制指令编写谢谢大家01项目描述任务1开放式用户通信任务2S7协议通信PLC的主从控制0203项目描述项目描述本项目的PLC1为主控制器，负责和PLC2进行通讯，且与控制单元直接连接。PLC2直接控制伺服轴工作台运动。具体要求如：按下控制面板上的绿色自保持按钮，伺服轴上电，同时绿色自保持按钮的指示灯变亮。再按下绿色自复位按钮，绿色自复位按钮的指示灯变亮，工作台向左运动，松开按钮，该灯熄灭并且工作台停止运动。按下红色自复位按钮，红色自复位按钮的指示灯变亮，工作台向右运动，松开按钮，该灯熄灭并且工作台停止运动。任务1开放式用户通信任务1开放式用户通信-任务目标知识目标

（1）掌握S7-1200PLC的开放式用户通信原理；（2）掌握TCON、TDISCON指令的使用方法。能力目标（1）会使用开放式用户通信方式完成两台PLC的网络组态及参数配置；（2）会用开放式用户通信方式完成两台S7-1200PLC间的通信程序的编写。素养目标（1）倡导探索问题的精神；

（2）培养学生解决问题的能力。任务1开放式用户通信-任务描述本任务采用开放式用户通信方式实现上述项目要求，并完成以下工作：（1）分配IO、绘制控制电路接线图；（2）完成PLC接线；（3）正确编写PLC程序；（4）调试运行。任务1开放式用户通信-任务分析

本任务中控制单元直连PLC1，而伺服和PLC2相连。通过按钮控制伺服轴上工作台左右点动运动，需要两个PLC实现通信。要求使用开放式用户通信方式实现两台PLC的数据传输访问。可在PLC1设置一发送数据块DB1，PLC2设置一接收数据块DB2。按下按钮，发送数据块DB1中的数据能发送到接收数据块DB2中。PLC2的工艺轴运动控制指令接收到相应信号，工作台开始动作。任务1开放式用户通信-任务知识一、开放式用户通信分类在开放式用户通信中，需要通过用户程序来控制通信过程，可以用程序建立和断开事件驱动的通信连接，TIA博图软件提供了以下两种通信指令：（1）不带连接管理的通信指令。使用时需要用TCON指令来建立连接，用TDISCON指令来断开连接。TSEND、TRCV指令用于通过TCP和ISOONTCP发送和接收数据；TUSEND、TURCV指令用于通过UDP发送和接收数据。（2）带连接管理的通信指令。TSEND_C、TRCV_C指令除了具有通过TCP和ISOONTCP发送和接收数据的功能外，还具有建立和断开连接的功能，所以使用这两个指令后不再需要调用TCON和TDISCON指令。任务1开放式用户通信-任务知识二、指令介绍1.TCON、TDISCON指令TCON指令可设置并建立通信连接，设置并建立连接后，CPU将自动持续监视该连接；TDISCON指令可以终止CPU与某个连接伙伴之间的通信连接。任务1开放式用户通信-任务知识二、指令介绍2.TSEND、TRCV指令

TSEND指令可以通过现有通信连接发送数据。TRCV指令可以通过现有通信连接接收数据。TSEND、TRCV为异步执行指令。

任务1开放式用户通信-任务知识二、指令介绍3.TUSEND、TURCV指令TUSEND、TURCV指令用于通过UDP发送和接收数据，使用方法参考TCON、TDISCON指令。4.TSEND_C、TRCV_C指令TSEND_C、TRCV_C指令除了具有通过TCP和ISOONTCP发送和接收数据的功能外，还具有建立和断开连接的功能。

任务1开放式用户通信-任务实施一、PLC的IO分配

PLC1的IO分配如下表：输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0通电使能SB1（绿色自保持按钮）Q0.0通电使能指示HL/SB1（绿色自保持按钮）I0.1向左点动SB2（绿色自复位按钮）Q0.1向左运行指示HL/SB2（绿色自复位按钮）I0.2向右点动SB3（红色自复位按钮）Q0.2向右运行指示HL/SB3（红色自复位按钮）任务1开放式用户通信-任务实施一、PLC的IO分配

PLC2的IO分配如下表：输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0左极限SQ1Q0.0脉冲输出E（伺服驱动器）I0.1原点SQ2Q0.1方向输出E（伺服驱动器）I0.2右极限SQ3Q0.2复位E（伺服驱动器）I0.3伺服报警E（伺服驱动器）Q0.3伺服开启E（伺服驱动器）I0.4伺服准备就绪E（伺服驱动器）Q0.4EM2紧急停止E（伺服驱动器）I0.6伺服到位E（伺服驱动器）

