6ES7512-1SK01-0AB0技術參數

原系統的PLC掃描一周的時間高達幾十毫秒，顯然不滿足要求。而此項目采用的S7-315-2DP，其單指令掃描周期為10μs級、整個掃描周期被縮短為7~8ms，這樣就滿足了積分計算的要求。　　
　　(3) 對拼接紙圈的控制策略
　　 改造之前，纖維濾棒成型機執行的是降低運行速度再進行紙圈拼接。這種降速接紙方式對實際生產是不利的：每次降速都會造成車速的大幅度變化，影響了濾棒的質量。為消除這種影響，筆者采用了不降速拼接的方法。　　
　　 不降速拼接和降速拼接并沒有本質的區別：兩者采用的接紙動作一樣，兩者只是在機械結構和電氣控制元件上有區別。接紙速度的提高勢必使紙圈的靜摩擦力同等上升。如果轉速斜坡率過高會產生很大的靜摩擦力，該力會撕裂紙圈。如果轉速斜坡率過低，拼接時的紙圈浪費將增加。　　
　　 為避免煩瑣，該項目放棄變頻器對接紙電機轉速的分段控制。為求出靜摩擦力和紙圈長度兩者之間的*控制，筆者對接紙電機上升時間采取*篩選法。通過*篩選法得到的電機上升時間大約為3.4s。考慮到生產情況及電磁閥等器件的時滯效應，將這一時間進一步放寬為3.5s。　　
　　3 程序設計　　
　　 程序設計采用了結構化設計，將所需實現的各主要功能編制成為S7-300中的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環模塊（組織塊OB1）中調用這些已經編制好的子程序。　　
　　 程序設計分成硬件設計和軟件設計兩方面。在硬件方面針對系統要求進行設計，在軟件方面則按需要編制了速度計算模塊、報警和故障模塊、伺服電機執行模塊、增塑劑執行模塊、生產統計計算模塊等FC塊和預設、保持系統及生產數據的數據塊DB塊。　　
　　(1) 硬件設計與組態
　　 本系統在S7-300的硬件方面采用了1塊PS307 5A電源模塊，1塊CPU-315-2DP，4塊24V/0V SM321數字量輸入模塊，3塊24V/0.5A SM322數字量輸出模塊，1塊FM352-2高速計數模塊，2塊SM331模擬量輸入模塊，1塊SM332模擬量輸出模塊以及用于DP總線通訊的IM153-1通訊模塊1塊。　　
　　 S7-300外圍設備為5個伺服電機的DP通訊端。　　
　　 對上述硬件按要求進行組態，分別占據Profibus-DP通訊端的2、3~7和9號站，具體硬件組態

系列PLC的擴展模塊包括三類，信號模塊、信號板和通信模塊。

信號模塊是擴展在CPU的右側，信號板擴展在CPU的正上方，通信模塊擴展在CPU的左側。

安裝方式：

S7-1200具有內置安裝夾，可直接裝在一個標準的35mm DIN導軌上，輸入輸出I/O端子臺可整體拆卸，更換或組態PLC更加快捷

應合理配置PLC的使用環境，提高系統抗干擾力。具體采取的措施有：遠離高壓柜、高頻設備、動力屏以及高壓線或大電流動力裝置；通信電纜和模擬信號電纜盡量不與其他屏 (盤)或設備共用電纜溝；PLC柜內不用熒光燈等。另外，PLC雖適合工業現場，但使用中也應盡量避免直接震動和沖擊、陽光直射、油霧、雨淋等；不要在有腐蝕性氣體、灰塵過多、發熱體附近應用；避免導電性雜物進入控制器。

 　　調試要點及注意事項
　　(1)常規檢查。在通電之前要耐心細致地作一系列的常規檢查(包括接線檢查、絕緣檢查、接地電阻檢查、保險檢查等)，避免損壞PLC模塊(用STEP7的診斷程序對所有模塊進行檢查)。
　　(2)系統調試。系統調試可按離線調試與在線調試兩階段進行。其中離線調試主要是對程序的編制工作進行檢查和調試，采用STEP7能對用戶編制程序進行自動診斷處理，用戶也可通過各種邏輯關系判斷編制程序的正誤。而在線調試是一個綜合調試過程，包括程序本身、外圍線路、外圍設備以及所控設備等的調試。在線調試過程中，系統在監控狀態下運行，可隨時發現問題、隨時解決問題，從而使系統逐步完善。因此，一般系統所存在的問題基本上可在此過程中得到解決。 
　　在線調試設備開停時，必須先調試空開關的運行情況；如果設備設有運行監視開關，則可把監視開關強制為"１"(正式運行時，撤銷強制)。調試單臺設備時可針對性地建立該設備的變量表，對該設備及其與該設備相關的變量進行實時監視。這樣既可判斷邏輯操作是否正確，對模擬量的變化也可一目了然。比如調試電動執行器時，可建立一變量表，對執行器的位置信號、限位信號、過力矩信號及輸出命令信號等進行實時監視，便可非常直觀地觀測執行器的動作情況。 

