百色西门子代理商

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西门子et200m特别适用于用户特有或复杂的自动化任务。可应用的带有hart的扩展模拟输入或输出模块可以优化et200m 用于过程工程组态。要求高等级的可用性的应用，可以与诸如s7-400h 或s7-400f/fh这样的冗余系统相组合来实现。

优点：
高密度通道设计（每个模块多 64个通道），减少了接线工作量，高工厂可用性。run中的组态，可以热插拔模块，冗余设计。模块化设计，使用s7-300模块，集成了安全功能，逐个通道集成了诊断功能，获得了ex-zone2认证。

防护等级为ip20，特别适合用户特定的复杂自动化任务。包括profibusdp或profinet接口模块 im 153、s7-300 自动化系统的多8或12个i/o模块（结构中带总线接口或带有源总线模块）和一个电源（如果适用），可以使用s7-300自动化系统的信号、通信和功能模块进行扩展。具有hart功能的适用防爆型模拟量输入或输出模块对et200m在过程中的应用进行了优化。可在冗余系统（s7-400h、s7-400f/fh）中使用。可在运行期间在总线模块处于激活状态时更换模块（热插拔）。传输率高12mbps。经ex认证符合cat.3（适用于 2 区），用于根据 profisafe进行安全信号处理的故障安全数字量输入/输出以及模拟量输入。支持具有扩展用户数据的模块，例如，带有hart次要变量的hart模块。

 

设计和功能：
模块式的i/o系统et 200m包括了接口模块（在冗余设计情况下 2im），和多 12 个 i/o模块。没有插槽规则。根据主模块数量框架的各种类型的 i/o 模块都可以插入。simatic s7-300 使用连接器的简单结构使 et200m 应用灵活，而且维修友好性高：总线模块跳到 din导轨上，使用纵向插入的连接器从侧面对接固定。然后这些模块安装到总线模块上，并用螺丝固定到位，与总线模块接头建立接触。非占用槽上连接器用总线背板盖保护起来。总线模块盖插入到后一个总线模块的侧面。背板总线集成到了模块上。有源总线模块允许在工作中更换（热插拔）。et200m 连接到一个 s7-400 上的 profibus 上之后，控制器就可以在正常运行情况下进行组态了（运行中组态 –cir）。

 

使用总线连接器进行配置：
使用 simatic s7-300 总线连接器便于组装，这使得 et 200m 十分灵活且使用方便。
模块组装：只需将模块在安装导轨上定位，转动并用螺钉固定。
集成背板总线：背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背面。

使用有源总线模块进行组装：
有源总线模块允许在运行期间更换模块，没有任何影响。
省时的模块更换：更换模块时运行不会中断，继续通过其余模块运行。插入新模块时，该模块会自动投入运行。在将s7-400 用作主站时，可与交换中央模块相同的方式交换分布式模块。在 cpu 中会产生相关中断。对于所有其它 dp标准主站，信号通过 dp 诊断发送到主站。s7-300 作为主站时，不能对模块进行热插拔。各种模块可用于组装et 200m，这些模块安装到专用安装导轨上。总线模块 bm im 153/im 153 用于接受两个 im153-2 模块以实现冗余运行（ profibus）
bm 2x40 总线模块可容纳 2 个 i/o 模块，模块宽度为 40 mm。
bm 1x80 总线模块可容纳固定 1 个 i/o 模块，模块宽度为 80 mm。
为了取得螺纹长度，可使用防爆型隔板备件；可以将该隔板插在两个总线模块之间。

 方便的组装：
总线模块可在安装导轨中转动、端对端排列并使用侧面连接器进行固定。然后，可将各模块插在总线模块中并用螺钉固定，以便它们与总线连接器接触。必须使用背板总线盖来保护未使用的插槽的连接器。必须将总线模块盖插到后一个总线模块的侧面。

 

接口模块：

im153-1标准型：im153-1是一款价格合理的版本，制造环境中的大多数应用。它允许使用多达8个的s7-300i/o 模块。

im153-2高性能型：im153-2高性能型可满足制造业的更高要求，如 f技术或与时钟同步相关的高性能。此接口模块也可用于过程领域中的 pcs 7。该 im可冗余使用，支持那些在控制现场所需的典型功能。例如，这样的功能包括时钟同步以及精度达到1ms的时间戳。

im153-4pn：通过铜线将模块et 200m i/o设备连接至profinet 现场总线。它可以自动处理模板和更的profinet i/o 控制器间的通信。可对现有的et 200m profibus接口产品系列加以补充。

im 153-1 / im 153-2 hf接口模块，可以把模块化的i/o设备et 200m 连接到 profibus dp现场总线。这些首部模块可应用于许多场合：

pcs7的特殊功能和模块：

im 153-2 (铜) 配有特殊功能，如时钟同步、时间戳或i&m 功能。此外，考虑到在过程施工中不断增加的诊断需求，还有一些可用的特殊模块。例如，数字量输入模板可连接 namur传感器，具有断线探测器，通过“0”和“1”信号，并具有整平监控和脉冲展宽功能。为获得一个合理的通道价格，可能会采用8-通道 hart模块。

