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產(chǎn)品簡介
詳細(xì)介紹
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程序設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，將所需實(shí)現(xiàn)的各主要功能編制成為S7-300中的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環(huán)模塊（組織塊OB1）中調(diào)用這些已經(jīng)編制好的子程序。
程序設(shè)計(jì)分成硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面。在硬件方面針對(duì)系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在軟件方面則按需要編制了速度計(jì)算模塊、報(bào)警和故障模塊、伺服電機(jī)執(zhí)行模塊、增塑劑執(zhí)行模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊等FC塊和預(yù)設(shè)、保持系統(tǒng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊。
(1) 硬件設(shè)計(jì)與組態(tài)
本系統(tǒng)在S7-300的硬件方面采用了1塊PS307 5A電源模塊，1塊CPU-315-2DP，4塊24V/0V SM321數(shù)字量輸入模塊，3塊24V/0.5A SM322數(shù)字量輸出模塊，1塊FM352-2高速計(jì)數(shù)模塊，2塊SM331模擬量輸入模塊，1塊SM332模擬量輸出模塊以及用于DP總線通訊的IM153-1通訊模塊1塊。
S7-300外圍設(shè)備為5個(gè)伺服電機(jī)的DP通訊端。
對(duì)上述硬件按要求進(jìn)行組態(tài)，分別占據(jù)Profibus-DP通訊端的2、3~7和9號(hào)站，具體硬件組態(tài)如圖3所示。
(2) 軟件設(shè)計(jì)
由于編制的用戶功能模塊很多，限于篇幅，在這里不能一一作出介紹。以下介紹幾個(gè)比較重要的用戶功能模塊。
?、?數(shù)據(jù)塊組（Group of Data-Blocks）
數(shù)據(jù)塊組由一系列數(shù)據(jù)塊組成。這些數(shù)據(jù)塊除了一部分是S7-300程序中FB（功能塊的一種）所要求的之外，其他的數(shù)據(jù)塊都是用戶自定義的。這是因?yàn)樯a(chǎn)中機(jī)組的一些系統(tǒng)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)必須被預(yù)設(shè)或保存。由于S7-300內(nèi)部保持型M區(qū)的保存數(shù)量相對(duì)不足，例如：CPU315-2DP中整個(gè)可使用的M區(qū)的容量僅1024Bytes。同時(shí)，程序運(yùn)行中所大量使用中間參數(shù)也需要不可重復(fù)的地址空間，所以將大部分的數(shù)據(jù)（特別是在觸摸屏上顯示的參數(shù)）編制成保持型DB塊。
?、?速度計(jì)算模塊(FC for Speed)
雖然機(jī)組的高生產(chǎn)能力為400m/min，但是在許多煙廠并不需要一直運(yùn)行在高速度下。該項(xiàng)目提供可從觸摸屏上選擇5檔不同的車速系統(tǒng)，本模塊就是將無序設(shè)定的參數(shù)按由大到小的方式降序排列，并在觸摸屏上以這種次序顯示出來。在程序內(nèi)部，本模塊會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)提供給伺服電機(jī)執(zhí)行模塊 ③ 伺服電機(jī)執(zhí)行模塊(FC for Servo-Motor)
在得到速度計(jì)算模塊和一些其他模塊（如開松輥參數(shù)模塊等）的數(shù)據(jù)后，伺服電機(jī)執(zhí)行模塊會(huì)向?qū)?yīng)的伺服控制塊發(fā)出指令和接收伺服電機(jī)狀態(tài)參數(shù)。指令包括伺服控制字、車速命令、快停命令、上升時(shí)間和下降時(shí)間等，狀態(tài)參數(shù)包括電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度等。這些指令和參數(shù)通過過程通道和參數(shù)通道兩種方式控制“一主三從"共計(jì)4個(gè)伺服電機(jī)。
?、?增塑劑執(zhí)行模塊(FC for Glyceride-Motor)
