6SL3060-4AF00-0AA0連接電纜

 一、前言

    工作小時累計是工程機械設備一個的功能。一方面它是企業與客戶之間履行保修條款的重要的數字證據；另一方面也是用戶施工結算的有效工作數據。傳統的小時計大都是電磁機械式的，也有用液晶式的。隨著科學技術的不斷發展，plc（可編程序控制器）在工程機械設備上被廣泛應用。三一重工股份有限公司在所有的產品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC，使產品的可靠性、控制精度、智能化程度、擴展性都有了很大的提高。S7-200功能強大、資源豐富，用它來實現工作小時累計是可行的,傳統的小時計可以省掉。

    硬件組成

    在現有的S7-200PLC電氣系統中，不需要增加任何資源。在外部計時條件滿足的情況下，CPU開始計時，同時，計時數據通過PPI電纜傳到人機界面顯示。

    軟件設計

    計時器。利用系統的特殊寄存器標志位SM0.5作為計時脈沖，接通一次（或斷開一次）為1秒，用計數器累計時間，滿60向前進位。

    時間累計。實時的小時計是前一次的累計時間加本次的工作時間。H=h0+h1。

    時間存儲。用存儲的方式存儲時間數據到EEPROM存儲器。

    存儲周期。存儲周期長，EEPR

    OM存儲器使用的時間長，但計時精度低；存儲周期短，計時精度高，但EEPROM存儲器使用的時間短。這是一個矛盾的統一，設計時要根據系統的實際情況確定合適的存儲周期，一般設計為3-5分鐘。進行一次存儲的操作，掃描時間會增加15-20ms。

    小時計編輯功能。考慮到CPU有可能損壞的原因，更換CPU后小時計的數據會清零，所以，小時計要有編輯的功能才更完善，當更換CPU后，通過界面可以把以前的工作數據輸入到系統并存儲，在這項操作時，為了使編輯的數據能夠成功存儲到存儲區，必須在數據編輯完后，讓CPU再運行一個大于存儲周期的時間。當然，為了使工作數據的嚴謹性，小時計的編輯一定要密碼進入。

    存儲地址更換。為了小時計的實時性和準確性，存儲周期不能設計得太長，一般設計為3-5分鐘。EEPROM存儲器操作的安全次數為10萬次，那么一個EEPROM存儲器安全計時時間為100000×3/60=5000小時，一般機器的工作壽命是大于這個時間。解決這個問題的辦法是在計時次數超過100000次時，更換存儲地址。為了存儲地址更換的方便，小時計的尋址方式采用間接尋址。

    存儲次數存儲。為了小時計存儲地址更換的需要，存儲次數也要與小時計一樣進行存儲，并到100000次后更換地址。

    地址更換的次數存儲。為了小時計存儲地址更換的需要，地址更換的次數也要與小時計一樣進行存儲，由于次數不多，所以，不要更換地址。

    程序流程簡圖

    誤差分析

    小計時產生誤差的原因有兩方面，一個是計時誤差，另一個是存儲誤差。

    計時誤差。本小時計的計時器是用系統特殊寄存器標志位SM0.5，它的狀態變化周期是500ms，如果程序運行時捕捉不到狀態的變化就產生誤差。通過長期的監控實驗，這個計時誤差很小，1小時的誤差不到1秒，可以忽略不計。

    存儲誤差。機器在關機時，最后一次存儲還沒來得及執行，產生存儲誤差。這個誤差是一個負差，計時時間比實際的工作時間表小。每次關機的最大誤差是一個存儲周期的時間3分鐘。

    總結

    經過500臺機器三年時間的現場施工運行，小時計工作穩定可靠，沒有出現任何故障。最大的計時時間已達8000小時。

    小時計計時范圍寬，可達10萬小時以上，可滿足機器終身的計時要求。

    時間數據存在EEPROM上，更可靠、更安全。

    小時計數據可以密碼進入進行編輯，消除了CPU損壞的后顧之憂。

    可以節省一個電磁機械式的小時計，節約了一定的生產成本。

    的缺陷是存在一個存儲誤差，這個問題是可以通過程序的改進使誤差減到最小。

6SL3060-4AF00-0AA0連接電纜

Siemens編程器S7-200系列用在中小型設備上的自動系統的控制單元，適用于各行各業，各種場合中的檢測，監測及控制。

　　　在這里，和大家一起來討論S7-200幾個使用方面的情況。

　1.步進，伺服脈沖定位控制。

　　在設備的控制系統中，有關運動控制是很重要的，下面我們來看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來實現這　　　個功能。

