西門子6ES7314-6BH04-0AB0

數字化的信息傳遞，提高了系統的自動化水平及運行的可靠性，解決了模擬信號傳輸所引起的干擾及漂移問題。

    (3)其通信介質采用RS-485屏蔽雙絞線，遠可達1000m，因此可有效地減少控制電纜的數量，原系統中需要20芯控制電纜一般在4根以上，現在只需工作電源就可以，從而可以大大減少開發和工程費用，提高可靠性。

    (4)通訊速率較高，可達187.5kbps。對于有5個變頻器，每個調速器有六個過程數據需刷新的系統，PLC的典型掃描周期為幾百毫秒。

    (5)它采用與PROFIBUS相似的操作模式，總線結構為單主站、主從存取方式。報文結構具有參數數據與過程數據，前者用于改變調速器的參數，后者用于快速刷新調速器的過程數據，如啟動停止、邏輯鎖定、速度給定、力矩給定等。具有*的快速性與可靠性。

    2.2西門子USS通信協議[1]

    (1)協議概況

    ●Siemens驅動器所定義的USS協議，是Profibus通信協議的簡化，通過其總線可以連接31個節點，傳輸速率可以達到19.2k比特率，通過主站(PC、PLC)進行控制。

    ●USS總線上的每個傳動裝置都有一個站號，主站通過它識別每個傳動裝置。

    ●USS可以是主從結構:從站回應主站發來的報文并發送報文。也可以是廣播通訊方式:報文同時發送給所有的傳動裝置。

    (2)協議說明

    所有數據報文都由14個字節組成，是標準的異步報文格式:1個起始位，8個數據位，一個偶校驗位和一個停止位。數據報文的結構如下:

    主站到從站的報文格式:

    從站到主站的報文格式:

    (3)USS協議報文描述

    ●STXSTX是單字節的ASCⅡSTX字符(值為02),表示報文的開始。

    ●LGELAE是單字節區域，表示報文中LAE區域后的字節數。

    ●ADRADR是單字節區域，包含從站傳動裝置的地址::

    其中位5是廣播位。選擇是否將這報文以廣播方式發送給總線上的所有驅動器，位0~4是驅動器總線地址。

    ●BCCBCC是單字節區域，對報文中該區域以前所有的字節進行異或校驗。

    ●INDIND是16位的區域，通用傳動裝置應設為0。

    ●PKEPKE是16位的區域，用來控制傳動裝置的參數讀寫，定義如下:位0~10為參數號，位12~15為參數讀寫控制，如2038H，2代表讀參數，38H表示十進制ID為56的參數。

    ●VALVAL是16位的區域，通過讀寫參數命令將參數值寫到對應的參數ID中。

    STW是16位的控制字區域，控制傳動裝置的運行，如047F表控制電機正向運行。

    ZSW是16位的狀態字區域，表示傳動裝置不同的運行狀態。

    ●HSW/HIWHSW是設定電機速度的16位的區域。如4000H對應額定速度的100%

    HIW是讀取電機速度的16位區域，可以讀出電機速度。如當前轉速=(HIW×額定速度)/4000H。

    3自由口設定

    3.1鉆機傳動系統設備配置

    多年來，我國鉆機市場一直以機械鉆機為主，通過柴油發電機帶動變速齒輪箱來調節絞車和泥漿泵的轉速，率低下，耗能高，故障率高。隨著鉆機市場電驅動鉆機的推廣與普及，我國的鉆機經歷了購買二手舊鉆機，進口新鉆機到自主生產的過程，在此基礎上，鉆機也進行了一次大的更新，從模擬電路控制直流傳動到數字化的直流傳動設備，再到到高性能的具有通信功能的傳動設備;在鉆機實現自動化過程也經歷了由繼電器到開關量PLC再到高性能PLC(模擬量+總線通訊)的過程，現階段鉆機設備配置以高性能PLC控制為主，通過通訊功能讀取數據和并根據工況改寫驅動器的相關數據，這樣*的控制理論(模糊控制、神經網絡控制等)就很容易的通過上位機實現，從而控制交直流驅動器實現調速的智能化。該系統通過S7-200CPU226作為主站，五臺6SE71系列變頻器作為從站，其中650kW的變頻器帶動絞車/鉆機，500kW的變頻器兩兩同步工作，帶動1300系列的泥漿泵，參見圖1。

