西门子变频器6SL3320-1TE36-1AA3

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PLC控制程序是整个PLC控制系统的关键和核心，程序质量的好坏对整个控制系统性能有直接的影响。然而PLC初学者对程序设计常常感到很困惑，无从下手。PLC程序设计也具有一定的规律可循，对于一些特定的功能通常都有相对固定的设计方法。常用的程序设计方法有"继电器-接触器"控制线路移植(转换)设计法、经验设计法、逻辑设计法、时序图设计法、顺序功能图设计法等。在程序设计过程中究竟采用哪种方法并无定论。事实上，对于一个一般规模的控制系统来说往往是多种设计方法的融会贯通。要想编好PLC程序需要在熟悉硬件，掌握基本指令和基本控制环节以及常用编程方法的基础上多借鉴、多实践、多总结，这样才能真正掌握PLC程序设计技术。

  采用移植设计法的应用程序设计

  移植设计法主要是用来对原有机电控制系统进行改造。PLC控制取代"继电器-接触器"控制已是大势所趋，用PLC改造"继电器-接触器"控制系统，根据原有的"继电器-接触器"电路图来设计梯形图显然是一条捷径。这是由于原有的"继电器-接触器"控制系统经过了长期的使用和考验，已经被证明能够完成系统要求的控制功能，而"继电器-接触器"电路图又与梯形图极为相似，因此可以将"继电器-接触器"电路图经过适当的"翻译"，直接转化为具有相同功能的PLC梯形图程序，所以人们将这种设计方法称为"移植设计法"或"翻译法"。这种设计方法没有改变系统的外部特性，对于操作工人来说，除了控制系统的可靠性提高了之外，改造前后的系统没有什么本质区别，他们不用改变长期形成的操作习惯。这种设计方法一般不需要改动控制面板及器件，因此可以减少硬件改造的费用和改造的工作量。

  "继电器-接触器"电路图是一个纯粹的硬件电路图。将它改为PLC控制时，需要用PLC的外部接线图和梯形图来等效"继电器-接触器"电路图。可以将PLC想象成是一个控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部"线路图"，梯形图中的输入位和输出位是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析"继电器-接触器"电路图的方法来分析PLC控制系统。在分析梯形图时可以将输入位的触点想象成对应的外部输入器件的触点，将输出位的线圈想象成对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还能受外部触点的控制。

  将"继电器-接触器"电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤如下。

  ①了解和熟悉被控设备的机械结构组成、生产工艺过程和机械各部件的运动，根据"继电器-接触器"电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

  ②确定PLC的输入信号和输出负载。“继电器-接触器”电路图中的交流接触器和电磁阀等执行机构如果用PLC的输出位来控制，它们的线圈接在PLC的输出端;按钮、操作开关和行程开关、接近开关等提供PLC的数字量输入信号;"继电器-接触器"电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PLC内部的辅助继电器和定时器来完成，它们与PLC的输入位、输出位均无关。

  ③选择PLC的型号，根据系统所需要的功能和规模选择CPU模块、电源模块、数字量输入和输出模块，对硬件进行组态，确定输入/输出模块在机架中的安装位置和它们的起始地址。

  ④确定PLC各数字量输入信号与输出负载对应的输入位和输出位的地址，画出PLC外部的实际接线图。各输入和输出在梯形图中的地址取决于它们的模块的起始地址和模块中的接线端子号。

  ⑤确定与"继电器-接触器"电路图中的中间、时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时器、计数器的地址。

  ⑥根据上述的对应关系画出梯形图。

  据此，现将某卧式镗床"继电器-接触器"控制系统移值设计为PLC控制系统。

  (1)某卧式镗床“继电器-接触器”控制系统的电路图

  某卧式镗床"继电器-接触器"控制系统的电路图如图5-6所示，它包括主电路、控制电路、照明电路和信号指示电路。镗床的主轴电动机M1是双速异步电动机;中间继电器KAl 和KA2控制主轴电动机的启动和停止;接触器KM1和KM2控制主轴电动机的正反转;接触器KMA、KM5和时间继电器KT控制主轴电动机的变速;接触器KM3用来短接串在定子回路的制动电阻。SQ1、SQ2和SQ3、SQ4是变速操纵盘上的限位开关;SQ5和SQ6是主轴进刀与工作台移动互锁限位开关;SQ7和SQ8是镗头架和工作台的正、反向快速移动开关。

  (2)卧式镗床PLC控制系统外部的实际接线图

  改造后的PLC控制系统外部的实际接线图如图5-7所示。主电路、照明电路和信号指示电路同原电路不变，其控制电路的功能由PLC实现。

  (3)卧式镗床PLC控制的梯形图和语句表程序

  根据原PLC的实际接线图，再加上原"继电器-接触器"控制电路中KA1、KA2和KT 分别与PLC内部的M300、M301和T37相对应，可设计出PLC控制的梯形图和语句表程序如图5-8所示。