I0.7零速度检测E（伺服驱动器）

任务1开放式用户通信-任务实施二、电气原理图设计任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程设备组态任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程网络设置PLC_1的PLC地址设置为192.168.0.1，PLC_2的PLC地址设置为192.168.0.2，子网掩码均设置为255.255.255.0。任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程建立连接任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计配置TSEND_C指令任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计在FC中建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计在FC中建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计在main中建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计在main中建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计在main中建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC1设计在main中建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计配置通信指令任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计建立程序任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计工作台运动控制指令任务1开放式用户通信-任务实施三、PLC编程-PLC2设计工作台运动控制指令任务2S7协议通信任务2S7协议通信-任务目标知识目标

（1）掌握西门子S7协议的通信原理；（2）掌握GET和PUT指令的使用方法。能力目标（1）会使用S7通信方式完成两台PLC的网络组态及参数配置；（2）会用S7通信方式通信方式完成两台S7-1200PLC间的通信程序的编写。素养目标（1）培养学生的举一反三地应变综合能力；（2）倡导爱国情怀。任务2S7协议通信-任务描述本任务采用S7协议通信方式实现上述项目要求，并完成以下工作：（1）分配IO、绘制控制电路接线图；（2）完成PLC接线；（3）正确编写PLC程序；（4）调试运行。任务2S7协议通信-任务分析本任务要求用S7通信协议实现两台PLC的数据传输访问，可通过以下方式来验证通信的成功是否：将PLC1发送数据块中的数据发送到PLC2的接收数据块中；PLC2对应的运动控制指令接收到信号实现相应的动作。任务2S7协议通信-任务知识知识目标

（1）掌握西门子S7协议的通信原理；（2）掌握GET和PUT指令的使用方法。能力目标（1）会使用S7通信方式完成两台PLC的网络组态及参数配置；（2）会用S7通信方式通信方式完成两台S7-1200PLC间的通信程序的编写。素养目标（1）培养学生的举一反三地应变综合能力；（2）倡导爱国情怀。任务2S7协议通信-任务知识一、S7协议

S7通信协议为西门子S7系列PLC内部集成的一种通信协议，该通信协议未公开，不能用于与第三方PLC设备的通信。S7协议是一个面向连接的协议，在数据传输之前，在两个设备之间建立一条逻辑连接，数据传输要通过遵守一组特定的规则来完成，具有较高的安全性。面向连接的通信分为单向连接和双向连接，S7-1200仅支持S7单向连接。单向连接中的客户机是向服务器请求的设备，客户机调用GET/PUT指令来读写服务器的数据，服务器在通信时是被动方，不用编写用户程序。客户机可以读和写服务器的数据，所以单向连接实际上可以实现数据的双向传输。任务2S7协议通信-任务知识一、指令介绍GET和PUT为通过PROFINET和PROFIBUS连接与S7CPU通信的指令。使用该指令前需在本地CPU属性的常规选项卡的“防护与安全”的下拉列表中选择“连接机制”，勾选“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”，为客户CPU激活通信访问功能后，才可进行数据的访问。任务2S7协议通信-任务实施一、PLC的IO分配

PLC1的IO分配如下表：输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0通电使能SB1（绿色自保持按钮）Q0.0通电使能指示HL/SB1（绿色自保持按钮）I0.1向左点动SB2（绿色自复位按钮）Q0.1向左运行指示HL/SB2（绿色自复位按钮）I0.2向右点动SB3（红色自复位按钮）Q0.2向右运行指示HL/SB3（红色自复位按钮）任务2S7协议通信-任务实施一、PLC的IO分配

PLC2的IO分配如下表：输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0左极限SQ1Q0.0脉冲输出E（伺服驱动器）I0.1原点SQ2Q0.1方向输出E（伺服驱动器）I0.2右极限SQ3Q0.2复位E（伺服驱动器）I0.3伺服报警E（伺服驱动器）Q0.3伺服开启E（伺服驱动器）I0.4伺服准备就绪E（伺服驱动器）Q0.4EM2紧急停止E（伺服驱动器）I0.6伺服到位E（伺服驱动器）

