西门子模块6ES7340-1BH02-0AE0性能参数

西门子模块6es7340-1bh02-0ae0性能参数

1.概述

　　在该应用案例中，用户具有分布于世界各地的plc，用户想通过任何一台能够连接到internet的计算机对plc的工作状态进行访问和修改。远程控制技术，避免了用户需要到现场诊断的麻烦，节省了人力物力。

　　上海卓岚科技的联网产品包括：嵌入式设备联网模块、串口服务器等。使用卓岚联网设备进行设备远程监控的示意图如下图所示。

　　如图所示假如用户设备是一个类似plc的带串口（db9）的设备，则可以通过卓岚串口服务器连接到网络;如果用户设备电路板是可以重新设计的，则可以选用卓岚联网模块，并将其集成到用户电路板。两种方案在原理上是相同的。

　　在远程计算机端，卓岚科技提供了3种方式方便用户和联网产品通信：

　　1.卓岚设备管理dll+vb等程序。提供的dll设备管理函数库，可以被用户程序所调用，用户只需使用提供的open、close、send、recv

　　函数，即可实现通信。

　　2.串口程序+虚拟串口驱动。例如三菱plc需要通过melsoft开发环境和plc通信，某些modbus设备则通过三维力控软件和设备通信，它们都是现成的串口程序。使用卓岚虚拟串口驱动，可以在网络化升级后，仍然使用这些串口程序。

　　3.socket网络程序：对于用户，可以选择通过tcp/ip直接和联网产品通信。

2.域名（dns）系统

　　域名系统的支持是远程控制的关键技术。目前网络接入以adsl接入网络占绝大多数，但是若远程计算机通过adsl联网，每次的ip是不同，必须解决设备如何知道远程计算机ip的问题，解决的方法是动态域名系统。

　　在卓岚远程控制技术中，远程计算机通过动态域名服务在每次联网时都可以获得全球唯一的域名，例如yourname.gicp.com。卓岚联网产品支持域名，可以用域名指定通信的的目的地址，例如将其设置为yourname.gicp.com。

　　这样，无论远程计算机在何时何地通过adsl接入网络，卓岚联网产品都可以在时间和其建立tcp连接。

3.网络地址映射（nat）技术

　　nat技术是解决两个内网之间计算机如何互联的技术。对于初次接触tcp/ip的用户，可能对于内网ip（例如192.168.0.200）、外网ip（例如114.123.223.12）、外网计算机如何访问内网计算机比较迷惑。外网计算机连接内网计算机时，不能简单地向该计算机的内网ip发起连接。这里关系到网络地址映射nat技术。nat技术可以在adsl路由器上做一个nat映射，将用户的内网ip映射为外网ip和端口。

　　在卓岚的设备远程控制应用案例中，提供了如何使用网络地址映射（nat）技术实现网络连接的操作步骤，由于篇幅所限这里不详述。

4.创新的断网恢复机制

　　tcp连接的不正常中断在设备远程监控中比在局域网中更加常见，因为在internet环境下，中间的任何一台路由器出现问题都可以导致连接中断。

　　断网在远程监控中产生如下问题：假如客户端和服务端建立tcp连接后，服务端由于掉电等原因重新启动，那么客户端将不再能够和服务端建立连接。原因很简单，因为客户端认为连接已经建立，这导致了服务端无法向客户端发送数据。

　　心跳包技术是目前常见的断网恢复机制，但是该方案并没有写入tcp/ip规范，原始是心跳包技术存在很多争议的负影响，例如增加了网络负担等。

　　卓岚的设备管理dll库和虚拟串口驱动内部集成了创新的断网恢复机制，采用优于心跳包的技术，可以在服务端、客户端、中间路由器任何一方断网情况下，迅速恢复连接。

在生产机械的自动控制领域，plc顺序控制系统的应用量大面广。然而，工艺不同的生产机械要求设计不同的控制系统梯形图。目前，不少电气设计人员仍然采用经验设计法来设计plc顺序控制系统，不仅设计效率低，容易出差错，而且设计阶段难以发现错误，需要多次调试、修改才符合设计要。本文提出的4种简易设计方法，能快速地一次设计成功plc顺序控制系统。

