检修前准备
(1) 检修前准备好工具;
(2) 为**元件的功能不出故障及模板不损坏,必须用保护装置及认真作防静电准备工作;
(3) 检修前与调度和操作工联系好,需挂检修牌处挂好检修牌。
西门子PLC S7-1200 运动控制简介
到目前为止西门子plc S7-1200 CPU较新的Firmware版本为V4.1,对于Firmware V4.1 的西门子plc S7-1200 CPU来说运动控制方式有了更多的选择。
西门子plc S7-1200运动控制根据连接驱动方式不同,分成三种控制方式
PROFIdrive:S7-1200 PLC通过基于PROFIBUS/PROFINET的PROFIdrive方式与支持PROFIdrive的驱动器连接,进行运动控制。
PTO:S7-1200 PLC通过发送PTO脉冲的方式控制驱动器,可以是脉冲+方向、A/B正交、也可以是正/反脉冲的方式。
模拟量:S7-1200 PLC通过输出模拟量来控制驱动器。
西门子plc1200
对于Firmware V1.0,V2.0/2.1/2.2,V3.0,和V4.0的S7-1200 CPU来说,运动控制功能只有PTO这一种方式。
目前为止,1个S7-1200 PLC较多可以控制4个轴,该数值不能扩展。
西门子plc S7-1200 运动控制--PROFIdrive控制方式
PROFIdrive 是通过 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 连接驱动装置和编码器的标准化驱动技术配置文件。
支持 PROFIdrive 配置文件的驱动装置都可根据 PROFIdrive 标准进行连接。控制器和驱动装置/编码器之间通过各种 PROFIdrive 消息帧进行通信。
每个消息帧都有一个标准结构。可根据具体应用,选择相应的消息帧。通过 PROFIdrive 消息帧,可传输控制字、状态字、设定值和实际值。
『注意』Firmware V4.1的西门子plc S7-1200 CPU才具有PROFIdrive的控制方式。
这种控制方式可以实现闭环控制。
西门子plc1200 运动控制--PTO控制方式
PTO的控制方式是目前为止所有版本的S7-1200 CPU都有的控制方式,该控制方式由CPU向轴驱动器发送高速脉冲信号(以及方向信号)来控制轴的运行
这种控制方式是开环控制,但是用户可以选择增加编码器,利用S7-1200 高速计数功能(HSC)来采集编码器信号得到轴的实际速度或是位置实现闭环控制。
西门子plc1200 运动控制--模拟量控制方式
Firmware V4.1版本的 S7-1200 PLC的另外一种运动控制方式是模拟量控制方式。以CPU1215C为例,本机集成了2个AO点,如果用户只需要1或2轴的控制,则不需要扩展模拟量模块。然而,CPU1214C这样的CPU,本机没有集成AO点,如果用户想采用模拟量控制方式,则需要扩展模拟量模块。
模拟量控制方式也是一种闭环控制方式,编码器信号有3种方式反馈到西门子plc1200 CPU中
西门子plc1200运动控制组态步骤简介
在Portal 软件中对西门子plc1200 CPU 进行硬件组态;
插入轴工艺对象,设置参数,下载项目;
使用“调试面板”进行调试;『 说明』西门子plc1200 运动控制功能的调试面板是一个重要的调试工具,使用该工具的节点是在编写控制程序前,用来测试轴的硬件组件以及轴的参数是否正确。
调用“工艺”程序进行编程序,并调试,较终完成项目的编写。
截图和测试环境
这部分内容的相关截图和功能说明都是基于西门子plc S7-1200 Firmware V4.1在SIMATIC Portal V13 SP1 UPD4的环境下生成的。
不同的版本的Portal 软件的界面不尽相同,请用户务必确认。
PLC有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。*掌握和理解。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快找到故障的部位。
设备定期测试、调整
(1) 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况,若发现松动的地方及时重新坚固连接;
(2) 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压。
概述S7-300
SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求:
另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
设计S7-300一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
根据要求,也可使用下列模块:
设计简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
6ES7314-6EH04-0AB0西门子模块
扩展若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
通信S7-300 具有不同的通信接口:
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得**过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
虽然带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,但是只使用 MPI 功能,另外通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFINET 接口的 CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的 CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
通过 AS-Interface 进行过程通信
S7-300 所配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备(AS-Interface 从站)。
更多信息,请参见通信处理器。
通过 CP 或集成接口(点对点)进行数据通信
通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议:
可以连接以下设备:
特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。
使用多点接口 (MPI) 进行数据通信
MPI(多点接口)是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于简单的网络任务。
通过 CP 进行数据通信
SIMATIC S7-300 通过 CP 342 和 CP 343 通信处理器可以连接到 PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