　　首先，確定使用哪個端口來發脈沖，如采用Q0.0發脈沖，則它的控制字為SMB67，脈沖同期為SMW68，脈　　　沖個數存放在SMD72中，

　 下面是控制字節的說明：

Q0.0 Q0.1 控制字節說明

　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更新脈沖寬度值 0=不更新，1=脈沖寬度值

　SM67.2 　SM77.2 　PTO更新脈沖數 0=不更新，1=更新脈沖數

　SM67.3 　SM77.3 　PTO/PWM時間基準選擇 0=1微秒值，1=1毫秒值

　SM67.4 　SM77.4 　PWM更新方法 0=異步更新，1=同步更新

　SM67.5 　SM77.5 　PTO操作 0=單段操作，1=多段操作

　SM67.6 　SM77.6 　PTO/PWM模式選擇 0=選擇PTO，1=選擇PWM

　SM67.7 　SM77.7 　PTO/PWM允許 0=禁止PTO/PWM，1=允許

　　這樣根據以上表格，我們得出Q0.0控制字：SMB67為：10000101

采用PTO輸出，微妙級周期，發脈沖的周期（也就是頻率）與脈沖個數都要重新輸入。10000101轉化為　　16進制　為85，有了控制字以后，我們來寫這一段程序：

　　　根據上面這段程序，我們知道了控制字的使用，同時也知道步進電機的脈沖周期與沖個數的存放位置（對　 　Q0.0來說是SMW68與SMD72）。當然，VW100與VD102內的數據不同的話，步進電機的轉速和轉動圈數就不一樣。

　　　還有一點需要說明得是：M0.0導通---PLC捕捉到上升沿發動脈沖輸出后，想停止的話，只須改變端口脈沖的　控制字，再啟動PLS即可，程序如下：

　2.高速計數功能。

　　　西門子S7-200系列PLC具有高速計數的功能；舉一例子來談談高速計數的用途，我們采用普通電機來帶動絲桿轉動，我們想控制轉動距離，怎么來解決這個問題？那么我們可在電機另一頭與一編碼器聯接，電機轉一圈，編碼器也隨之轉一圈，同時根據規格發出不同的脈沖數。當然，這些脈沖數的頻率比較高，PLC不能用普通的上升沿計數來取得這些脈沖，只能通過高速計數功能了。

　　　啟動高速計數功能，也要具有控制字

HSCO HSC1 描述

　SM37.0 　SM47.0 　復位有效電平控制位 0=高電平有效， 1=低電平有效

　SM37.1 　SM47.1 　啟動有效電平控制位于 0=高電平有效， 1=低電平有效

　SM37.2 　SM47.2 　正交計數器速率選擇 0=4X計數率， 1=1X計數率

　SM37.3 　SM47.3 　計數方向控制位 0=減計數， 1=正計數

　SM37.4 　SM47.4 　向HSC中寫入計數方向 0=不更新， 1=更新計數方向

　SM37.5 　SM47.5 　向HSC中寫入預置值 0=不更新， 1=更新預置值

　SM37.6 　SM47.6 　向HSC中寫入當前值 0=不更新， 1=更新當前值

　SM37.7 　SM47.7 　HSC允許 0=禁止HSC， 1=允許HSC

　　參照上面的表格，我們選擇HSC1高速計數器，控制字為SMB47，現在我們啟動高速計數器HSC1，選擇為增計數，更新計數方向，重新設置值，更新當前值：這樣的話，HSC1的啟動控制高為：11111000轉化為16進制為　F8，將啟動計數器時當前值存放在SMD48中，將預存置放在SMD52中，具體的程序　如下：

　　　同樣的，如果計數器在工作狀態下想停止計數器，也必須改變它的控制字后，啟動HSC具體程序　如下：

　　３． PID回路控制功能。

　　西門子S7-200系列PLC的PID控制相當的簡單，可以通過micro/win軟件的一個向導程序，按照提示,一步一步執行您所要求PID控制的屬性即可，在這里談一談PID這三個參數的具體意義：P為增益項，Ｐ越大，響應起就快，在調節流量閥時：設定流量為50%，當目前流量接近50%，剛超過，如果P值很大的話，那么流量閥會馬上會關閉，而不會控制在某一區域。這就是增益項太大引起。在調節的過程中應該先將P值調節比較適當了，再去調節I值，它為積分項，是在控制器回路中控制對當前值與設定值相等的偏差范圍。D為微分項，主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。

　　在現場的PID參數的調整過程中，針對西門子S7-200型PLC我的建議是在不同的控制階段，采用不同的PID參數組，具體而言就是當目前距離設定值差距較大時，采用P值較大的一套PID參數，如果當前值快接近設定值范圍時，采用P值較小的一套PID參數