SIEMENS西门子清远代理商

SIEMENS西门子清远代理商

SIEMENS西门子清远代理商

SIEMENS西门子清远代理商

PROFIBUS-DP网络主站从站与ET200通信的组态

 PROFIBUS-DP从站

  支持DPV1的DP从站常被称为“标准从站”，或称为非智能从站。ET 200和变频器是典型的标准从站。某些型号的S7 CPU也可以作DP从站，称为"智能(Intelligent)从给"简称为“I从站”。

  DP网络中的I/O地址分配

  在PROFIBUS网络系统中，主站和非智能从站的L/O自动统一编址。下面是模块地址分配的原则：

  1)I/O分为4类，即数字量输入、数字量输出、模拟量输入和模拟量输出。按组态的先后次序，同类I/O模块的字节地址依次顺序排列。模块地址与模块所在机架号和插槽号无关。

  2)数字量I/O模块的起始地址从0号字节开始分配。S7-300和S7-400的模拟量I/O模块的起始地址分别从256号和512号字节开始分配，每个模拟量I/O点占两个字节的地址。

  3)HW Config自动统一分配DP主站和它的标准从站(非智能从站)的I/O的起始字节地址，用户可以在模块的属性对话框的“地址”选项卡中修改它。不过一般都使用自动分配的地址。

  主站和智能从站之间通过组态时设置的输入/输出区来交换数据。智能DP从站内部的ⅣO地址立于主站和其他从站。

  组态DP从站ET200 B

  下面以ET200B和ET200M为例，介绍DP主站与标准DP从站的组态方法，组态ET 200B 从站。打开图6-19右边硬件目录窗口的文件夹“\ PROFIBUS DP\ET 200B”，用鼠标将其中的B-16DI/16DO DP(见图6-23的左图)拖放到HW Config的PROFIBUS网络

  线上，这样就生成了DP从站，并将它连接到了DP主站系统。在自动打开的“属性-PRO-FIBUS接口”对话框中，设置该DP从站的站地址为3，点击“确定”按钮，返回HW Con-6g。用ET200B自带的拨码开关设置的从站地址应与HW Config设置的站地址相同。

  选中该从站，在下面的窗口中，可以看到自动分配给它的输人、输出地址为IW4 和QW2。

  双击HW Config中的ET 200B，打开“属性-DP从站”对话框，在“常规”选项卡(见图6-24)中，可以看到已组态的DP从站的一些参考信息，例如订货号、设备系列、从站类型、诊断地址和站地址等。运行时DP从站出现故障时，通过“诊断地址”向主站报告故障信息。然后，CPU将启动OB86(机架/DP从站故障组织块)。SFC13(DPNRM_DG)用该地址来从 DP从站获取完整的诊断信息。STEP7 自动生成诊断地址，用户也可以更改它。

  “SYNC、FREEZE”(同步、冻结)复选框用来设置DP从站是否能执行由DP主站发出的同步和冻结控制命令。HW Config从DP从站的文件中得到有关的信息，用户不能更改此设置。如果选中“响应监视器”(监控定时器)功能，在预定义的响应监视时间内，如果DP从站与主站之间没有数据通信，DP从站将切换到安全状态，所有的输出被设置为0 状态，或输出一个替代值。如果关闭监控定时器(没有选中“响应监视器”)，出错时DP 从站的输出可能不会被置为0状态，所以建议只是在调试时才关闭监控定时器。

  在图6-24的“参数赋值”选项卡中，可以设置DP从站的参数。有关数据的内容和含义，请查阅DP从站设备的使用手册。

  选中图6-19上面的组态窗口中的某个从站后，屏幕左下部的表格将显示它的详细资料，例如分配给它的/0字节地址。双击表中某一行的输入或输出，在打开的从站或模块属性对话框中，可以更改输入/输出地址。