CPU 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡 (8 MB)

        緊湊型 CPU，可用于具有分布式結構的系統。集成數字量 I/O，支持與過程的直接連接；PROFIBUS DP 主站/從站接口支持與分布式 I/O 的連接。因此，CPU 313C-2 DP 既可以用作分布式單元進行快速預處理，也可以用作帶下位現場總線系統的上位控制器。

1.首先，在STEP7中新建一個Project，分別插入2個S7-300站。

這里我們插入的一個CPU315-2DP，作為主站；一個CUP317-2作為從站，并且使用317-2的*個端口MPI/DP端口配置成DP口來實現和315-2DP的通訊。然后分別對每個站進行硬件組態：首先對從站CPU317-2進行組態：將317的*個端口MPI/DP端口組態為PROFIBUS類型，并且創建一個不同于CPU自帶DP口的PROFIBUS網絡，設定地址。在操作模式頁面中，將其設置為DPSLAVE模式，并且選擇“Test,commissioning,routing"，是將此端口設置為可以通過PG/PC在這個端口上對CPU進行監控，以便于我們在通訊鏈路上進行程序監控。下面的地址用默認值即可。

然后選擇Configuration頁面，創建數據交換映射區。這里我們創建了2個映射區，圖中的紅色框選區域在創建時是灰色的，包括上面的圖中的Partner部分創建時也是空的，在主站組態完畢并編譯后，才會出現圖中所示的狀態。由于我們這里只是演示程序，所以創建的交換區域較小。組態從站之后，再組態主站。插入CPU時，不需要創建新的PROFIBUS網絡，選擇從站建立的第二條（也就是準備用來進行通訊的MPI/DP端口創建的那條）PROFIBUS網絡即可。組態好其它硬件，確認CPU的DP口處于主站模式，從窗口右側的硬件列表中的已組態的站點中選擇CPU31X，拖放到主站的PROFIBUS總線上，

這時會彈出鏈接窗口，選擇以組態的從站，點擊Connect按鈕，然后進入Configuration頁面，可以看到前面在從站中設定的映射區域，逐條進行編輯（Edit…），確認主從站之間的對應關系。主站的輸入對應從站的輸出，主站的輸出對應從站的輸入。至此，硬件的組態完成，將各個站的組態信息下載到各自的CPU中。通過NetPro可以看到整個網絡的結構圖。

2.編寫程序。

硬件組態完畢，下載，PLC運行之后，數據并不會自動交換。需要通過程序來執行。在組態中，input和output區域，也并不是實際硬件組態中的硬件地址，也就是說，input和output并不代表I/O模塊的地址和數據。但是映射區域組態用到的input和output地址，同時也占用了I/O模塊的組態地址，就是說，映射區的地址和I/O地址是并行的，不能重復使用。所以在硬件的I/O模塊全部組態完畢之后再組態映射區。

西門子CPU6ES7313-6CG04-0AB0映射區的數據交換是通過系統功能塊SFC14（DPRD_DAT——ReadConsistentDataofaStandardDPSlave）和SFC15（DPWR_DAT——WriteConsistentDatatoaStandardDPSlave）實現的。SFC14和SFC15是成對使用的，一個發送一個接收，缺一不可。數據的通訊也是交互的，可以相互交換數據。本例中，我們通過簡單的數據來驗證通訊結果。

首先，我們在程序中插入數據區DB1，前面我們只建立了2個字（2Word）的映射區，于是我們建立如下內容的DB1，為了查看的方便，DB1的前半部分作為接收數據的存儲區，后半部分用作發送數據的存儲區。在317和315中我們插入同樣的DB1，然后分別在OB1中編寫通訊程序。其中，程序的LADDR地址，對應的是硬件的映射區組態時本站的LocalAddr中的地址，從站的LocalAddr我們組態的是0，對應的PartnerAddr也就是主站的地址是4。需要注意的是這里的地址是需要用16進制的格式來表示的，我們組態時是用10進制表示的。

完成之后，我們在各站中插入OB82、OB86、OB122等程序塊，這些是為了保證當通訊的一方掉電時，不會導致另一方的停機。完成之后，將所有的程序分別下載到各自的CPU中，個站切換到運行狀態，通過PLC監控功能，設定數據之后，我們監控的結果如下：上面的表格內容為主站315的數據，下面的是從站317的數據。可以看到，兩個站都分別將各自的DBB4—DBB7數據發送出去并被另一方成功接收后存儲在各自的DBB0—DBB3中。驗證中，我們將一個站的CPU切換到STOP狀態，可以看到，另一個站的CPU硬件SF指示燈報警，但PLC正常運行不停機。待該站恢復之后，報警自動消失。

擴展問題：在一個站的CPU掉站之后，另一個站的接收數據區顯示的仍然是后一次接收到的數據，并且，即使在這種狀態下，居然仍然無法修改該數據區內容。這樣就存在一個問題，當前站需要知道當前接收數據存儲區的內容是否是實時的數據。如何判斷。