控制增塑劑的伺服電機(jī)是相對(duì)獨(dú)立于其他伺服電機(jī)，控制結(jié)構(gòu)類似于主電機(jī)。增塑劑執(zhí)行模塊通過內(nèi)部計(jì)算得到增塑劑伺服電機(jī)的運(yùn)行速度。同時(shí)，由于存在增塑劑軟件補(bǔ)償?shù)膯栴}，所以高速和低速運(yùn)行的參數(shù)為不同的兩組參數(shù)，程序按設(shè)置發(fā)送。這是這個(gè)模塊區(qū)別于伺服電機(jī)執(zhí)行模塊的地方。
?、?生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊(FC for Statistics)
由于要在生產(chǎn)中向工作人員提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)狀況，所以編制了這個(gè)功能塊，這樣就可以通過多次反復(fù)調(diào)用FC205來得到各班次的生產(chǎn)狀況。這樣節(jié)約了編程的時(shí)間和工作量，也同時(shí)減少了程序編寫出錯(cuò)的隱患。
4 結(jié)語
該控制系統(tǒng)全面提高了纖維濾棒成型機(jī)組的總體性能，控制功能得到完善和提升。將舊的交流變頻控制系統(tǒng)升級(jí)為由S7-300控制下交流伺服系統(tǒng)，使KDF2型纖維濾棒成型機(jī)具有新的競爭力。
?。?）工作原理如下：按下啟動(dòng)按鈕SB2,KM1、KM3、KT通電并自保，電動(dòng)機(jī)接成Y型起動(dòng)，2s后，KT動(dòng)作，使KM3斷電，KM2通電吸合，電動(dòng)機(jī)接成△型運(yùn)行。按下停止按扭SB1，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
信號(hào)模塊是 SIMATIC S7-300 進(jìn)行過程操作的接口。S7-300 模塊范圍的多面性允許模塊化自定義，以滿足*多變的任務(wù)。
S7-300 支持多面性技術(shù)任務(wù)，并提供詳盡的通訊選項(xiàng)。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 設(shè)計(jì)中還有各種針對(duì)技術(shù)和通訊的特殊模塊。
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優(yōu)勢(shì)
安裝簡便
通過前端連接器連接傳感器/執(zhí)行器。可使用以下連接方式進(jìn)行連接：
螺釘型接線端子
簧型接線端子
快速連接（絕緣穿刺）
更換模塊后，只需將連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前端連接器的編碼可避免發(fā)生錯(cuò)誤。
快速連接
連接 SIMATIC TOP 更加簡單、快速（不是緊湊 CPU 的板載 I/O）?？墒褂妙A(yù)先裝配的帶有單個(gè)電纜芯的前端連接器，和帶有前端連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。
高組裝密度
模塊中為數(shù)眾多的通道使 S7-300 實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計(jì)?？墒褂妹總€(gè)模塊中有 8 至 64 個(gè)通道（數(shù)字量）或 2 至 8 個(gè)通道（模擬量）的模塊。
7.選定CPU和I/O模塊之后，要確定系統(tǒng)的供電，選擇電源模塊，電源模塊選型需要注意S7-1500有兩種背板供電方式：
• PM模塊： 不提供機(jī)架的背板工作電源，由CPU提供
PM 70 W 120/230 VAC
PM 190 W 120/230 VAC
• PS模塊：連接到機(jī)架背板，提供背板工作電壓，有診斷功能
PS 25W 24VDC
PS 60W 120/230V AC/DC
S7-1500電源選型按模塊消耗的功率選，TIA 博途軟件提供電源計(jì)算：
根據(jù)軟件提供的模塊功率可以選電源模塊， 需要提一下是上圖的選項(xiàng)：
“Supply voltage L+ connected"選中，意思是CPU的電源端子有輸入，CPU(也)提供背板的電源供電。
8.S7-1500安裝需要導(dǎo)軌，導(dǎo)軌按長度分，有這么幾種規(guī)格：
160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。
9.編程使用的工具是TIA博途軟件，使用以太網(wǎng)網(wǎng)線直接連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡與CPU1500就可以下載程序。
軟件：SIMATIC STEP 7 Professional V12
10.后簡單介紹一個(gè)S7-1500的選型配置。