    顺序控制系统的特点及设计思路

   1．特点顺序控制系统是指按照预定的受控执行机构动作顺序及相应的转步条件，一步一步进行的自动控制系统。其受控设备通常是动作顺序不变或相对固定的生产机械。这种控制系统的转步主令信号大多数是行程开关（包括有触点或无触点行程开关、光电开关、干簧管开关、霍尔元件开关等位置检测开关），有时也采用压力继电器、时间继电器之类的信号转换元件作为某些步的转步主令信号。

   为了使顺序控制系统工作可靠，通常采用步进式顺序控制电路结构。所谓步进式顺序控制，是指控制系统的任一程序步（以下简称步）的得电必须以前一步的得电并且本步的转步主令信号已发出为条件。对生产机械而言，受控设备任一步的机械动作是否执行，取决于控制系统前一步是否已有输出信号及其受控机械动作是否已完成。若前一步的动作未完成，则后一步的动作无法执行。这种控制系统的互锁严密，即便转步主令信号元件失灵或出现误操作，亦不会导致动作顺序错乱。

   2．设计思路本文提出的4种简易设计方法都是先设计步进阶梯，在步进阶梯实现由转步主令信号控制辅助继电器得失电；然后根据步进阶梯设计输出阶梯，在输出阶梯实现由辅助继电器控制输出继电器得失电。这4种设计法所设计的梯形图电路结构及相应的指令应适用于大多数plc机型，具有通用性。

   由于各种plc机型的编程元件代号及其编号不尽相同，为便于阐述，本文约定：所有梯形图中的输入继电器、输出继电器、辅助继电器（又称内部继电器）的代号分别为：x、y、m。设计中所用到的某些功能指令，如置位指令约定为s×，复位指令为r×；移位指指令为sr×。其中的“×”表示编程元件的编号，用十进制数表示。用这些方法设计实际的控制系统时，应将编程元件代号和编号变换成所选用的plc机型对应的代号和编号。

图1 顺序控制流程

   下面分别介绍各种设计方法。其中，前3种方法的设计依据都是图1所示的顺序控制流程。图中，步1的转步主令信号x0为连接启动按钮的输入继电器（为简明起见，后述的转步主令信号均省去“输入继电器”几个字，只提输入信号），x1为原位开关信号，x2、x3、x4分别为步2、3、4的转步主令开关信号。m1～m5分别为各步的受控辅助继电器。y1～y4分别为各步受控的输出继电器。

    一、逐步得电同步失电型步进顺序控制系统设计法

   如图2所示，这种设计方法是根据“与”、“或”、“非”的基本逻辑关系，设计成串联、并联或串、并联复合的电路结构。

图2 逐步得电同步失电步进顺控梯形图

    1．步进阶梯的设计步进阶梯的结构

   如图2a所示。步1的m1得电条件是受控机械原位开关x1处于压合状态（若受控机械有多个执行机构，则要求每个执行机构的原位开关均处于压合状态），满足原位条件后按起动按钮x0才能得电。m1得电后自锁，并为步2提供步进条件信号（m1的常开触点）。步1的执行动作完成时触发的行程开关信号x2作为步2的转步条件信号。步2的m2的输入满足其步进条件和转步条件后得电自锁，并为步3提供步进条件信号。按此规律即可实现后续每一工作步辅助继电器的得电和自锁。停止步m5的步进条件信号和转步条件信号分别为：后一个工作步m4发出的步进条件信号（m4的常开触点）和该步动作完成时所触发的转步信号x1。由于m5的得电信号令控制系统失电，所以m5的回路不自锁，而且要将其常闭触点串联在步1回路的左端。从步2起后续各个步的回路构成分支回路。一旦m5得电便使整个系统失电。如不用分支回路的结构，也可采用图3所示的回路。即把m5常闭触点分别串联在每步辅助继电器的回路上。应该注意的是：无论工作步还是停止步，如果某步的转步主令信号有多个，则应将多个转步主令信号互相串联。

图3 逐步得电同步失电梯形图

    2．输出阶梯的设计输出阶梯

   如图2b所示。其设计方法是：（1）在控制流程图中，找出某输出继电器m在哪一步开始得电和在哪一步开始失电，以此确定其得电信号（步进阶梯中使m开始得电的辅助继电器常开触点）和失电信号（步进阶梯中使m开始失电的辅助继电器常闭触点）；（2）将得电信号、失电信号和受控输出继电器线圈串联。如果某个输出继电器在一个工作循环中多次得电失电，则将每次得失电的串联信号互相并联即可。例如，图1中输出继电器y1要求在步1和步3得电，在其余步失电。在图2b画其控制回路时，将图1所示的次得电信号m1和次失电信号m2串联，第二次得电信号m4和第二次失电信号串联，然后将二者并联起来，再与y1的线圈串联便构成y1的控制回路。其余依此类推。