    圖1USS通訊系統配置

    3.2自由口用戶數據存儲器[3]

    在USS協議中，用戶數據存儲器分配如附表:

    附表

    驅動器參數設定區VB0-VB39共40個字節

    發送/接受緩沖區從VB40開始，用戶自由分配

    系統數據區VB4022-VB4095共74個字節

    其中驅動器參數設定區主要完成從站數目(VB0)、每個從站LAE長度設定(VB1-VB31)、廣播傳送方式LAE(VB33)長度、傳送時間(VW34)，初始化發送/接受緩沖區首地址(VD36)(設定值為VB40-VB4021)，其中V表示可變、B為字節、W為字、D為雙字。

    3.3用戶數據區設定

    在USS協議中每個從站需要44個字節，發送/接受緩沖區各占22個字節(對應從站+USS協議(發送+接受)+狀態位)，其中狀態位表示數據發送狀態，在該系統中發送/接收首地址設為VB2000，用戶數據區以循環方式傳送數據時分配如下:

    絞車:從站1，地址VB2000-2043

    泥漿泵1的A變頻器:從站2，地址VB2044-2087

    泥漿泵1的B變頻器:從站3，地址VB2088-2131

    泥漿泵2的A變頻器:從站4，地址VB2132-2175

    泥漿泵1的B變頻器:從站5，地址VB2176-2219

    以廣播方式發送數據時地址如下:

    只有發送緩沖區:VB2220-2263，接受緩沖區同上

    定義完數據區后，就可以根據每個地址的功能，在PLC編程時寫入相應的控制字就可以完成控制功能。

    3.4通信功能設定

西門子PLC系統故障分類和故障診斷
1．外部設備故障
外部設備就是與實際過程直接聯系的各種開關、傳感器、執行機構、負載等。這部分設備發生故障，直接影響系統的控制功。
2．系統故障
這是影響系統運行的全局性故障。系統故障可分為固定性故障和偶然性故障。
故障發生后，可重新啟動使系統恢復正常，則可認為是偶然性故障。
重新啟動不能恢復而需要更換硬件或，系統才能恢復正常，則可認為是固定故障。
3．硬件故障
這類故障主要指系統中的模板（特別是I/O模板）損壞而造成的故障。這類故障一般比較明顯，影響局部。
4．故障
本身所包含的錯誤，主要是設計考慮不周，在執行中一旦條件滿足就會引發。在實際工程應用中，由于工作復雜、工作量大，因此錯誤幾乎難以避免。
對于可編程控制器組成的控制系統而言，絕大部分故障屬于上述四類故障。根據這一故障分類，可以幫助分析故障發生的部位和產生的原因。
可編程控制器的自診斷測試
可編程序控制器具有*的自診斷測試功能，在系統發生故障時要充分利用這一功能。在進行自診斷測試時，都要使用診斷調試工具，也就是編程器。
利用系統功能進行診斷測試
利用可編程控制器本身所具有的各種功能，自行編制、采取一定措施、結合具體分析確定故障原因。
用戶通過程序可以編輯組織塊，來告訴CPU當出現故障時應如何處理，
如果相應的故障組織塊OB沒有編程，當出現該故障時，CPU轉到“STOP”狀態。