容错系统：

高可用性系统可用于系统不允许出现停止或因意外停机后系统重启等会造成高昂损失的应用场合。例如，典型的应用场合包括发电、配电、隧道系统、机场行李运输系统、石油平台、炼油厂、特种玻璃制造商、半导体行业等。通过与高可用的s7-400h（冗余 cpu）相结合，et 200m 能够以单通道模式（标准可用性）或开关模式（增强可用性）进行连接。此外，im153-2 也可用于采用 s5-155h、s7-300 /s7-400的软件冗余应用以及pno标准化冗余应用。

面临爆炸危险的范围：

在爆炸危险范围内，不同信号和模拟量模板用作本安型版本。这意味着这些模块本身可高性价比地安装在zone2区域，但其传感器和执行器可安装在zone1区。例如，可用于化工和制药行业、石油钻探平台、或普通制造工厂（如印刷工业或汽车工业的喷漆车间）。可以按通道隔离处理ex zone 1区信号。对于非防爆区域，模块通道隔离电压为250 v ac。还有带 hart能力的模拟量模板。

安全型系统：

产生错误时，故障安全型控制器进入安全状态，并确保操作人员、机器和环境的安全，例如出现挤压时的自动化系统或乘客运输。不同的信号模板可用于连接故障安全信号和s7-300f 或 s7-400f/fh，并根据连接类型提供sil 2 或 sil 3。对于面向安全的 i/o模块的应用场合，必须使用 im 153-2 hf 接口模块。

高动态生产过程：

在高精度生产和加工过程中，用于控制高速机械的分布式解决方案日益重要，例如用于驱动控制。在这种情况下，分布式i/o 设备捕获信号与执行器作出相应反应之间的时间必须尽量缩短，并可**复制。simatic自动化解决方案通过这种方式与同步profibus 的同步连接被称作“时钟同步”，并由不同的 et 200m信号模板提供支持

1  引言

根据工件加工的需要，以独立的通用的部件为基础，配以部分专用部件组成的专用机床，称之为组合机床。回转工作台式组合机床是多工位组合机床的一种，它通过回转工作台进行加工工件的输送，夹具安装在工作台面上，被加工工件一次装夹后，从一个工位输送到下一个工位，工作台转一周，即完成在该机床上的全部加工工序。并且，装卸工件的辅助时间与机床的加工时间是重合的。本组合机床全称为回转工作台式六工位组合机床，有一个上下料工序、五个加工工序，分别为：上下料工序；铣端面工序；钻中心孔序；钻的盲孔工序；钻通孔工序；扩孔工序。组合机床外形参见图1所示。

图1  组合机床外形案例图片

2  系统控制说明

本组合机床控制系统主要采用siemenss7-200系列plc和西门子触摸屏ktp-178micro构成，plc完成整个机床的信息采集、信息处理、各种驱动的控制等功能，人机界面完成智能化的后台管理、各轴加工参数的设定、信息监视等功能。

2.1 系统控制主要部件清单(见表1)

2.2 系统控制主要部件介绍

cpu226是siemens公司生产的s7-200系列中性能高端的cpu模块，本机集成24输入/16路输出数字量通道，六个高速计数器，2个20khz的高速脉冲输出，大可扩展7个模块，两个通讯端口。

cpu221是siemens公司生产的s7-200系列中的低端cpu模块，本机集成6输入/4路输出数字量通道，4个高速计数器，2个20khz的高速脉冲输出，不可以扩展模块，一个通讯端口。

em223是siemens公司生产的s7-200系列中数字量混合模块，4输入/4路输出数字量通道。

ktp-178micro是siemens公司根据国内用户使用习惯和需求而专门开发的人机界面，是一款性价比较高的人机界面。

步进电机是采用研控自动化科技机电有限公司推出的系列产品，配套yka2404ma细分驱动器，高细分数为200。主轴电机采用三相异步电机。气缸采用smc系列。

2.3 系统控制架构(图2)

图2  系统控制架构

2.4 系统控制主要特点

(1)输入信号的处理：本套机床的检测信号有：回转工作台用机械式形成开关、气缸用磁环开关、滑台用磁性开关，这些信号的采集利用plc的通用数字量输入信号作为信号采集处理。

