甘肅白銀西門子PLC模塊代理商

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SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司

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s7-300/400的轉(zhuǎn)換指令功能相對單一，所有代碼轉(zhuǎn)換指令均為用于數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換的指令，且不可以實(shí)現(xiàn)ascii碼、字符串的轉(zhuǎn)換，也無譯碼功能。

s7-300/400的數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換指令的主要特點(diǎn)：

①轉(zhuǎn)換指令主要有BCDj、I-BCD、BCD_DI、DI—BCD、DI_RI、I_DI、ROUND、TRUNC、CEIL、FLOOR等，可以進(jìn)行十六進(jìn)制數(shù)與BCD之間的轉(zhuǎn)換、整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)之間的轉(zhuǎn)換、浮點(diǎn)數(shù)的“取整"等操作。

②與移位指令一樣，S7-300/400的數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換一般只能通過累加器1進(jìn)行，當(dāng)存儲(chǔ)器需要移位時(shí)，應(yīng)首先將存儲(chǔ)器的內(nèi)容移動(dòng)到累加器l中。

③S7-300/400的移位操作只能對字、雙字長的數(shù)據(jù)進(jìn)行，不能用于字節(jié)。

數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換指令的梯形圖編程與S7-200相似，如需要將輸入字IW20的BCD數(shù)據(jù)（十進(jìn)制數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換為整數(shù)（十六進(jìn)制數(shù)據(jù)）的程序格式如圖10-6.6。

從圖10-6.6的指令表程序可以看出，數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換的步是將“源數(shù)據(jù)"IW20裝入累加器l中，然后再對累加器l的內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)換，結(jié)果傳送到目標(biāo)存儲(chǔ)器MW100中。

2、BCD轉(zhuǎn)換指令

①S7-300/400的BCD數(shù)據(jù)只能對字、雙字長的數(shù)據(jù)進(jìn)行，不能用于字節(jié)。

②指令BCD I、LBCD用于16位整數(shù)與BCD間的轉(zhuǎn)換，由于數(shù)據(jù)帶符號(hào)，因此只能轉(zhuǎn)換3位BCD碼，BCD數(shù)據(jù)的范圍為-999～+999。指令BCD DI、DI__ BCD用于32位整數(shù)與BCD間的轉(zhuǎn)換，同樣帶符號(hào)，因此只能轉(zhuǎn)換7位BCD碼，BCD數(shù)據(jù)的范圍為-9999999～+9999999。

③16位整數(shù)的BCD存儲(chǔ)格式為：

格式中的空余位（16位整數(shù)的bit14～bit12、32位整數(shù)的bit30～bit28），一般取與符號(hào)位相同的值，如：正數(shù)為“O"；負(fù)數(shù)為“l(fā)"。

④當(dāng)16位、32位整數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD時(shí)，如果出現(xiàn)大于9的十進(jìn)制數(shù)值（如1100等），或者轉(zhuǎn)換后的數(shù)值超過了BCD格式允許存儲(chǔ)的范圍，將出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，并導(dǎo)致PLC的停止。

3、整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換指令

S7-300/400的數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換指令I(lǐng) DI、DI R用于16位整數(shù)與32位整數(shù)、32位整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)之間的轉(zhuǎn)換；ROUND、TRUNC的作用、意義與S7-200相同，用于對浮點(diǎn)數(shù)的小數(shù)部位處理；CEIL、FLOOR是當(dāng)浮點(diǎn)與整數(shù)相差很大時(shí)的兩種不同處理方式。

IDI指令可以將16位整數(shù)轉(zhuǎn)換為32位整數(shù)，其實(shí)質(zhì)只是將符號(hào)位從原16位整數(shù)的bit15移到32位整數(shù)的bit31上，其余數(shù)據(jù)不變或增補(bǔ)0而已

SIEMENSPLC伺服控制

　　 摘要：伴隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，對其 中的位置控制精確度也逐步的提高，如何能方便，準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)位置控制，是一個(gè) 重大的問題，本文講述了如何采用 PLC 可編程控制器來實(shí)現(xiàn)精確控制。

　　分別列 舉了三項(xiàng)方法，以及他們之間的相互比較。

　　引言 隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，越來越多的工業(yè)控制場合需要精確的位置控 制。

　　因此，如何更方便、更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)位置控制是工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要問 題。

　　位置控制的精確性主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)動(dòng)控制器的精度。

　　的運(yùn)動(dòng) 控制模塊可以對伺服系統(tǒng)進(jìn)行非常復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制。

　　但在有些需要位置控制的場 合，其對位置精度的要求比較高，但運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜程度不是很高，這就沒有必要選 擇那些昂貴的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　S7-200 系列 PLC 是一種體積小、編程簡單、控制方便的可編程控制器，它 了多種位置控制方式可供用戶選擇，因此，如何利用該系列 PLC 實(shí)現(xiàn)對伺 服電機(jī)運(yùn)動(dòng)位置較為精準(zhǔn)的控制是本文的研究重點(diǎn)。

　　1、基本控制系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)分為液壓伺服系統(tǒng)、電氣－液壓伺服系統(tǒng)以及電氣伺服系統(tǒng)。