西門子6ES7314-6BH04-0AB0說明書

S7-200CPU上的通訊口，通訊距離究竟有多遠？
《S7200系統手冊》上給出的是一個網段50m，這是在符合規范的網絡條件下，能夠保的通訊距離。凡超出50m的距離，應當加中繼器。加一個中繼器可以延長通訊網絡50米。如果加一對中繼器，并且它們之間沒有S7-200CPU站存在（可以有EM277），則中繼器之間的距離可以達到 1000米。符合上述要求就可以做到非常可靠的通訊。
實際上，有戶做到了超過50m距離而不加中繼器的通訊。西門子不能保這樣的通訊一定成功。
18、用戶在設計網絡時，應當考慮到哪些因素？
S7-200CPU上的通訊口在電氣上是RS-485口，RS-485支持的距離是1000m
S7-200CPU上的通訊口是非隔離的，需要注意保網絡上的各通訊口電位相等
信號傳輸條件（網絡硬件如電纜、連接器，以及外部的電磁環境）對通訊成功與否的影響很大
19、S7-200的有實時時鐘嗎？
CPU221、CPU222沒有內置的實時時鐘，需要外插“時鐘/電池卡”才能獲得此功能。CPU224、CPU226和CPU226XM都有內置的實時時鐘。

 西門子通訊口參數如何設置？
缺省情況下，S7-200CPU的通訊口處于PPI從站模式，地址為2，通訊速率為9.6K。
要更改通訊口的地址或通訊速率，必須在系統塊中的CommunicaitonPorts（通訊端口）選項卡中設置，然后將系統塊到CPU中，新的設置才能起作用。
24、如何設置通訊口參數才能提高網絡的運行性能？
假設一個網絡中有2號站和10號站作為主站，（10號站的）地址設置為15。則對于2號站來說，所謂地址間隙就是3到9的范圍；對于10號站來說，地址間隙就是11到站址15的范圍，同時還包括0號和1號站。
網絡通訊中的主站之間會傳遞令牌，分時單獨控制整個網絡上的通訊活動。網絡上的所有主站不會同時加入到令牌傳遞環內，因此必須由某個持有令牌的主站定時查看比自己高的站址是否有新的主站加入。刷新因數指的就是在第幾次獲得令牌后檢查一次高站址。
如果為2號站設置了地址間隙因數3，則在2號站第三次拿到令牌時會檢查地址間隙中的一個地址，看是否有新的主站加入。
設置比較大的因數會提高網絡的性能（因為無謂的站址檢查少了），但會影響新的主站加入的速度。如下設置會使網絡的運行性能提高：
1）設置接近實際站址的地址
2）使所有主站地址連續排列，這樣就不會再進行地址間隙中的新主站檢測。
25、如何設置保持功能？
保持設置定義CPU如何處理各區的保持任務。在保持設置區中選中的就是要“保持”其內容的區。所謂“保持”就是在CPU斷電后再上電，區域的內容是否保持斷電前的狀態。在這里設置的保持功能靠如下幾種方式實現：
在這里設置的保持功能靠CPU內置的超級電容實現，超級電容放電完畢后，如果安裝了外插電池（或CPU221/222用的時鐘/電池）卡，則電池卡會繼續保持的電源供電，直到放電完畢在斷電前被自動寫入相應的EEPROM區中（如果設置MB0-MB13為保持）

產品屬性：
PS 307; 10 A 電源模塊的屬性：
輸出電流為 10 A；
輸出電壓為 24 V DC；防短路和防開路；
與單相交流電源連接（額定輸入電壓為 120/230 V AC，50/60 Hz）；
安全電氣隔離，符合 EN 60 950 (SELV)，可用作負載電源。

方框圖：

PS 307; 10 A 的方框圖

 
圖片: PS 307; 10 A 電源模塊的方框圖

線路保護

PS 307;10 A 電源模塊的主電源應使用具有下列額定值的微型斷路器（例如 Siemens 5SN1 系列）進行保護：

• 230 V AC 時的額定電流：10 A
• 跳閘特性（類型）：C。

對非典型工作條件的響應

列表: PS 307; 10 A 電源模塊對非典型工作條件的響應