I0.7零速度检测E（伺服驱动器）

任务2S7协议通信-任务实施二、电气原理图设计任务2S7协议通信-任务实施三、PLC编程网络设置PLC_1的PLC地址设置为192.168.0.1，PLC_2的PLC地址设置为192.168.0.2，子网掩码均设置为255.255.255.0。任务2S7协议通信-任务实施三、PLC编程建立连接任务2S7协议通信-任务实施三、PLC编程PLC1程序编写在PLC1端新建FC函数块，然后在函数块中建立程序。任务2S7协议通信-任务实施三、PLC编程PLC1程序编写任务2S7协议通信-任务实施三、PLC编程PLC1程序编写任务2S7协议通信-任务实施三、PLC编程PLC1的main主程序和上一个任务的主程序一致。PLC2中无需编写通信程序，除主程序外只有工作台运动函数块，且工作台运动函数块程序和上一任务的工作台运动块程序一致。PLC2的主程序只需调用工作台运动函数块，如下图。谢谢大家01项目描述任务1变频器的多段速控制任务2模拟量对变频器的控制传送带的调速控制020304任务3ModbusRTU通信控制项目描述项目描述现要设计一条生产线，该产线上的传送带由控制面板的按钮控制，通过控制面板能够控制传送带的启动、停止、加速和减速。输送带的控制部分采用三菱FR-E700系列变频器，西门子S7-1200系列PLC。任务1变频器多段速控制任务1变频器多段速控制-任务目标知识目标

（1）了解变频器的多段速控制方法及给定原理；（2）了解PLC的数据结构与类型。能力目标（1）掌握变频器多段速参数的设置方法，会正确接线和调试；（2）掌握通过数据转换至PLC输出的编程技巧。素养目标（1）倡导自强不息、坚忍刚毅的精神；（2）引导学生形成正确的价值观、人生观、就业观。任务1变频器多段速控制-任务描述本任务采用多段速度的控制方法，通过升降速按钮调节速度，最小频率5Hz，最高频率为50Hz，频率间隔为5Hz。具体控制要求如：（1）共10段速度可调节，最小频率为5Hz，最大频率为50Hz，频率间隔为5Hz；（2）设置2个按钮多段速度的调节，每按压一次升速按钮，频率上升5Hz，直至最高频率50Hz；每按压一次降速按钮，频率下降5Hz，直至最低频率5Hz；（3）设置启动、停止按钮各1个，控制传送带的启停。任务1变频器多段速控制-任务分析变频器的多段速控制，即为通过变频器的数字量输入端子的组合控制，实现对电机的多段速度的运行控制。本任务需要控制10个固定频率，可将端子状态按二进制编码顺序排列，4个输入端的排列组合的二进制数值为0～15，能实现15段速度的控制，满足本任务要求。任务1变频器多段速控制-任务知识一、变频器多段速控制三菱FR-E700变频器端子接线图任务1变频器多段速控制-任务知识二、二进制数据转换变频器的多段速控制是通过变频器的多个端子ON、OFF的组合操作实现，在表3-1中的15段速度的4个端子组合而成的二进制编码数值为1～15。大多变频器的1速～15速对应与二进制编码的数值为1～15，这样通过二进制编码方式进行变频器的多速段控制，会简化PLC的控制程序。PLC的4个输出端子对应接入变频器的的4个多速段控制端子后，可对PLC的4个输出端直接赋值二进制数值即可设置对应速度段。端子低速中速高速4速5速6速7速8速9速10速11速12速13速14速15速RL100110101010101RM010101100110011RH001011100001111REX000000011111111十进制124356789101112131415寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0MB0M0.7M0.6M0.5M0.4M0.3M0.2M0.1M0.0QB0--------Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0寄存器与PLC输出位进行连接变频器的多段速端子控制任务1变频器多段速控制-任务实施一、I/O分配输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0输送带启动SB1Q0.0多速段控制变频器RL端子I0.1输送带停止SB2Q0.1多速段控制变频器RM端子I0.2输送带升速SB3Q0.2多速段控制变频器RH端子I0.3输送带减速SB4Q0.3多速段控制变频器REX端子

Q0.4变频器运行变频器STF端子变频器的多段速端子控制变频器的多段速端子控制变频器端子PLC端子1速2速3速4速5速6速7速8速9速10速RLQ0.01010101010RMQ0.10110011001RHQ0.20001111000REXQ0.30000000111二进制编码数值12345678910频率设定值5Hz10Hz15Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz45Hz50Hz任务1变频器多段速控制-任务实施二、电气原理图设计

