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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，具體硬件組態如圖3所示。

　　(2) 軟件設計

　　由于編制的用戶功能模塊很多，限于篇幅，在這里不能一一作出介紹。以下介紹幾個比較重要的用戶功能模塊。

　　① 數據塊組（Group of Data-Blocks）

　　數據塊組由一系列數據塊組成。這些數據塊除了一部分是S7-300程序中FB（功能塊的一種）所要求的之外，其他的數據塊都是用戶自定義的。這是因為生產中機組的一些系統和生產數據必須被預設或保存。由于S7-300內部保持型M區的保存數量相對不足，例如：CPU315-2DP中整個可使用的M區的容量僅1024Bytes。同時，程序運行中所大量使用中間參數也需要不可重復的地址空間，所以將大部分的數據（特別是在觸摸屏上顯示的參數）編制成保持型DB塊

四、機型的選擇
    (一)PLC的類型
    PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用分為現場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發，通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。
    整體型PLC的I/O點數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制。
    (二)輸入輸出模塊的選擇
    輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊，應考慮電平、傳輸距離、隔離、供電等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關，電感性低功率因數負荷，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致。
    可根據應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便控制水平和應用成本。
    考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。
    (三)電源的選擇
    PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網電壓一致。重要的應用，應采用不間斷電源或穩壓電源供電。
    如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。
    (四)存儲器的選擇
    由于計算機集成芯片技術的發展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。
    (五)冗余功能的選擇
    1．控制單元的冗余
    (1)重要的單元：CPU（包括存儲器）及電源均應1B1冗余。
    (2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備構成的熱備冗余、2重化或3重化冗余容錯等。
    2．I/O接口單元的冗余
    (1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置。
    (2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3）根據需要對重要的I/O，可選用2重化或3重化的I/O接口單
    (六)經濟性的考慮
    選擇PLC時，應考慮性能價格比。考慮經濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產出比等因素，進行比較和兼顧，終選出較滿意的產品

配置 S7-300 CPU 時鐘同步
僅當使用如下工業以太網 CP，才需要為 S7-300 CPU 配置時鐘同步：
 

如果使用了上面提及的工業以太網 CP，必須在 CPU 屬性對話框中進行設置。該設置依靠 CPU 背板總線中的通信總線配置。

• 通信總線是物理“接線直達”到 CPU MPI 接口。該結構能夠在“小” CPU 中找到。也就是從 CPU312 上到并包括 CPU315-2 DP 和 C7 設備。這種情況，在 CPU 屬性對話框中選擇“診斷/時鐘”標簽，為同步模式設置“As slave”或“As master”在 MPI 上。

西門子6ES7307-1EA01-0AA0
圖 02

圖 03

• 通信總線不是物理“接線直達”到 CPU MPI 接口，也就是 MPI 接口和通信總線是分開的。該總線結構能夠在“大” CPU 中找到。也就是從 CPU315-2 PN/DP 上到并包括 CPU319-3 PN/DP。這種情況，在 CPU 屬性對話框中選擇“診斷/時鐘”標簽，為同步模式設置“As slave”或“As Master” 在 PLC 中。

圖 04

圖 05

精度 +/- 10ms。

如果 S7-300 配置作為主時鐘，那么 CPU 時鐘消息通過工業以太網 CP 傳送到工業以太網子網上從時鐘站。

如果 S7-300 配置作為從時鐘，那么主時鐘時鐘消息通過工業以太網 CP 傳送到 CPU。

在 S7-300 站硬件配置中配置通過工業以太網 CP 轉發時鐘消息。在 S7-300 站硬件配置中，打開工業以太網 CP 屬性對話框并選擇“時鐘同步”標簽。使能“Forward time of day”功能，點擊“OK”關閉該對話框。

圖 06

1、MM440的DP通訊功能簡介
MM440變頻器既支持和主站的周期性數據通訊，也支持和主站的非周期性數據通訊，即S7-300可以使用功能塊SFC14/SFC15讀取和修改MM440參數值，調用一次可以讀取或者修改一個參數。同時也可以使用功能塊SFC58/SFC59或者SFB52/SFB53讀取和修改MM440參數值，一次多可以讀取或者修改39個參數。

2、MM440周期性數據通訊的報文說明
MM440周期性數據通訊報文有效 數據區域由兩部分構成，即PKW區（參數識別ID－數值區）和PZD區（過程數據），見表1。PKW區多占用4個字，即PKE（參數標識符值：占用一個字）、IND（參數的下標：占用一個字）、PWE1和PWE2（參數數值：共占用兩個字）。S7-300使用功能塊SFC14/SFC15讀取和修改參數需要占用4個PKW，即調用一次功能塊可以修改一個參數。PKW區的說明見表2。下面分別介紹一下PKW區的四個字。

表1