  组态模块式 DP从站 ET 200M

  ET200M是模块式远程I/O，打开硬件目录的文件夹“\PROFIBUS-DP\ET200M”，将

  其中的接口模块IM 153-1(见图6-23的右图)拖放到PROFIBUS网络线上、就生成了ET200M从站。在出现的“属性-PROFIBUS接口IM153-1”对话框中，设置它的站地址为4。用IM153-1模块上的DIP开关设置的站地址(见图6-25)应与STEP7组态的站地址相同。

  选中图6-19上面窗口中的该从站，下面窗口是它的机架中的槽位，其中的4~11号槽多可以插入8块S7-300 系列的模块。打开硬件目录中的“IM153-1”子文件夹，它里面的各子文件夹列出了可用的S7-300模块，其组态方法与普通的S7-300的相同。将数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块分别插入4～7号槽。自动分配的地址见图6-19。

  组态任务完成后，点击工具栏上的按钮，保存当前的组态。点击■按钮(编译并保存)，对组态信息进行编译。如果组态存在问题，将会显示错误或警告信息。改

  正错误后，才能成功地编译，警告信息并不影响下载和运行。编译成功后，组态信息保存在系统数据中。

  可以在HW Config中用血按钮下载组态信息，也可以在SIMATIC管理器中下载“块”文件夹中的系统数据。系统数据包含硬件组态和网络组态的信息。

可编程序控制器PLC的应用范围

目前，在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域不断扩大。从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面：

1.开关量逻辑控制

利用PLC基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机制、生产自动线控制等，例如：机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC基本的应用，也是PLC广泛的应用领域。

 2.运动控制

大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于各种机械设备，如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。

3.过程控制

大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能，有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制，而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。

   4.数据处理

 现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置，如计算机数值控制（CNC）设备，进行处理。

 5.通信联网

 PLC的通信包括PLC与PLC、PLC与上位计算机、PLC与其它智能设备之间的通信，PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，满足工厂自动化（FA）系统发展的需要。

 1. 硬件设计概述

  (1) 硬件设计的重要性。PLC控制系统设计包括了硬件与软件两方面的内容。在控制系统的总体规划(方案设计)完成，并且选定了对应的PLC型号与规格后，从工程设计的角度，就应该进入控制系统的技术设计阶段，即进行系统的硬件与软件设计。

  PLC控制系统的硬件设计，并非像某些人主观想象的那样：由于PLC具有灵活、通用的特点，全部控制要求均可以通过软件解决，因此设计时只要进行PLC与输入/输出信号间的简单连接即可。而是直接关系到控制系统的安全性、可靠性与生产制造成本等诸多重要问题。而且，硬件设计一旦完成，它不可以像软件设计那样可以随时随地进行修改，因此，它是决定控制系统设计成败的关键问题，必须引起设计者的高度重视。

  虽然，PLC是专门为工业环境设计的控制装置，其本身的安全性、可靠性已经得到了良好的保证，但如果外部条件不能满足PLC的基本要求，同样可能影响系统的正常运行，造成设备运行的不稳定，甚至危及设备与人身安全。因此，在系统硬件设计阶段，就必须考虑到系统的安全性与可靠性，并始终将其放在Zui为重要的位置。

  硬件设计是对系统进行的原理、安装、施工、调试、维修等方面的具体技术设计，设计必须认真、仔细确保全部图样与技术文件的完整、准确、齐全、系统、统一、并贯彻国际、国内有关标准。

  (2) 硬件设计的基本内容。一般来说，PLC系统硬件设计应包括如下内容：

  1) 控制系统主回路设计、控制回路设计、安全电路、PLC输入/输出回路等方面的设计。

  2) 控制拒、操纵台的机械结构设计。

  3) 控制柜、操纵台的电器元件安装设计。

  4) 电气连接设计。

  以上内容中的主回路、控制回路、PLC输入/输出回路的设计是硬件设计的主要内容，属于电气控制原理设计的范畴，统一以"电气原理图"的形式体现设计思想与要求。

  电气原理图是系统软件设计、安装与连接设计、系统调试与维修的基础，它完整地体现了系统的设计思想与要求，系统中所使用的任何电器元件及它们之间的连接要求、主要规格参数等，均在电气原理图上得到了全面、准确、系统的反映，因此，它是电气控制系统Zui为重要的技术资料。