任务1变频器多段速控制-任务实施三、变频器参数设置

参数编号参数名称设定值说明Pr.1上限频率50Hz最高输出频率Pr.79运行模式旋转2外部端子控制运行模式Pr.184RES端子功能选815速选择Pr.6低速频率设定5Hz1速频率设定Pr.5中速频率设定10Hz2速频率设定Pr.244速频率设定15Hz3速频率设定Pr.4高速频率设定20Hz4速频率设定Pr.255速频率设定25Hz5速频率设定Pr.266速频率设定30Hz6速频率设定Pr.277速频率设定35Hz7速频率设定Pr.2328速频率设定40Hz8速频率设定Pr.2339速频率设定45Hz9速频率设定Pr.23410速频率设定50Hz10速频率设定任务1变频器多段速控制-任务实施四、PLC编程

任务1变频器多段速控制-任务实施四、PLC编程

任务1变频器多段速控制-任务实施四、PLC编程

任务1变频器多段速控制-任务实施四、PLC编程

任务2模拟量对变频器的控制任务2模拟量对变频器的控制-任务目标知识目标

（1）了解PLC各模拟量模块的技术规范；（2）掌握NORM_X标准化指令与SCALE_X缩放指令的使用方法。能力目标（1）会完成PLC与变频器的接线；（2）会进行变频器的参数设置；（3）会使用PLC模拟量对变频器调速控制的程序编写和调试。素养目标（1）倡导学无止境的精神；（2）引导学生学习知识能够融会贯通。任务2模拟量对变频器的控制-任务描述本任务使用PLC的模拟量输出对一传送带进行调速控制。具体控制要求如：（1）通过两个按钮分别增加和减小PLC内部寄存器的数值，从而调节变频器的频率，实现输送带速度的调节。（2）设置启动、停止按钮各1个，控制传送带的启停。任务2模拟量对变频器的控制-任务分析本任务先将一个数值赋值给PLC内部寄存器，通过两个按钮对该数值进行定值增加和减小，PLC的模拟量输出传送给变频器，从而调节输送带速度。通过PLC的数字量输出控制变频器的启停即可满足要求。任务2模拟量对变频器的控制-任务知识型号订货号分辨率负载信号类型量程范围CPU本体模拟量输入-10位0～10V0～27648SM12314x模拟量输入6ES7231-4HD32-0XB012位+符号位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SM12314x模拟量输入6ES7231-5ND32-0XB015位+符号位±10V,±5V,±2.5V，±1.25V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SM12318x模拟量输入6ES7231-4HF32-0XB012位+符号位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SM12344x模拟量输入/2x模拟量输出6ES7233-4HE32-0XB012位+符号位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA，4～20mA0～27648SB12311x模拟量输入6ES7231-4HA30-0XB011位+符号位±10V，±5V，±2.5V-27648～276480～20mA0～27648型号订货号分辨率负载信号类型量程范围CPU本体模拟量输入-10位0～20mA0～27648SM12322x模拟量输出6ES7232-4HB32-0XB014位±10V-27648～2764813位0～20mA，4～20mA0～27648SM12324x模拟量输出6ES7232-4HD32-0XB014位±10V-27648～2764813位0～20mA，4～20mA0～27648SM12344x模拟量输入/2x模拟量输出6ES7233-4HE32-0XB014位±10V-27648～2764813位0～20mA，4～20mA0～27648SB12321x模拟量输出6ES7232-4HA30-0XB012位±10V-27648～2764811位0～20mA0～27648模拟量输入模拟量输出一、PLC模拟量模块任务2模拟量对变频器的控制-任务知识二、模拟量量程计算任务2模拟量对变频器的控制-任务知识二、模拟量量程计算任务2模拟量对变频器的控制-任务知识二、模拟量量程计算任务2模拟量对变频器的控制-任务实施一、PLC的IO分配输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0变频器启动SB1Q0.0变频器运行变频器STF端子I0.1变频器停止SB2AQ0模拟量输出变频器2号端子I0.2变频器升速SB3

I0.3变频器减速SB4

任务2模拟量对变频器的控制-任务实施二、电气原理图设计任务2模拟量对变频器的控制-任务实施三、变频器参数设置参数编号参数名称设定值说明Pr.1上限频率50Hz最高输出频率Pr.79运行模式旋转2外部端子控制运行模式Pr.73端子2输入0端子2输入0～10VPr.125模拟量输入偏置25改变5V输入时的频率任务2模拟量对变频器的控制-任务实施四、PLC编程任务2模拟量对变频器的控制-任务实施四、PLC编程任务2模拟量对变频器的控制-任务实施四、PLC编程任务2模拟量对变频器的控制-任务实施四、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制任务3ModbusRTU通信控制-任务目标知识目标