大概思路：

方法1，用以前的方法，在每個數據接收周期開始前，將已接收數據清空。這樣當接收周期內接收不到新的數據時，就可以察覺到。但是問題是，SFC14和SFC15沒有接收是否完成、是否成功等標識位，并且，在接收不到新的數據時，原有數據不能修改。此方法不通。

方法2，通過別的方式方法檢測兩個站之間的通訊狀態。在SIEMENS的文檔中，有這樣的描述：主站：主站掌握總線中數據流的控制權。只要它擁有訪問總線權（令牌），主站就可在沒有外部請求的情況下發送信息。在PROFIBUS協議中，主站也被稱作主動節點。從站：從站是簡單的輸入、輸出設備。典型的從站為傳感器，執行器以及變頻器。從站也可為智能從站，入S7-300/400帶集成口的CPU等。從站不會擁有總線的訪問*。從站只能確認收到的信息或者在主站的請求下發送信息。從站也被稱作被動節點。另外，SIEMENS對SFC14/15的描述也分別是：用于讀取Profibus從站的數據/用于將數據寫入Profibus從站

6ES7512-1SK01-0AB0技術參數

優點：
高密度通道設計（每個模塊最多 64 個通道），減少了接線工作量，高工廠可用性。RUN中的組態，可以熱插拔模塊，冗余設計。模塊化設計，使用S7-300模塊，集成了安全功能，逐個通道集成了診斷功能，獲得了Ex-zone 2認證。

防護等級為IP20，特別適合用戶特定的復雜自動化任務。包括PROFIBUS DP或PROFINET接口模塊 IM 153、S7-300 自動化系統的最多8或12個I/O 模塊（結構中帶總線接口或帶有源總線模塊）和一個電源（如果適用），可以使用S7-300自動化系統的信號、通信和功能模塊進行擴展。具有HART功能的適用防爆型模擬量輸入或輸出模塊對ET 200M在過程中的應用進行了優化。可在冗余系統（S7-400H、S7-400F/FH）中使用。可在運行期間在總線模塊處于激活狀態時更換模塊（熱插拔）。傳輸率最高12 Mbps。經Ex認證符合Cat.3（適用于 2 區），用于根據 PROFIsafe 進行安全信號處理的故障安全數字量輸入/輸出以及模擬量輸入。支持具有擴展用戶數據的模塊，例如，帶有HART次要變量的HART模塊。

設計和功能：
模塊式的I/O系統ET 200M包括了接口模塊（在冗余設計情況下 2IM），和最多 12 個 I/O 模塊。沒有插槽規則。根據主模塊數量框架的各種類型的 I/O 模塊都可以插入。SIMATIC S7-300 使用連接器的簡單結構使 ET 200M 應用靈活，而且維修友好性高：總線模塊跳到 DIN 導軌上，使用縱向插入的連接器從側面對接固定。然后這些模塊安裝到總線模塊上，并用螺絲固定到位，與總線模塊接頭建立接觸。非占用槽上連接器用總線背板蓋保護起來。總線模塊蓋插入到最后一個總線模塊的側面。背板總線集成到了模塊上。有源總線模塊允許在工作中更換（熱插拔）。ET 200M 連接到一個 S7-400 上的 PROFIBUS 上之后，控制器就可以在正常運行情況下進行組態了（運行中組態 – CiR）。

使用總線連接器進行配置：
使用 SIMATIC S7-300 總線連接器便于組裝，這使得 ET 200M 十分靈活且使用方便。
模塊組裝：只需將模塊在安裝導軌上定位，轉動并用螺釘固定。
集成背板總線：背板總線集成在模塊上。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機殼的背面。

使用有源總線模塊進行組裝：
有源總線模塊允許在運行期間更換模塊，沒有任何影響。
省時的模塊更換：更換模塊時運行不會中斷，繼續通過其余模塊運行。插入新模塊時，該模塊會自動投入運行。在將 S7-400 用作主站時，可與交換中央模塊相同的方式交換分布式模塊。在 CPU 中會產生相關中斷。對于所有其它 DP 標準主站，信號通過 DP 診斷發送到主站。S7-300 作為主站時，不能對模塊進行熱插拔。各種模塊可用于組裝 ET 200M，這些模塊安裝到專用安裝導軌上。總線模塊 BM IM 153/IM 153 用于接受兩個 IM 153-2 模塊以實現冗余運行（僅限 PROFIBUS）
BM 2x40 總線模塊可容納 2 個 I/O 模塊，模塊寬度為 40 mm。
BM 1x80 總線模塊可容納固定 1 個 I/O 模塊，模塊寬度為 80 mm。
為了取得螺紋長度，可使用防爆型隔板備件；可以將該隔板插在兩個總線模塊之間。

 方便的組裝：
總線模塊可在安裝導軌中轉動、端對端排列并使用側面連接器進行固定。然后，可將各模塊插在總線模塊中并用螺釘固定，以便它們與總線連接器接觸。必須使用背板總線蓋來保護未使用的插槽的連接器。必須將總線模塊蓋插到最后一個總線模塊的側面