    二、逐步得电逐步失电型步进顺序控制系统设计法

    1．步进阶梯设计

   按图1所示的控制流程，采用逐步得电逐步失电型顺序控制系统设计法设计的步进阶梯如图4a所示，其电路结构与图3的不同点之一是每步的失电由下一步辅助继电器的常闭接点控制；之二是步1回路必须串联步2至后工作步4的辅助继电器常闭触点。以防电路工作时，因误操作再次起动而导致控制顺序错乱。其余的电路结与图3相同。

 2．输出阶梯设计输出阶梯如图4b所示，输出继电器的控制回路根据控制流程直观确定。例如，输出继电器y1要求在步1、3得电，则将步1、3的辅助继电器m1、m3的常开触点并联，再与y1的线圈串联即可。其余输出继电器的控制回路构成方法与此相同。

图4 逐步得电逐步失电型顺控系统梯形图

图5 置位/复位指令型顺序控制电路

    四、移位指令型顺序控制系统设计

   1．步进阶梯设计设计依据如图6所示。图7a为按图6所示要求采用移位指令设计法设计的顺序控制系统步进阶梯，这种步进阶梯由一个8位移位寄存器（由移位指令定义辅助继电器m20～m27而成）作为控制元件。该移位寄存器中的in为移位数据输入端，cp为移位脉冲输入端，r为复位端。这三个输入端的输入信号均为脉冲上升沿有效。对顺序控制系统来说，输入in的信号必须是一个单脉冲信号，即移位数据为“1”。起动步1时，in和cp同时输入按钮信号x0的脉冲上升沿后，在in端生成的移位数据“1”便移入移位寄存器的m20位，此时该位有输出（即输出m20的常开触点闭合信号），建立步1程序，并为步2提供步进条件信号；m20的常闭触点即时断开in输入端和cp的步1输入端，完成数据“1”输入和移位脉冲输入。从步2起，本步的转步主令信号一发出（x2接通），便输入一个移位脉冲上升沿，使原来移入m20位的数据“1”移入m21位，建立步2程序，并为步3提供步进条件信号。移位后，m20位的状态变为0，即其相应的步1被撤销，输出为0。依此类推便可实现整个步进阶梯逐步得电和逐步失电。后一步完成并回到原位（x1接通）时，接通移位寄存器的复位端r，使移位寄存器复位清零，整个控制系统失电停止。

图5 置位/复位指令型顺序控制电路

    四、移位指令型顺序控制系统设计

图6 移位顺序控制流程图

图7 移位指令型顺序控制电路

   设计这种步进阶梯时要注意以下问题：（1）在一个自动工作循环内，移位寄存器的移位数据输入端in只允许起动时输入一个单脉冲信号。也就是说起动时只能输入移位数据“1”。步进阶梯的工作原理就是根据输入的数据“1”，在移位寄存器中逐步向高位移位来实现逐步得电和逐步失电。所以输入端in要串联每个移位输出位的常闭触点；（2）移位寄存器对移位脉冲输入端开关的抖动非常敏感。若开关抖动一次，相当于多输入了一个移位脉冲，移位数据“1”随之多移了一位。由于接点式开关被触发时难免产生抖动。为消除这种影响，在移位脉冲输入端的步1输入回路，必须串联移位寄存器0位（本例为m20）的常闭触点，一旦移位数据移入m20位，便断开步1的输入回路；而从步2开始，每步的输入回路也要串联上一位的常开触点。例如步2的输入回路要串联上一位m20的常开触点。这样，当移位到步2转步主令信号对应的m21位时，便立即断开步2的输入回路。采用这样的移位脉冲输入回路结构，可确保每步的转步输入信号持续时间只有plc的一个扫描周期（一般只有几ms），因开关的抖动时间远大于plc的一个扫描周期。所以可有效地消除开关抖动的影响