（1）了解ModbusRTU通讯协议的基础知识；（2）掌握PLC及变频器通信参数的含义。能力目标（1）会进行PLC与变频器的安装接线和调试；（2）会用轮询读写的方式编写PLC与变频器ModbusRTU通信的程序。素养目标（1）倡导勇于开拓的创新精神；（2）培养学生的信息化素养。任务3ModbusRTU通信控制-任务描述本任务采用ModbusRTU通信协议使PLC对变频器的控制，驱动一输送带设备。具体控制要求如：（1）通过通信控制变频器的启动、停止及运行频率的设定；（2）通过通信读取变频器的运行频率、运行电流值。任务3ModbusRTU通信控制-任务分析三菱FR-E700系列变频器自带RS485的串行通信接口，并支持ModbusRTU通信协议。西门子S7-1200系列PLC需要安装具有串行通信接口的CM1241通讯模块或CB1241信号板后与变频器建立通信。PLC设置启动、停止按钮各1个，控制传送带的启停。设置2个按钮用于速度的调节，每按压一次升速按钮，频率上升5Hz，直至最高频率50Hz；每按压一次降速按钮，频率下降5Hz，直至最低频率5Hz。任务3ModbusRTU通信控制-任务知识Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气SchneiderElectric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。Modbus是一种单主/从通信协议。MODBUS网络上只有一个主站，主站没有地址，从站的地址范围为0-247，其中0为广播地址，从站的实际地址为1-247。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP，其中ModbusRTU为最常用的，也是本任务中所用的协议。一、ModbusRTU通信概述任务3ModbusRTU通信控制-任务知识二、ModbusRTU通信指令任务3ModbusRTU通信控制-任务知识二、ModbusRTU通信指令任务3ModbusRTU通信控制-任务知识二、ModbusRTU通信指令MODEModbus功能DATA_LENDATA_ADDR操作0011～2000或1～1992个位1～9999读1个或多个输出位0021～2000或1～1992个位10001～19999读1个或多个输入位0031～125或1～124个字40001～49999或400001～465535读1个或多个保持寄存器0041～125或1～124个字30001～39999读1个或多个输入字104041～125或1～124个字00000～65535读1个或多个输入字1051个位1～9999写1个输出位1061个字40001～49999或400001～465535写1个保持寄存器2151～1968或2～1960个位1～9999写多个输出位2162～123或1～122个字40001～49999或400001～465535写多个保持寄存器2151～1968或2～1960个位1～9999写1个或多个输出位2162～123或1～122个字40001～49999或400001～465535写1个或多个保持寄存器1111读取从站通信状态字和事件计数器。状态字指示忙闲情况（0为不忙，0xFFFF为忙）。每成功完成一条消息，事件计数器的计数值递增。对于该功能，Modbus_Master的DATA_ADDR和DATA_LEN操作数都将被忽略。8008利用数据诊断代码0x0000检查从站状态，每个请求1个字。8108利用数据诊断代码0x000A重新设置从站事件计数器每个请求1个字。Modbus功能任务3ModbusRTU通信控制-任务实施一、PLC的IO分配输入输出地址功能外接元件地址功能外接元件I0.0变频器启动SB1I0.1变频器停止SB2I0.2变频器升速SB3

I0.3变频器减速SB4

任务3ModbusRTU通信控制-任务实施二、电气原理图设计任务3ModbusRTU通信控制-任务实施三、PLC通信接口的连接针脚编号功能名称说明1GND逻辑接地或通信接地2TxD+1用于连接RS422输出，不适用于RS4853TxD+信号B（RxD/TxD+），输入/输出4RTS请求发送（TTL电平）输出5GND逻辑接地或通信接地6PWR+5V与100Ω串联电阻输出7空未连接8TxD-信号A（RxD/TxD-），输入/输出9TxD-1用于连接RS422输出，不适用于RS485SHELL外壳机壳接地任务3ModbusRTU通信控制-任务实施四、变频器接口连接任务3ModbusRTU通信控制-任务实施四、变频器接口连接任务3ModbusRTU通信控制-任务实施五、变频器参数设置参数编号参数名称设定值说明Pr.1上限频率50Hz最高输出频率Pr.79运行模式旋转0外部端子控制运行模式Pr.117通讯站号1变频器站地址Pr.118通讯速率192通讯速率设置为19200bpsPr.120奇偶校验2偶校验，停止1位Pr.338通讯运行指令权0启动指令权通讯Pr.339通讯速率指令权0频率指令权通讯Pr.340通讯启动模式选择1网络运行模式Pr.502通讯异常时停止模式选择0通讯异常后变频器自由停止Pr.549通讯协议选择1选择ModbusRTU协议任务3ModbusRTU通信控制-任务实施五、变频器参数设置寄存器定义读取/写入说明4002变频器复位写入写入值可任意设定4009变频器状态/控制输入命令*1读取/写入参照表3-15定义40014运行频率（RAM值）读取/写入

