西門子6ES7332-7ND02-0AB0
一、輸入輸出(I/O)點數的估算
I/O點數估算時應考慮適當的余量,通常根據統計的輸入輸出點數,再10%~20%的可擴展
余量后,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時,還需根據制造廠商PLC的產品特點,對輸入輸出點數進行圓整。
二、存儲器容量的估算
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
存儲器內存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數字量I/O點數的10~15倍,加上模擬I/O點數的100倍,以此數為內存的總字數(16位為一個字),另外再按此數的25%考慮余量。
三、控制功能的選擇
該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運算功
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能;普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數運算、數據傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他運算功能。隨著開放的出現,目前在PLC中都已具有通信功能,有些產品具有與下位機的通信,有些產品具有與同位機或機的通信,有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發,合理選用所需的運算功能。大多數應用,只需要邏輯運算和計時計數功能,有些應用需要數據傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數運算,數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。
(三)通信功能
大中型PLC應支持多種現場總線和通信協議(如TCP/IP),需要時應能與工廠網(TCP/IP)相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信,應是開放的通信網絡。
PLC的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業以太網、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合,通信距離應裝置實際要求
PLC的通信網絡中,上級的網絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC的通信網絡主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網絡;3)PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)PLC網絡(各廠商的PLC通信網絡)。
為減輕CPU通信任務,根據網絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通信處理器。(四)編程功能
離線編程:PLC和編程器公用一個CPU,編程器在編程時,CPU只為編程器提供服務,不對現場設備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行,CPU對現場設備進行控制,不能進行編程。離線編程可成本,但使用和調試不方便。在線編程:CPU和編程器有各自的CPU,主機CPU負責現場控制,并在一個掃描周期內與編程器進行數據交換,編程器把在線編制的程序或數據發送到主機,下一掃描周期,主機就根據新收到的程序運行。這種成本較高,但調試和操作方便,在大中型PLC中常采用。
五種化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結構文本(ST)兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其(IEC6113123),同時,還應支持多種語言編程形式,如C,Basic等,以特殊控制的控制要求
創建一個發送數據塊DB3
打開創建的發送數據塊,在數據塊中定義發送數據區為 8個字節的數組,如圖8所示。
圖8 創建發送數據區
然后在OB1 中調用“TSEND”發送通信指令,并為“TSEND”參數。使用M0.3( 2Hz 的時鐘脈沖)上升沿激活發送任務,發送數據區為P# DB3.DBX0.0 BYTE 8,連接 ID = 1與連接參數里面的設置相同,發送長度LEN=8。分配好參數的“TSEND”塊如圖9所示。
圖9 調用“TSEND”發送通信塊
5、在 PLC_1 的 OB1 中調用“TRCV”接收通信指令
同樣,先創建一個接收數據塊DB4 ,如圖10所示。“TRCV”接收通信指令的調用方法與“TSEND” 發送通信指令的調用方法相同,M8.1作為接收指令的使能位,如圖11所示。
圖10創建接收數據區
圖11 調用“TRCV”接收通信塊
6、在 PLC_1 的 OB1 中調用 “TDISCON”通信指令
不同型號的 PLC ,其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的,應根據所選 PLC 型號,查閱相應的編程手冊,決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。
( 2 )部輔助繼電器
內部輔助繼電器不對外輸出,不能直接連接外部器件,而是在控制其他繼電器、定時器 / 計數器時作數據存儲或數據處理用。
從功能上講,內部輔助繼電器相當于傳統電控柜中的中間繼電器。
未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區以及未使用 1 : 1 鏈接時的鏈接繼電器區等均可作為內部輔助繼電器使用。根據程序設計的需要,應合理安排PLC 的內部輔助繼電器,在設計說明書中應詳細列出各內部輔助繼電器在程序中的用途,避免重復使用。參閱有關操作手冊。
( 3 )分配定時器 / 計數器
PLC 的定時器 / 計數器數量分別見有關操作手冊。
7.3 PLC 軟件系統設計方法及步驟
7.3.1 PLC 軟件系統設計的方法
在了解了 PLC 程序結構之后,就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多,這里主要介紹幾種典型的編程方法。
后,為了斷開通信鏈接,我們需要調用“TDISCON”通信指令,如圖12所示。
圖12 調用“TDISCON”通信塊
3.3下載程序
至此,S7-1200側的組態和編程都已經完成,可以在項目編譯無錯誤后,直接下載到S7-1200 CPU中,并啟動CPU的運行。
4 S7-300 CPU的組態編程
S7-300帶PN接口的CPU支持ISO on TCP通信功能,通過該集成以太網接口組態ISO on TCP通信時,只能使用開放式通信的功能塊,這些的功能塊可以在STEP7 “ 通訊塊”的 “標準庫 ”中找到,如圖13所示。
圖13 S7-300 CPU通信指令庫
庫中提供了下列通信功能塊:
′> FB 65 "TCON",用于建立連接,連接時需要UDT65來提供參數
> FB 66 "TDISCON",用于終止連接
> FB 63 "TSEND",用于發送數據到S7站點、S5站點、PC站或者第三方設備
> FB 64 "TRCV" 用于從S7站點、S5站點、PC站或者第三方設備接收數據
要通過CPU 的 集成PN 接口實現開放的ISO on TCP通信,不能在Netpro網絡組態中直接建立連接,必須通過程序每個連接的參數。用于通信的FB標準功能塊,請參見附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 或參考下載中心文檔《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實現S5 兼容通信使用入門》提供的例程。下載鏈接:80490650
從附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 中將把需要的程序塊拷貝到新建的項目中,包括:
> UDT 65 "TCON_PAR",存放用戶通信參數
> FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" ,用于修改UDT65內通信對象參數
> FC21, 被FB420調用
隨后,使用通信功能塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV" 完成程序的編寫。
4.1創建新項目
1、打開STEP7,新建一個項目
2、在項目中插入一個SIMATIC 300的站
3、組態硬件,插入一個CPU317-2PN/DP的CPU,并為PN接口分配IP地址“192.168.0.3”,如圖14所示。同時,在CPU的“Cycle/Clock Memory”屬性頁中MB0為時鐘存儲器,在程序中可以使用M0.3(2Hz 的時鐘脈沖)去自動激活發送任務,如圖15所示。
圖14為PN接口分配IP地址
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