西门子变频器6SL3210-5BE17-5CV0

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PLC安全型自动化系统S7-400F/FH编程

 CPU 412-3H、CPU 414-4H和CPU 417-4H是S7-400H容错式自动控制系统和S7-400F/FH安全型自动控制系统的CPU模块，它们带有两个用于安装同步模块的插槽。

  1. S7-400F/FH的应用场合

  S7-400F/FH安全型自动化系统适用于对安全性要求很高的系统，控制过程(直接关闭某些输出)应尽量减少对人和环境产生的危害。增强的安全功能由F CPU中与安全有关的用户程序和故障安全I/O模块(F模块)提供。故障安全型CPU可以连接分布式故障安全I/O模块，ET200M和ET200S可以使用故障安全的数字量模块，实现集中式连接。也可以使用标准模块，来满足与安全无关的应用。S7-400F/FH有两种基本类型

  1)安全型自动化系统S7-400F。系统中出现故障时生产过程转为安全状态，并执行中断。

  2)安全及容错自动化系统S7-400FH。如果系统出现故障，冗余控制使生产过程能继续执行。

  S7-400F/FH可以使用标准模块和安全型模块来配置一个安全型集成控制系统，在无安全要求及有部分安全要求的工厂中使用，整个工厂可以用相同的标准工具软件来组态和编程。

  2. S7-300F和S7-400F/FH的工作原理

  F CPU的安全功能包含在CPU的F程序中和包含在故障安全信号模块中。信号模块通过差异分析监视输入和输出信号。CPU通过自检、指令测试和顺序程序流控制来监视PLC 的运行。通过请求信号检查I/O，如果系统诊断出一个错误，则转入安全状态。

  将F运行许可证安装到S7-400F/FH的CPU，每个F的CPU需要一个F运行授权。

  3. S7-300F和S7-400F/FH的编程

  S7-300F和S7-400F/FH的编程方法与其他S7系统的编程方法相同，无安全性要求的部分可以用STEP7来编写。S7-300F和S7-400F/FH使用STEP7选件包“S7FDistrib-uted Safety”(S7F分布式安全)来编写与安全有关的程序，选件包中包括用来创建F程序的所有功能和功能块，提供FFBD或FLAD语言。用这两种语言编写与安全有关的F程序，可以简化工厂的规划和编程，程序员可以将精力集中到安全应用的组态中。

  4. S7-400F/FH的通信

  中央控制器和ET200M之间的安全型通信和标准通信通过FROFIBUS-DP进行，故障安全型CPU使用内置的DP接口和PROFIsafe协议，允许安全型功能的数据和标准报文帧一起传送。不需要对故障安全I/O进行额外的布线，就可以实现与故障安全有关的通信。

  5.多CPU处理

  多CPU处理运行是指在S7-400中央机架上，多4个具有多CPU处理能力的CPU同时运行。这些CPU自动地、同步地变换其运行模式。也就是说它们同时启动，同时进入STOP模式，这样可以同步地执行控制任务。

  多CPU处理适用于以下情况对于一个CPU来说用户程序太长，或者存储空间不够，需要将程序分配给多个CPU执行。如果整个系统由多个不同的部分组成，并且这些部分可以很容易地彼此拆开并可以单控制，则各CPU分别处理不同的部分，每个CPU访问分配给它的模块。通过通信总线，CPU彼此互联。如果组态正确，通过编程软件可以访问 MPI 网络上的全部CPU。在启动时，多CPU运行的CPU将自动检查彼此间是否能同步。每个CPU可以访问用STEP7为其组态分配的模块，模块的地址区总是单分配给一个CPU。每个具有中断能力的模块被分配给一个CPU，这样的模块产生的中断不能被其他CPU接收。过程中断和诊断中断只能发送给一个CPU，在模块有故障或插/拔某一模块时，由参数赋值时分配的CPU处理中断。有机架故障时，每个CPU调用OB86。

  使用多CPU中断(OB60)可以在相应的CPU中同步地响应一个事件。与通过模块触发的过程中断相比，通过调用SFC35“MP_ALM”触发的多CPU中断只能通过CPU输出。

PLC的应用分类介绍

 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，随着其性能价格比的不断提高，应用的范围还在不断扩大，PLC的应用大致可归纳为以下几类。

    1)、开关量的逻辑控制

    这是PLC基本、广泛的应用领域。PLC的逻辑控制取代传统的继电系统控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单机控制，也可用于多机及自动化生产线的控制等。如机床电气控制、装配生产线、电梯控制、冶金系统的高炉上料系统以及各种生产线的控制。   

    2)、运动控制

    PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。目前，大多数的PLC制造商都提供拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，这一功能可广泛用于各种机械，如金属切削机床、金属成型机床、机器人、电梯等。

    3)、过程控制

     过程控制是指对温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。现代的大、中型PLC一般都有闭环PID控制模块，这一功能可以用PID子程序来实现，而更多的是使用PID模块来实现。

    4)、数据处理

    PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以通过通信接口传送到的智能装置进行处理，或将它们打印备用。数据处理一般用于大型控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

    5）、通信及联网

    PLC通信括PLC相互之间、PLC与上位机、PLC与其它智能设备间的通信。PLC与其它智能控制设备一起，可以构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化系统发展的需要。

● PLC控制系统与继电器控制系统的区别 ：

    ⑴ 组成器件不同：继电器控制线路是许多真正的硬件继电器组成，而梯形图则由许多所谓“软继电器”组成。

    ⑵ 触点数量不同：硬继电器的触点数量有限，用于控制的继电器的触 点数一般只有4～8对；而梯形图中每个“软继电器”供编程使用的触点数有无限对。

    ⑶ 实施控制的方法不同：在继电器控制线路中，实现某种控制是通过各种继电器之间硬接线解决的。而PLC控制是通过梯形图即软件编 程解决的。

    ⑷ 工作方式不同：在继电器控制线路中，采用并行工作方式；而在梯形图的控制线路中，采用串行工作方式。

在FP1系列的PLC主机面板上，设有1～4个手动拨盘，其实质是电位器。在PLC的内部，有几个特殊数据寄存器专门用来存储这几个电位器的值。它们的对应状态如下：

  VO-DT9040

  V1-DT9041

  V2-DT9042

  V3-DT9043

  当调节这几个电位器的旋转量时，对应的特殊数据寄存器中的值将在0～255内变化。这个数值可以作为一个很方便的调试工具。一般地，可以利用它作为某一个定时器的预置值，以用在某些不常需要改变延迟时间的系统中。例如在普通的三相电动机Y/△启动过程中，大容量的电动机和中等容量的电动机需要的延迟时间并不相同，这时候便可以利用可调输入。程序举例的梯形图如图6-118所示。

  该程序的作用是当启动开关X0闭合后，主接触器YO闭合，同时Y接接触器Y1闭合，延时继电器TO开始延时，其延时时间由可调输入VO来控制(VO的值被读入特殊数据寄存器DT9040后，由传送指令送入SVO作为TO的预置值)。延时时间到，Y接接触器Y1释放，再延时10ms后△接接触器Y2闭合，完成启动过程。任何时刻停止开关X1闭合，所有继电器全部释放。