假設(shè)需要選一個(gè)S7-1500本地站，包含24VDC DI 40點(diǎn)，24VDC DQ 28點(diǎn)，0～10V電壓模擬量輸入3個(gè)點(diǎn)，4～20mA電流輸入3個(gè)點(diǎn)，4～20mA電流輸出5個(gè)點(diǎn)。
這里我們選型為：
| 序號(hào) | 名稱 | 型號(hào) | 數(shù)量 |
|---|---|---|---|
| 1 | 導(dǎo)軌 | DIN rail S7-1500, 482 mm | 1 |
| 2 | 電源 | PS 60W 120/230V AC/DC | 1 |
| 3 | CPU | CPU 1511-1 PN | 1 |
| 4 | 存儲(chǔ)卡 | Memory card, 4 MB | 1 |
| 5 | 數(shù)字量輸入模塊 | DI 16x24VDC HF | 1 |
| 6 | 數(shù)字量輸入模塊 | DI 32x24VDC HF | 1 |
| 7 | 數(shù)字量輸出模塊 | DQ 32x24VDC/0.5A ST | 1 |
| 8 | 數(shù)字量輸入模塊 | AI 8xU/I HS | 1 |
| 9 | 模擬量輸出模塊 | AQ 8xU/I HS | 1 |
| 10 | 前連接器 | 螺釘型, 40針 | 1 |
| 11 | 編程軟件 | STEP 7 Professional V12 | 1 |
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SIMATIC S7-300 6ES7331-7PF11-0AB0 SIMATIC S7-300 6ES7331-7PF11-0AB0模擬量輸入 331，光隔離，8 AI 熱電偶，類型 SIMATIC S7-300 6ES7323-1BH01-0AA0 SIMATIC S7-300 6ES7323-1BH01-0AA0數(shù)字量模塊 323，光電隔離，8 DI和8 DO， 24V DC，0.5A，總電流 2A，20針 西門子MSIMATIC S7-300 6ES7332-5HD01-0AB0輸入模塊 6ES7332-5HD01-0AB0 MSIMATIC S7-300，模擬量輸出M 332，光電隔離，4 AO，U/I;診斷;分辨率11/12位，20針，遠(yuǎn)程/插件，帶 有源背板總線
西門子S7-300產(chǎn)品說明
S7-300 CPU 的六個(gè)性能等級(jí) 現(xiàn)有性能范圍極寬的分級(jí) CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。 產(chǎn)品范圍包括 7 種的 CPU、 7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護(hù)型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。 現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣?dòng)化設(shè)計(jì)的一部分，是銷量大的控制器。 應(yīng)用范圍 在個(gè)實(shí)例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機(jī)械工程，特別是特殊機(jī)械制造和機(jī)器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程 作為一種多用的自動(dòng)化，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的解決方案。 對(duì)于由于條件需要特殊的堅(jiān)固性的應(yīng)用，我們可以提供SIPLUS 設(shè)備。 S7-300全系列 CPU選型表 西門子采購渠道給您放心品質(zhì)。
西門子PLC系列介紹：
S7-200 CN PLC 實(shí)用于各行各業(yè)，各種場所中的檢測、監(jiān)測及掌握的主動(dòng)化。S7－200 CN 系列的壯大功用使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能完成龐雜掌握功用。因而S7－200CN 系列具備*的性能價(jià)錢比。
相關(guān)圖形：
SIMATIC S7-300 一種通用型PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用場合，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應(yīng)用。模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300 PLC在以下工業(yè)部門中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案：