  电气原理图设计应遵循国际、国家或行业的标准与规范。在国外，一般来说，除涉及安全性、可靠性的准则决不可违背外，对其他方面的要求(如图形符号、元器件代号等的表示方法)通常较灵活，因此，在阅读进口设备图纸时应注意。此外，电气原理图的具体绘制要求、读图方法等虽然是PLC系统设计中需要掌握的内容，但它们不属于这里要介绍的范畴，需要时可参考有关标准与其他参考书。

  PLC电气原理图设计中，PLC的I/O连接设计相对来说是系统中较为简单的部分，只需要根据PLC输入/输出的类型，按照PLC的连接要求进行连接即可。然而，控制系统的PLC外围电路设计，往往是影响系统运行安全性、可靠性，决定系统成败的关键，尤其应该引起设计者的重视。

  控制柜、操纵台的机械结构设计，控制柜、操纵台的电器元件安装设计，电气连接设计等属于安装与连接设计的范畴。设计的目的是用于指导、规范现场生产与施工，为系统安装、调试、维修提供帮助，并提高系统的可靠性与标准化程度。

  2. 系统主回路设计

  (1) 主回路设计的内容。在电气控制系统中，习惯上将高电压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中，主回路通常包括如下部分：

  1) 电动机主回路，包括用于电动机通断控制的接触器、电动机保护的断路器等。

  2) 各种动力驱动装置的电源回路与动力回路，如驱动器电源输入回路及其通断控制的接触器、保护断路器、伺服电动机的电枢回路、直流电动机的励磁回路等。

  3) 各种控制变压器的一次侧输入回路，包括通断控制的接触器、保护断路器等.

  4) 用于供给控制系统各部分主电源的电源输入与控制回路，包括用于电源变压器、稳压器件以及用于电源回路控制的接触器、保护断路器等。

  PLC控制系统的主回路设计与其他电气控制系统无原则性区别。但必须符合有关标准的规定，并结合PLC控制系统的自身特点，充分考虑系统的可靠性与安全性。

  (2) 电源总开关。根据EN60204-1(VDE0113第1部分)标准规定，为了使整个控制系统与电网隔离机械设备的电气控制装置必须安装电源总开关。

  总开关的设计要求是：开关必须具有足够的分断能力，必须能够分断处于“堵转”状态的Zui大电动机的电流与其他所有用电设备和电动机的电流总和。

  通过总开关，原则上应能断开设备中的所有用电设备电源，例外的是，当设备安装有需要在总电源切断情况下使用的安全保护装置，如维修用电源、维修用照明、设备安全防护的解锁装置等部件时，允许这部分的电源直接连接在设备进线上，可以不通过总开关分断。但是，即便如此，以上电路仍然需要安装独立的短路保护器件(如断路器等)。

  (3) 保护装置的安装。为了对设备主回路进行可靠、有效的保护，设备中每一个独立的部件都必须安装用于短路、过电流保护的保护器件(如断路器等)，保护器件必须具有足够的分断能力，必须能够可靠分断被保护的用电设备或电动机。

  出于调试、维修的需要和对系统的可靠性与安全性的考虑，原则上对于不同类型的主回路，如电动机主回路、驱动主回路等，在每一部件独立安装保护器件的基础上，还应对每一大类分类安装总保护断路器

  对于输入/输出点数、种类较多、构成复杂、控制要求较高的控制系统，当外部输入/输电信号共用电源时，应采用分组的形式进行供电，每组通过独立的保护断路器进行保护与通/断控制。

  (4) 接地与抗干扰。从安全角度考虑，控制系统应安装总接地母线，用于电位平衡与接地。与主回路连接的各种独立电气控制装置，应有专门的、符合要求的接地连接线与设备接地母线进行连接，以防止干扰，提高可靠性。