可以连接以下设备:
S7-300F 能够以两种 I/O 设计的方式运行:
S7-300
提供有大量功能,支持用户的S7-300编程、调试和维护等工作。
SIMATIC S7-300符合的标准和国际标准有:
SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信类型:
STEP 7的操作界面较为友好,显著地简化了用户的通信功能组态工作。
数据通讯
SIMATIC S7-300拥有不同的数据通信机制:
全局数据
借助“全局数据通信”服务,联网CPU彼此之间可以循环地交换数据(多可达8 GD 数据包,每周期22个字节)。据此,可以实现,例如,某个CPU访问另一个CPU的数据、位存储单元和过程图像等信息。只能通过 MPI 进行全局数据交换。组态通过STEP 7的GD表完成。
通讯功能
使用系统已经集成的块,可以建立S7/C7伙伴之间的通信服务。
这些服务是:
使用reloadable块,可以建立与S5伙伴和非西门子设备之间的通信服务。
这些服务是:
与全局数据不同的是,对于通信功能,必须为其建立通信连接。
集成到 IT 领域中
借助自动化工程组态,使用S7-300,可以更加方便地接入现代化的信息技术世界。使用CP 343-1 Advanced,可以实现以下信息技术功能:
S7-300 PROFINET CPU集成有Web服务器。因此,标准Web浏览器可以读出S7-300站中的信息:
使用系统功能“同步模式”,可以同步耦合
总线周期时间的程序运行。
创建了自动化解决方案,可以以固定间隔时间(常量总线周期时间)捕捉并处理输入和输出信号。同时创建了前后一致的部分过程图像。
借助常量总线周期时间和分布式I/O同步信号处理技术,S7-300确保可以精确地重现规定的过程响应时间。
为同步模式系统功能提供了较为丰富的支持组件,可以处理运动控制、测量值采集和高速控制等领域的苛刻任务。
在分布式自动化解决方案中,目前的SIMATIC S7-300开始涉足重要的高速加工处理应用领域,并确保可以获得的精度和可重现性。这意味着可以以稳定的优质产品不断地扩大生产数量。
SIMATIC S7-300的大量输入/输出模块都具有智能功能:
诊断
诊断功能可以用来判断模块的信号采集(针对数字量模块)或者模拟量处理(针对模拟模块)是否工作于无故障状态。在诊断分析中,必须区分可参数化和非参数化诊断消息:
如果某个诊断消息处于激活状态(例如“无传感器输入”),则模块会发起一个诊断中断(若已经为该诊断消息设置了参数,则仅在相应的参数化过程之后才会产生中断)。CPU会中断用户程序或较低**级任务的执行,并接下来执行相关的诊断中断块(OB 82)。
数字量输入/输出模块
诊断报文 可能的故障原因
无传感器输入 传感器输入过载 传感器输入至M之间存在短路
无外部辅助电压 模块无 L+ 电压
无内部辅助电压 模块无 L+ 电压 内部模块保险丝故障
保险丝烧断 内部模块保险丝故障
模块中的参数不正确 传输到模块的参数不正确
时间监控功能已经编址(看门狗) 高电磁干扰 模块故障
EPROM 故障 高电磁干扰 模块故障
RAM 故障 高电磁干扰 模块故障
硬件中断丢失 硬件中断到来的速度**过了CPU的处理能力
IMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。
模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
电气与电子工业及相关产业。
多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:
具有高电磁兼容性和抗震性,可较大限度地用于工业领域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。
S7-300F 满足下列安全要求:
要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
类别 1 - 4 符合 EN 954-1
另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。
设计 S7-300一般步骤
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件:
CPU:不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据要求,也可使用下列模块:
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM),用于多层配置时连接控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。通过分布式控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且*风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
安装模块:只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线:背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码,更换较为*:更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则可对 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)进行扩展:
控制器和3个扩展机架较多可连接32个模块:总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接:每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中,并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 扩展:1 个扩展装置较远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展:3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的较远距离为 10m。
单独安装:对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:长达 10m。
灵活的安装选项:CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以较大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通信处理器
多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中;是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。