相關(guān)圖形：
在制造自動(dòng)化和過程自動(dòng)化中，對(duì)一切中、的運(yùn)用來說，SIMATIC S7－400 都是功用大的PLC。 S7－400 PLC分為規(guī)范型和容錯(cuò)型（可配置成故障安全型） 兩種。強(qiáng)大的體系功用和便捷的用戶界面使得SIMATIC S7－400 成為各種自動(dòng)化功用的技巧和經(jīng)濟(jì)性處理計(jì)劃
相關(guān)圖形：
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屬性
具有硬件中斷和診斷中斷功能的 SM 321; DI 16 x DC 24 V 的屬性：
16 點(diǎn)輸入，每組 16 個(gè)電氣隔離
額定輸入電壓為 24 V DC
輸入特性符合 IEC 61131，類型 2
適用于開關(guān)以及 2-/3-/4 線接近開關(guān) (BERO)
每個(gè) 8 通道組有 2 個(gè)短路保護(hù)傳感器電源
支持外部冗余傳感器電源
“傳感器電源 (Vs)"狀態(tài)顯示
組錯(cuò)誤顯示(SF)
支持等時(shí)同步模式
支持在 RUN 模式下進(jìn)行參數(shù)分配
可編程診斷
可編程診斷中斷
可編程硬件中斷
可編程輸入延時(shí)
SM 321; DI 16 x DC 24 V 的接線圖與方框圖
① | 通道號(hào) |
② | 狀態(tài)顯示 - 綠色 錯(cuò)誤顯示 - 紅色 傳感器電源 VS - 綠色 |
③ | 背板總線接口 |
④ | 斷線檢測 |
冗余傳感器電源接線圖
下圖說明了如何利用附加的冗余電壓電源，使用 Vs 為傳感器供電。
圖片: SM 321；DI 16 x DC 24 V 傳感器冗余電源的接線圖
傳感器并聯(lián)電路接線圖
對(duì)于斷線檢測，有必要將一個(gè)分流電阻連接在傳感器觸點(diǎn)上。
圖片: SM 321; DI 16 x DC 24 V傳感器并聯(lián)電路的接線圖
SM 321; DI 16 x DC 24 V 的技術(shù)規(guī)格
技術(shù)規(guī)格 | |
|---|---|
尺寸和重量 | |
尺寸 W x H x D (mm) | 40 x 125 x 117 |
重量 | 約 200 g |
模塊特定數(shù)據(jù) | |
支持等時(shí)同步模式 | 支持 |
支持在 RUN 模式下進(jìn)行參數(shù)分配 | 支持 |
| 返回組態(tài)前有效的過程值 |
輸入點(diǎn)數(shù) | 16 |
電纜長度
| 最長 600 m 最長 1000 m |
電壓、電流、電位 | |
電子系統(tǒng)和傳感器的額定供電電壓 L+ | 24 V DC |
| 支持 |
可同時(shí)控制的輸入數(shù) | |
| 16 |
| 16 |
電氣隔離
| 支持 16 |
絕緣測試電壓 | 500 V DC |
電流損耗 | |
| 最大 130 mA |
| 最大 90 mA |
模塊功率損耗 | 典型值4 W |
狀態(tài)、中斷、診斷 | |
狀態(tài)顯示
| 每個(gè)通道綠色 LED |
| 各個(gè)輸出的綠色LED |
中斷
| 可編程 可編程 |
診斷功能 | 可編程 |
| 紅色 LED (SF) |
| 支持 |
監(jiān)視
| 支持，檢測I < 1 mA |
傳感器電源輸出 | |
輸出點(diǎn)數(shù) | 2 |
輸出電壓
| 最小L+ (- 2.5 V) |
輸出電流
| 120 mA 0 mA到150 mA |
其它(冗余)電源 | 支持 |
短路保護(hù) | 支持，電子型 |
編碼器選擇數(shù)據(jù) | |
輸入電壓
| 24 V DC 13 V 至 30 V -30 V 到 +5 V |
輸入電流
| 典型值7 mA |
輸入特性 | 符合IEC 61131，類型2 |
2 線制 BERO 的連接
| 支持 最大 2 mA |
信號(hào)發(fā)送器的接線 | 使用 20 針前連接器 |
傳感器并聯(lián)電路，用于斷線檢測 | 10千歐到18千歐 |
時(shí)間/頻率 | |
診斷的內(nèi)部準(zhǔn)備時(shí)間（在非等時(shí)同步模式下）
| 最長 40 ms |
輸入延時(shí)
| 支持 典型值0.1/0.5/3/15/20 ms |
在 RUN 模式下組態(tài)
如果在 RUN 功能中使用組態(tài)，則必須考慮特殊注意事項(xiàng)。
SF LED 亮起：
如果在重新組態(tài)之前診斷狀態(tài)打開，那么即使在診斷不再掛起且模塊正常運(yùn)行的情況下，SF LED（在 CPU、IM 或模塊上）仍然會(huì)亮起。
解決方案：
僅在無診斷處于掛起狀態(tài)或
拔下模塊并再次插入時(shí)，更改組態(tài)。