2．输出阶梯设计图7b为输出阶梯，其结构与图4b相同，只是辅助继电器编号不同而已。

    结束语

    上述4种plc顺序控制系统设计方法的共同特点是：

   （1）由输入继电器控制辅助继电器（包括由置位/复位指令和移位指令定义的辅助继电器），按此构成步进阶梯；

    （2）由辅助继电器控制输出继电器，以此构成输出阶梯；

   （3）无论步进阶梯还是输出阶梯，都是很有规律的回路结构。不管要设计的顺序控制系统有多少步，也不管其输入输出点数有多少，只要弄清各种设计方法所设计的步进阶梯和输出阶梯的回路结构的规律性，根据设计依据，套用其中任一种设计方法的回路结构，就能快速地一次成功设计出较复杂的plc顺序控制系统。

plcsim是s7-300/400的仿真软件，它的功能强大，使用方便，但是在通信功能的模拟方面较差，但是它可以模拟dp从站、dp网络和从站中的模块的故障，可以模拟触发ob82、ob85、ob86和ob122的事件。
    以模拟dp从站故障为例，执行plcsim的菜单命令“execute”（执行）→“triggererror ob”（触发错误ob）→“rack failure (ob86)”（机架故障ob86），打开“rack failureob（86)”对话框（见下图）。在“dpfailure”（dp故障）选项卡，可以看到已组态的dp从站对应的小方框为绿色。点击某个从站对应的小方框，方框内出现“x”。用单选框选中“stationfailure”（站故障），单击“apply”（应用）按钮，选中的从站对应的小方框中的“x”消失，小方框变为红色，表示3号站出现故障。

   此时可以看到plcsim的cpu视图对象中的sf灯亮、dp灯闪烁。用快速视图、故障从站和cpu的模块信息对话框可以诊断出有故障的从站和故障的详细信息。诊断时看到的现象和硬件实验基本上相同。

答：要设置日期、时间值，使之开始走动，可以：

用编程软件（micro/win）的菜单命令plc > time of day clock...，通过与cpu的在线连接设置，完成后时钟开始走动 
编用户程序使用set_rtc（设置时钟）指令设置 
 micro/win可以通过任何编程连接实现实时时钟的设置。

通过编程软件 micro/win 设置 cpu 的时钟，必须先建立编程通信连接。

在 micro/win 菜单中选择“plc > 实时时钟”命令，打开“plc 时钟操作”对话框：

1.要设置时钟的 cpu 网络地址，取决于在“通信”界面中的选择 
2.设置日期：选择需要修改的数据字段，直接输入数字，或者使用输入框右侧的上下按钮调整 
3.设置时间：选择需要修改的数据字段，直接输入数字，或者使用输入框右侧的上下按钮调整 
4.读取 pc 时钟：按此按钮可以读取安装 micro/win 的 pc 机的本机时间 
5.读取 plc 时钟：按此按钮读取 plc 内部的实时时钟数据 
6.根据需要选择夏时制调整选项 
7.按“设置”按钮，将上面的时钟日期数据写入 plc 

其中“功能、编程与调试”----“实时时钟”一节有详细的介绍！

hmi 人机操作界面与 s7-200 的时钟同步功能包括两个方向的时钟同步： 
1.plc 到面板的时钟同步。
西门子操作面板可分为硬件时钟面板（tp/op/mp270，mp370 等）和软件时钟面板（xp170x， xp177x，k-tp178 micro 等）。软件时钟面板和无备份电池的硬件时钟面板， 当断电关机后， 面板的内部时钟就会丢失, 回到出厂时的状态。但面板可以通过设置，来定时读取 plc 的硬件时钟信息，以保持和 plc 时钟一致，这就是 plc 到面板的时钟同步。 
2.面板到 plc 的时钟同步。
与上述相反，即用面板的时钟来校准 plc 的系统时钟。plc 实际上是得到面板的时钟信息后，调用相应设置时钟的函数（或者通过用户编制的程序），更改自己的系统时钟，以保持和面板时钟一致。在本文所提供的例程中，实现的是用 plc 的时间同步面板系统时钟，同时可以在面板上修改 plc 的时钟，从而间接地修改了面板的系统时钟。 
 s7-200 系列中 cpu 224 以上的 cpu 都有内置的实时时钟，而 cpu 221/cpu 222 没有内置实时时钟，需要外插“时钟电池卡”才能使用实时时钟和时钟同步功能。