  系统中容易产生干扰或是容易受到外部干扰的电气控制装置，如PLC、数控装置(CNC)、伺服驱动器、变频器等，应通过隔离变压器、滤波电抗器等与电源进行连接，以抑制线路干扰。

  系统中的需要通断的大功率负载，应在线路上安装浪涌电压吸收器，以抑制负载通断产生的过电压与干扰。

  (5) 辅助控制电源的设计。用于系统安全保护、紧急停机控制的装置(如制动器、安全门保护等)的辅助电源，应确保不会因"急停"等操作而分断。

  系统中可靠性要求较高的控制部件，如PLC的电源输入、CNC的电源输入等，当它们为直流DC24V供电时，应尽可能采用独立的稳压电源进行供电；当采用交流供电时，应安装独立的隔离变压器，原则上不要与系统的其他控制电路与执行元件(如电磁阀、220V/24V控制回路等)共用电源。

  PLC输入/输出所需要的传感器、开关、执行元件电源，应尽可能采用外部电源供电的形式，以防止由于外部线路故障引起PLC损坏。

  注意：在欧洲，目前已经对工业电气控制设备的主回路实行3相AC400V与单相AC230V标准、以取代传统的3相AC380V与单相AC220V标准，因此，在进行出口设备设计及进口设备维修时应加以注意

  3. 系统控制回路设计

  PLC控制系统中的控制回路，是指由继电器、接触器等低压电器构成的强电控制回路。在常见的控制系统中，控制回路一般有AC220V(或AC230V)与DC24V两种，其组成与作用如下。

  (1) AC220V控制回路。PLC控制系统中的AC220V(或AC230V)控制回路一般包括以下线路：

  1)用于电气控制系统的AC220V(或AC230V)安全电路，如紧急分断电路、安全门控制电路、"双手控制”电路等。

  注意：国外相关安全标准的规定(如欧共体的EN418标准)对用于控制系统紧急分断、安全防护门控制、夹具“双手”控制等特殊场合的电路，均有具体、明确的要求，如线路必须通过机电式的结构元件执行，使用的控制元件触点必须满足"强制执行"条件，设计的电路必须具有"冗余"，操作元件必须具有保护等。

  2) 电气控制装置、电动机、设备的启动/停止控制线路。

  3) 主回路中的AC220V(或AC230V)接触器的通/断控制电路。虽然，大部分PLC的输出可以直接驱动AC220V(或AC230V)的负载，但考虑到系统的安全、可靠性及线路“互锁”的需要，一般情况下，主回路的接触器通/断仍然以AC220V(或AC230V)控制电路进行控制的场合居多。

  4) 各种驱动装置、控制装置的AC22V。

  (2) DC24V控制回路。

  PLC控制系统中的DC24V控制回路一般包括以下控制线路：

  1) DC24V辅助继电器感触器接点控制回路。

  2) 用于电气控制系统的DC24V紧急分断电路与安全电路。3)DC24V电磁阀、电磁离合器等执行元件的驱动、控制线路。4)DC24V制动器、防护门连锁控制线路等。

  (3) 控制回路的设计原则。控制回路设计的基本要求与Zui高准则是必须保证系统运行的安全、可靠。控制回路的设计不仅要考虑设备的正常运行情况，尤其是要考虑到当设备中的机械部件、电器元件发生故障以及出现误操作、误动作等情况下的紧急处理。无论出现何种情况，控制回路必须要能保证设备的安全、可靠停机，并且不会造成对操作、维修者人身与设备的伤害。

  在保证安全、可靠的前提下，控制回路的动作设计应尽可能简捷、明了，方便操作与维修。电路中的元器件选择尽可能统一、规范，生产厂家不宜过多，以方便采购供应与维修服务。控制回路的控制电压应符合标准规定，电压种类不宜过多，以降低生产制造成本，提高系统可靠性。下面将提供的主回路与控制回路设计示范实例，可以供读者设计时参考。