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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:
. | SIMATIC S7 300 | MLFB | Firmware |
1 | CP343-1 | 6GK7 343-1EX30-0XE0 | V2.2 onwards |
2 | CP343-1 Adv | 6GK7 343-1GX30-0XE0 | V1.0 onwards |
3 | CP343-1 Lean | 6GK7 343-1CX10-0XE0 | V2.2 onwards |
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
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