  (4)设计说明

  设计过程中应注意梯形图与“继电器-接触器”电路图的区别。梯形图是一种软件，是PLC图形化的程序，PLC梯形图是串行工作的，而在"继电器-接触器"电路图中，各电气元器件可以同时动作(并行工作)。

  根据"继电器-接触器"电路图设计PLC的外部接线图和梯形图时应注意以下问题。

  ①应遵守梯形图语言中的语法规定 由于工作原理不同，梯形图不能照搬“继电器-接触器"电路中的某些处理方法。例如在继电器电路中，触点可以放在线圈的两侧，但是在梯形图中，线圈必须放在电路的Zui右边。

  ②适当的分离“继电器-接触器”电路图中的某些电路 设计“继电器-接触器”电路图时的一个基本原则是尽量减少图中使用的触点的个数，因为这意味着成本的节约，但是这往往会使某些线圈的控制电路交织在一起。在设计梯形图时首要的问题是设计的思路要清楚，设计出的梯形图容易阅读和理解，并不是特别在意是否多用了几个触点，因为这不会增加硬件的成本，只是在输入程序时需要多花费一点时间。

  ③尽量减少PLC的输入和输出端子 PLC的价格与1/O端子数有关，因此减少输入、输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。在PLC的外部输入电路中，各输入端可以接常开触点或常闭触点，也可以接触点组成的串、并联电路。PLC不能识别外部电路的结构和触点类型，只能识别外部电路的通断。

  ④代换时间继电器 物理时间继电器有通电延时型和断电延时型两种。通电延时型时间继电器其延时动作的触点有通电延时闭合和通电延时断开两种。断电延时型时间继电器，其延时动作的触点有断电延时闭合和断电延时断开两种。在用PLC控制时，时间继电器可以用PLC的定时器或计数器或者是二者的组合来代替。

  ⑤设置中间单元 在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串、并联电路的控制。为了简化电路，在梯形图中可以设置中间单元，即用该电路来控制某存储位，在各线圈的控制电路中使用其常开触点。这种中间元件类似于"继电器-接触器"电路中的中间继电器。

  ⑥设立外部互锁电路 控制异步电动机正反转的交流接触器如果同时动作，将会造成三相电源短路。为了防止出现这样的事故，应在PLC外部设置硬件互锁电路。

  ⑦重新确定外部负载的额定电压 PLC双向晶闸管输出模块一般只能驱动额定电压AC220V的负载，如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V，应换成220V的线圈，或是设置外部中间继电器。

S7-300

S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

西门子可编程控制器，西门子触摸屏，西门子工业以太网，西门子数控系统，西门子高低压变频器，西门子电机驱动，西门子低压，西门子仪器仪表等等。

西门子PLC通讯方式

西门子作为早进入中国市场的工控厂家，其*一直非常高。西门子PLC的品质非常好，其网络稳定性、开放性深受工控人员的喜爱，而且编程软件分类多，使用方便。在国内工控界具有显着地位。虽然大家对西门子PLC都有一定的了解，但要你说出西门子PLC各种通信方式的特点，相信很多人都不能完整答出。下面就是几种常见的西门子通信方式

一、PPI通讯

PPI协议是S7-200CPU基本的通信方式，通过原来自身的端口（PORT0或PORT1）就可以实现通信，是S7-200 CPU默认的通信方式。

二、RS485串口通讯

第三方设备大部分支持，西门子S7 PLC可以通过选择自由口通信模式控制串口通信。简单的情况是只用发送指令（XMT）向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况，都通过S7 PLC编写程序实现。

当选择了自由口模式，用户可以通过发送指令（XMT）、接收指令（RCV）、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。

三、MPI通讯

MPI通信是一种比较简单的通信方式，MPI网络通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s，MPI网络多支持连接32个节点，大通信距离为50M。通信距离远，还可以通过中继器扩展通信距离，但中继器也占用节点。

MPI网络节点通常可以挂S7-200、人机介面、编程设备、智能型ET200S及RS485中继器等网络元器件。

西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信方式：

1、全局数据包通信方式

2、无组态连接通信方式

3、组态连接通信方式

四、以太网通讯

以太网的核心思想是使用共享的公共传输通道，这个思想早在1968年来源于厦威尔大学。 1972年，Metcalfe和David Boggs（两个都是着名网络）设置了一套网络，这套网络把不同的ALTO计算机连接在一起，同时还连接了EARS激光打印机。这就是上个个人计算机局域网，这个网络在1973年5月22日*运行。Metcalfe在*运行这天写了一段备忘录，备忘录的意思是把该网络改名为以太网（Ethernet），其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播”这一想法。 1979年，DEC、In和Xerox共同将网络标准化。