40201输出频率/转速读取频率单位为0.01Hz40202输出电流读取单位0.01A变频器Modbus寄存器定义任务3ModbusRTU通信控制-任务实施五、变频器参数设置变频器状态／控制输入命令定义位控制输入命令变频器状态0停止命令RUN（变频器运行中）*21正转命令正转中2反转命令反转中3RH（高速指令）*1SU（频率到达）4RM（中速指令）*1OL（过载）5RL（低速指令）*1060FU（频率检测）*27RT（第2功能选择）ABC（异常）*28AU（电流输入选择）090010MRS（输出停止）*10110012RES（复位）*1013001400150异常发生任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程任务3ModbusRTU通信控制-任务实施六、PLC编程谢谢大家01虚拟水箱控制系统搭建液位的手动调节液位的PID调节水箱的PID控制0203虚拟水箱系统搭建什么是虚拟水箱控制系统PLC控制器液位计进水阀出水阀本项目采用FACTORYIO软件提供的虚拟水箱代替实际居民楼屋顶水箱，使用西门子S7-1200PLC（CPU1212CDC/DC/DC）作为虚拟水箱的控制器，对水箱进行液位控制。FACTORYI/OFACTORYI/O是一款蕴含了工业系统搭建、PLC编程、PLC控制系统调试等技能训练的PLC交互式教学仿真软件。FACTORYI/O提供超过20个典型的工业应用场景让您如身临其境般地练习控制任务。创建虚拟水箱选择LevelControl创建虚拟水箱创建后的虚拟水箱液位的手动调节液位传感器液位传感器是一种常见的测量液位位置的传感器，它是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出。一般输出的信号是电流4-20mA，0-20mA，或电压0-5V，1-5V，0-10V等，通常电流型的是二线或四线制输出，而电压型的三线制输出。液位获取本项目所使用的液位传感器为连续测量的液位传感器，其固定在虚拟水箱上。它的量程为0-3000mm，输出为电压信号（0-10V）。如下图程序所示为标准0-10V模拟量输入信号对应0-3000mm液位深度的量程换算示例。IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.3FACTORYI/O(Running)1QW30进水阀控制2IW30液位计数字量输入2QW32出水阀控制PLC组态选用西门子S7-1200PLC(CPU1212CDC/DC/DC)、模拟量输入模块（4输入）和模拟量输出模块（4输出）程序编写左图为PLC的主程序，其中函数MHJ-PLC-Lab-Function-S71200为S7-PLCSIM和FACTORYI/O的通信连接函数，可在FACTORYI/O官网下载。虚拟水箱的配置与运行驱动参数设置虚拟水箱的配置与运行驱动参数设置虚拟水箱的配置与运行选择SiemensS7-PLCSIM虚拟水箱的配置与运行配置PLC信息左图所示：其中布尔输入1个，偏移量为0；字输入1个，字输出2个，偏移量为30。虚拟水箱的配置与运行配置好PLC信息的驱动虚拟水箱的配置与运行连接：PLC仿真运行后，点击“连接”实现虚拟水箱和PLC的连接。驱动完成和PLC连接后，呈现如下图所示状态。运行：点击下图所示红色框内的按钮，启动虚拟水箱仿真。虚拟水箱的配置与运行虚拟水箱对应出水阀门的开度18%，水箱以一定速度向外放水，其设置如下图所示。PLC运行调试在PLC监控表如下图设置进水阀门的数值为10000，对应虚拟水箱进水阀的开度为36%，水箱则开始注水。然后设置出水阀的数值为5000。水箱液位调节液位的PID调节水箱液位的PID整定过程PID的控制方式PID仿真调节过程分析PLC变量与水箱控制器新建中断组织块，编写PID程序设置PID指令相关参数PID自整定调节开启PLC仿真，运行虚拟水箱变量绑定参数设置PID调节编写PID仿真开启PID控制器参数使用PID控制器前，需要对其进行组态参数设置，分为基本设置、过程值设置、高级设置等部分。基本设置—控制器类型①为设定值、过程值选择物理量和测量单位。②PID_Compact反作用时，可以勾选“反转控制逻辑”。正作用是随着PID控制器的偏差增大，输出值增大；反作用是随着PID控制器的偏差增大，输出值减小。③要在CPU重启后切换到“模式”(Mode)参数中保存的工作模式，请勾选“在CPU重启后激活模式”。④Mode模式的设置类型选项，如精确调节、预调节等。基本设置—定义Input/Output参数定义PID过程值和输出值的内容，选择PID_Compact指令的输入、输出变量的引脚和数据类型。过程值设置—过程值限值过程值限制设置界面如上图所示，必须满足过程值下限小于过程值上限。如果过程值超出限值，就会出现错误(ErrorBits=0001h)。过程值设置—过程值标定过程值标定设置界面如左图所示，以下三点为相关设置的解释：①当且仅当在Input/Output中输入选择为“Input_PER”时，才可组态过程值标定。②如果过程值与模拟量输入值成正比，则将使用上下限值对来标定Input_PER。③必须满足范围的下限小于上限。高级设置—过程值监视①过程值的监视限值范围需要在过程值限值范围之内。当过程值超过或达到警告限值，相应的InputWarning位变1，PID控制器的工作模式保持不变。