(2)输出信号的处理：步进电机单元，利用plc本身集成的高速脉冲信号作为步进电机驱动器驱动信号，每台plc集成两通道高速脉冲信号，本套系统有四台plc主机，多可控制八轴驱动，控制采用脉冲+方向的控制方式。三相电机单元，利用plc本身集成的通用数字量输出信号作为电机驱动控制信号。气缸单元，利用plc本身集成的通用数字量输出信号作为气缸驱动控制信号。

(3)人机交换：本套机床的加工参数通过上位机触摸屏来完成，操作人员根据加工需要可以更改相应加工参数。本套机床可通过上位机触摸屏进行机床的手动控制与自动控制，如：电机的运行、气缸的动作、滑台的点动运行。可通过触摸屏察看设备信息，察看设备信号是否正常。

2.5 系统运行模式

单机运行，通过触摸屏操作机床。该模式下又可实现单轴加工、全自动加工两种加工方式。

联机运行，通过终端调度软件给机床上下料，控制组合机床。

3  软件设计

本套系统采用了ktp-178micro触摸屏一台、cpu226一台、cpu221三台，cpu226作为系统的主站。ktp-178通过cpu226的port1口进行数据的读写，cpu226作为ppi主站通过port0口与下位机的三台cpu221进行数据的读写。所用到s7-200的主要控制命令有：网络读写命令(实现cpu226与三台cpu221之间的通讯、高速脉冲输出(实现步进电机的控制)、高速计数(实时读取各个进给轴的坐标)，本套系统大可控制轴数为八轴，为了方便与其它设备联机作业，该系统在控制架构设计上增加了联机接口。

3.1 网络读写指令

网络读指令(netr)初始化通讯操作，通过指令端口(port0)从远程设备上接收数据并形成表；

网络写指令(netw)初始化通讯操作，通过指令端口(port0)向远程设备写表。

本套系统中，cpu226定义为2#主站，其它三台cpu221分别定义为3#从站、4#从站、5#从站。

本套系统中利用了网络读(netr)三项，共有三十个字节。(见表2)

本套系统中利用了网络写（netw）指令三项，共有二十六个字节。(见表3)

在cpu226中通过向导功能进行网络读写的配置，此配置可在ob1主程序进行循环调用，也可通过中断的形式调用。

ld   sm0.0

call    net_exe:sbr8,0, m7.0, m7.1

3.2 组合机床的联机接口定义(见表4)

该组合机床有单机/联机运行功能，并对联机运行时提供了i/o接口定义。

s1为电平信号，上位机通知机床回零，回零结束时上位机收到机床就绪信号，再切断该信号。

s5为电平信号，上位机通知机床全自动运行，切断该信号，机床自动运行结束。

s6为脉冲信号。上位机上下料完成时通知机床继续运行。

3.3 高速脉冲输出指令

从站的三台cpu221每台控制两轴的步进电机，利用cpu本身集成的两通道高速脉冲输出信号作为步进电机驱动器的脉冲输出，其脉冲输出频率高达到20khz，根据各轴加工的特点，其控制程序要求步进滑台在作加工时有以下特点：

零点(原位)→快进(快速)→攻进(慢速)停留→快退(快速零点(原位)

根据此特点该程序在设计时采用多段pto功能，以下为单轴进给事例程序：

https:///网络1

ld   sm0.0

movb     16#a0,smb77

movw 700, smw178

movb 4, vb700

https:///网络2

movw 1000, vw701

movw -5, vw703

movd 100, vd705

https:///网络3

movw     500,vw709

movw 0,vw711

movd     500,vd713

https:///网络4

ld   sm0.0

movw 500, vw717

movw 15, vw719

movd 200, vd721

https:///网络5

ld   sm0.0

movw     15000,vw725

movw    0,vw727

movd vd524,vd729

atch y轴脉冲完成:int1,20

eni

pls  1

s    q0.3,1

脉冲发送完成后产生中断：

s    m0.1,1

creti

3.4 高速计数指令

由于本套系统为切削加工，同时又有深孔加工工序，其加工深度以及切削速度根据材料、刀具的不同可随时更改，为了快速、准确地对刀并减少刀具磨损，在软件设计上增加了深孔加工时的循环加工次数、滑台的坐标标定等功能。循环加工：由于刀具磨损、刀具摩擦发热，在进行深孔加工时需采用循环加工方式，此套软件严格遵循加工标准进行深孔加工软件设计，即减少了进刀时间，又排除了深孔加工排削难的问题。坐标标定：每次更换刀具、工件后都要进行对刀调试，该软件设计利用s7-200的高速计数功能实现了此项功能。