1984年，出现了细电缆以太网产品，后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。 以太网是目前行的拓朴标准之一，具有传传播速率高、网络资源丰富、系统功能强、安装简单和使用维护方便等很多优点。

五、PROFIBUS-DP通讯

PROFIBUS-DP现场总线是一种开放式现场总线系统，符合欧洲标准和标准。PROFIBUS-DP通信的结构非常精简，传输速度很高且稳定，非常适合PLC与现场分散的I/O设备之间的通信。

INAMICS V20 - 经济、可靠和易于使用的变频器，适合普通应用

今天，由于机器设备制造领域中的应用日益增多，需要提供具体的自动化与驱动解决方案，以便无需满足太高相关要求就能将简单运动序列实现自动化。

SINAMICS V20 是西门子提供的具有基本性能的紧凑性变频器，可针对此类应用提供简单且经济有效的驱动解决方案。 SINAMICS V20 调试迅速，易于操作，坚固且经济，从而在同类产品中树一帜。

该款变频器有五种尺寸可供选择，输出功率覆盖 0.12 kW ~ 30 kW。

将成本降到低

组态、调试和运行成本保持在尽可能低的水平。 使用 SINAMICS V20，您可以实现想要的目标。 为提高能效，该变频器采用了一种控制技术，用来通过自动磁通降低来取得能效。 不仅如此，它还可显示实际电能消耗量，并具有其它集成节能功能。 这样就能够大幅削减能耗。

西门子程序编程有哪几种

 PLC提供了完整的编程语言，以适应PLC在工业环境中的使用。在小型PLC中，用户程序有4种形式:指令表(STL)、梯形图(LAD)、结构文本(ST)和顺序功能流程图(SFC)编程。

  下面以S7-200系列PLC为例来说明。

  1)指令表编程

  指令表编程是用一个或几个容易记忆的字符来代表PLC的某种操作功能。指令表语言类似于计算机中的助记符语言，它是PLC基础的编程语言。

  PLCS7-200系列PLC的基本指令包括“与”、“或”、“非”以及定时器、计数器等。图 2-12 是指令表编程示例。

  2)梯形图编程

  梯形图表达式是一种类似于继电器控制线路图的语言，但在使用符号和表达方式上有一定区别。PLC梯形图使用的是内部继电器、定时/计数器等，都是由软件实现的。其主要特点是使用方便、修改灵活。

  图2-13是典型的梯形图示意图。左右两垂直的线称为母线。在左右两垂线之间，接点在水平线上相串联，相邻的线也可以用一条垂直线连接起来，作为逻辑的并联。接点的水平方向串联相当于“与”，例如，图中条线，A、B、C三者是“与”逻辑关系。垂直方向的接点并联，相当于“或”例如，第二条线，D、E、F三者是“或”逻辑关系。

  PLC梯形图的一个关键概念是“能流”(Power Flow)。这仅是概念上的“能流”。在图2-13 中,把左边的母线假想为电源“火线”,而把右边的母线(虚线所示)假想为电源“零线"。

  如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。如没有“能流”，则线圈未被激励。“能流”可以通过被激励(ON)的常开接点和未被激励(OFF)的常闭接点自左向右流，也可以通过并联接点中的一个接点流向右边。“能流”在任何时候都不会通过接点自右向左流。在图2-13中，当A、B、C接点都接通后，线圈M才能接通(被激励),只要其中一个接点不接通，线圈就不会接通;而D、E、F接点中任何一个接通，线圈Q就被激励。

  由图2-13可看出，梯形图是由一段一段组成的。每段的开始用LD(LDN)指令，触点的串/并联用A(AND)/O(OR)指令，线圈的驱动总是放在右边，用=(OUT)指令，用这些基本指令，即可组成复杂逻辑关系的梯形图及指令表。

  3)结构文本

  结构文本是为IEC61131-3 标准创建的一种的编程语言。与梯形图相比，它能够实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。

  4)顺序功能流程图编程

  顺序功能流程图编程是一种较新的编程方法，它的作用是用功能图来表达一个顺序控制过程。目前，顺序功能流程图也正在实施发展这种新的编程标准。

  顺序功能流程图作为一种步进控制语言,用这种语言可以对一个控制过程进行控制,并显示该过程的状态。将用户应用的逻辑分成步和转换条件，来代替一个长的梯形图程序。这些步和转换条件的显示，使用户可以看到在某个给定时间中机器处于什么状态。

  图2-14所示是钻孔顺序功能流程图编程示例，这是一个钻孔顺序的例子方框中的数字代表顺序步，每一步对应于一个控制任务，每个顺序步的步进条件以及每个顺序执行的功能可以写在方框右边。