②过程值超过过程值限值，Error变1，ErrorBits变0001，PID输出报错，切换工作模式。高级设置—输出值限值①在“输出值的限值”窗口中，以百分比形式组态输出值的限值。无论是在手动模式还是自动模式下，都不要超过输出值的限值。②手动模式下的设定值必须介于输出值的下限与输出值的上限之间的值。③如果在手动模式下指定了一个超出限值范围的输出值，则CPU会将有效值限制为组态的限值。④PID_Compact可以通过组态界面中输出值的上限和下限修改限值。最广范围为-100.0到100.0，如果采用Output_PWM输出时限制为0.0到100.0。高级设置—对错误的响应①在PID_CompactV1时，如果PID控制器出现错误，PID会自动切换到“未激活”模式。在PID_CompactV2时，可以预先设置错误响应时PID的输出状态。以便在发生错误时，控制器在大多数情况下均可保持激活状态。②如果控制器频繁发生错误，建议检查Errorbits参数并消除错误原因。高级设置—手动输入PID参数①启用手动输入后，在PID_Compact组态界面才可以修改PID参数②通过组态界面修改参数（此处修改的参数对应工艺对象背景数据块>Static>Retain>PID参数）需要重新下载组态并重启PLC。建议直接对工艺对象背景数据块进行操作。③控制器结构可在预调节和精确调节期间计算PID或者PI参数。PID_Compact调试面板①采样时间：选择调试面板测量功能的采样时间；启动：激活PID_Compact趋势采集功能。②调节模式：选择整定方式；启动：激活调节模式。③实时趋势图显示：以曲线方式显示Setpoint（给定值），Input（反馈值），Output(输出值)。④标尺：更改趋势中曲线颜色和标尺中的最大/最小值。⑤调节状态：显示进度条与调节状态。当调节完成后，整定出的参数会实时更新至工艺对象背景数据块>Retain>PID参数中。PLCIO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.0Start（启动）1Q0.0StartLight2I0.1Reset（复位）2Q0.1ResetLight3I0.2Stop（停止）3Q0.2StopLight4I0.3FACTORYI/O(Running)4QW30进水阀控制5IW30液位计数字量输入5QW32出水阀控制6IW32流量计数字量输入6QW34液位设定值显示7IW34液位值设定7QW36液位当前值显示PLC程序编写添加中断组织块PLC程序编写在中断组织块中，添加PID_Compact指令PLC程序编写编写PID_Compact指令PLC程序编写主程序PLC程序编写整定调试通过旋钮设定液位值，启动“Start”按钮。整定调试点击“Start”，启动预调节。整定调试预调节完成后，选择调节模式下的精确调节，再点击Start按钮。谢谢大家01项目介绍DeviceNet通信实现PROFINET通信实现机器人码垛的自动控制0203项目描述控制要求通过控制面板上的按钮启动机器人将物料盘上的6个方块放置到空的物料盘上。具体要求如下：按下控制面板上的绿色自保持按钮，机器人上电，同时绿色自保持按钮的指示灯变亮。再按下绿色自复位按钮，绿色自复位按钮的指示灯变亮，机器人延时2秒后开始码垛工作。按下红色自复位按钮，红色自复位按钮的指示灯变亮，机器人工作暂停，绿色自复位按钮的指示灯熄灭；再次按下绿色自复位按钮，绿色自复位按钮的指示灯变亮，机器人继续码垛工作，红色自复位按钮的指示灯熄灭。DeviceNet通信实现DeviceNet通信DeviceNet通信是由美国Allen-Bradley公司(后被Rockwell自动化公司合并)所开发,它是一个简单、廉价而高效的通信协议,是自动化领域常见的一种网络通信方式，ABB工业机器人可基于DeviceNet网络建立与西门子PLC通信的网络。ABB标准I/O板最常用的ABB标准I/O板DSQC651和DSQC652，本任务使用DSQC652板，其主要提供16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。ABB机器人信号分配信号名称工业机器人I/O地址功能说明对应硬件信号类型QuickChange0控制快换装置信号。DSQC652输出Grip2控制夹爪工具信号。DSQC652输出RobMotorOn0电机上电信号。DSQC652输入RobStart1机器人运行信号。DSQC652输入RobStop2机器人停止信号。DSQC652输入ABB机器人信号设置配置板卡ABB机器人信号设置配置板卡ABB机器人信号设置配置信号ABB机器人信号设置配置信号ABB机器人系统信号设置ABB机器人程序数据建立取料盘6个物块的位置数据，存放在数组pq中；放料盘6个即将放置物块的位置数据，存放在数组pf中。取放工具的位置数据存放在pTool中。ABB机器人程序抓取夹具程序GetToolABB机器人程序从取料盘依次取物块放置放料盘中，使用For循环指令完成该操作ABB机器人程序放置夹具程序PutToolABB机器人程序主程序IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.0（上电按钮）绿色自保持按钮1Q0.0绿色自保持按钮指示灯2I0.1（运行按钮）绿色自复位按钮2Q0.1绿色自复位按钮指示灯3I0.2（暂停按钮）红色自复位按钮3Q0.2红色自复位按钮指示灯

4Q0.3电机上电

5Q0.4机器人运行

6Q0.5机器人停止PLC编程PROFINet通信实现通信连接本任务中S7-1200PLC和ABB机器人的信号交互是PROFINET通信协议来实现的，两者通过网线连接。PROFINET介绍PROFINET是针由PI推出的一种开放式的工业以太网标准，主要用于工业自动化和过程控制领域，符合IEEE802.3规范下的内容，具备自动协商、自动交叉的功能。它是一种基于以太网的技术，因此具有和标准以太网相同的一些特性如全双工、多种拓扑结构等，其速率可达百兆或千兆。PROFINET通信要求（1）博途软件安装ABBGSD文件ABB公司根据PROFINET现场总线的规范开发了自己的GSD文件，包括制造商和设备的名称、硬件和软件的版本状态等，保证了PROFINET设备的即插即用。在博途软件中完成PLC的配置后，需要加载相应的robotGSD文件，然后在硬件配置中添加robot模块的配置。同时，需要配置通信图像区域模块。（2）机器人示教器的设置首先，验证ABB工业机器人是否具有支持PROFINET软件选项，如888-2、888-3、840-3选项，这三个选项在使用上有些许差异。（3）设置ABB机器人的IP地址，将其和PLC置于同一网段。硬件连接机器人控制柜的网线连接使用888-3PROFINETDevice做从站，将网线连接到机器人主机内X5口上。博途软件配置博途软件配置添加机器人设备后的PLC网络视图博途软件配置根据实际通讯需要添加通讯数据的长度，这里添加输入和输出都是64个字节，并设置输入输出的PLC地址，起始地址为100。博途软件配置更改机器人的IP和名称，PLC和机器人的PROFINET通信连接成功。IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.0（上电按钮）绿色自保持按钮1Q0.0绿色自保持按钮指示灯2I0.1（运行按钮）绿色自复位按钮2Q0.1绿色自复位按钮指示灯3I0.2（暂停按钮）红色自复位按钮3Q0.2红色自复位按钮指示灯

4Q100.0电机上电

5Q100.1机器人运行

6Q100.2机器人停止PLC编程机器人通信配置“控制面板>配置”，进入下图所示界面，该界面的主题为“I/O”，需切换至“Communication”主题。机器人通信配置选择“IPSetting”机器人通信配置完成“IPSetting”机器人通信配置配置输入输出字节数，选择“PROFINETInternalDevice”。机器人通信配置进入“PROFINETInternalDevice”编辑界面，将InputSize和OutputSize都设置为64。机器人通信配置更改机器人站点名称，点击“IndustrialNetwork”机器人通信配置将PROFINETStationName设置为ABBRob，如下图所示，与PLC的组态模块名称一致。机器人通信配置添加三个数字量输入信号，分别为RobMotorOn_P、RobStart_P和RobStop_P，都绑定到名称为“PN_Internal_Device”的PROFINETInternalDevice设备。添加完成后重新启动机器人系统。谢谢大家01项目介绍WinCC控制电机WinCC可视化监控混凝土设备基