　　本文 主要討論了電氣伺服系統(tǒng)中的交流伺服系統(tǒng)，其基本組成為交流伺服電機(jī)、編碼 器和伺服驅(qū)動(dòng)器。

　　交流伺服系統(tǒng)的工作原理是伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送運(yùn)動(dòng)命令，驅(qū)動(dòng)伺 服電機(jī)運(yùn)動(dòng)， 并接收來自編碼器的反饋信號(hào)，然后重新計(jì)算伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位 置，從而達(dá)到精確控制伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

　　本伺服系統(tǒng)中選用 Exlar 公司生產(chǎn)的 GSX50-0601 型伺服直線電動(dòng)缸。

　　該電 動(dòng)缸由普通伺服電機(jī)和一個(gè)行星滾珠絲杠組成， 用來實(shí)現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€ 運(yùn)動(dòng)。

　　此外， 選用 Xenus 公司生產(chǎn)的 XenusTM 型伺服驅(qū)動(dòng)器。

　　它可以利用 RS． 232 串口通信方式和外部脈沖方式實(shí)現(xiàn)位置控制。

　　一般來說， 一個(gè)伺服系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)需要配置一個(gè)上位機(jī)，所以本系統(tǒng)采用西門子 S7-200PLC 作為上位機(jī)控制器。

　　通過高速脈沖輸出、EM253 位置控制模塊、自 由口通信三種方式控制伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

　　2、高速脈沖輸出模式 西門子 CPU224XP 配置兩個(gè)內(nèi)置脈沖發(fā)生器，它有脈沖串輸出(PTO)和脈沖 寬度調(diào)制輸出兩種脈沖發(fā)生模式可供選擇。

　　這兩個(gè)脈沖發(fā)生器的脈沖輸出頻 率為 100kHz。

　　在脈沖串輸出方式中，PLC 可生成一個(gè) 50％占空比脈沖串，用于 步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的控制。

　　2.1 硬件構(gòu)成

　　圖 1 為高速脈沖輸出方式的位置控制原理圖。

　　控制過程中，將伺服驅(qū)動(dòng)器工 作定義在脈沖+方向模式下，Q0.0 發(fā)送脈沖信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)位置； Qo，發(fā)送方向信號(hào)，控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向。

　　伺服電動(dòng)缸上帶有左限位開關(guān) LIM 一、右限位開關(guān) LIM+ 以及參考點(diǎn)位置開關(guān) REF 。

　　三個(gè)限位信號(hào)分別連接到 CPU224XP 的 I0.0～I(xiàn)0.2 三個(gè)端子上， 可通過軟件編程， 實(shí)現(xiàn)限位和找尋參考點(diǎn)。

　　圖 1 位置控制原理圖 2.2 程序設(shè)計(jì) 高速脈沖串輸出(PTO)可以通過 Step7Micro/WIN 的位置控制向?qū)нM(jìn)行組態(tài)， 也可通過軟件編程實(shí)現(xiàn)控制。

　　PTO 輸出方式?jīng)]有專門的位置控制指令，只有一 條脈沖串輸出指令，而且在脈沖發(fā)送過程中不能停止，也不能修改參數(shù)。

　　為解決 以上問題，可以設(shè)置脈沖計(jì)數(shù)值等于 10(或更小)，并能使脈沖發(fā)送指令 PLS 處 于激活狀態(tài)。

　　這樣，就可以在任一脈沖串發(fā)送完之后修改脈沖周期。

　　圖 2 為高速脈沖輸出方式位置控制流程圖。

　　控制思路為：通過 PTO 模式輸 出，可以控制脈沖的周期和個(gè)數(shù)；通過啟用高速計(jì)數(shù)器 HSC，對輸出脈沖進(jìn)行 實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)和定位控制，以控制伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)過程。

　　圖 2 位置控制流程圖 3、EM253 位置控制模塊 EM253 位置控制模塊是西門子 S7-200 的特殊功能位置控制模塊，它能夠產(chǎn) 生脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)控制。

　　3.1 硬件構(gòu)成 如圖 3 所示為 EM253 位置控制原理圖， 定義伺服驅(qū)動(dòng)器工作在脈沖+方向模 式下。

　　P0 口發(fā)送脈沖，P1 口發(fā)送方向，DIS 端硬件使能放大器，并同時(shí)清除放 大器錯(cuò)誤。

　　LIM-、LIM+、REF 分別為電機(jī)左限位、右限位以及參考點(diǎn)。

　　圖 3EM253 位置控制原理圖 3.2 程序設(shè)計(jì) EM253 位置控制模塊可以通過 Step7-Micro/WIN 進(jìn)行向?qū)渲茫?配置完成后 系統(tǒng)將自動(dòng)生成子程序，編程簡單、可輕松實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)、軌跡運(yùn)行模式。

　　由 于 EM253 屬于開環(huán)控制，不能很好地反饋電機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況。

　　因此，利用伺服 驅(qū)動(dòng)器本身的差分輸出信號(hào)，通過伺服驅(qū)動(dòng)器軟件設(shè)置，反饋給 PLC，實(shí)現(xiàn)閉環(huán) 位置控制。

　　但由于直線伺服電動(dòng)缸與 PLE 可允許發(fā)送接收信號(hào)存在一定差別， 因此，需要對輸入到 PLC 的信號(hào)進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)化以及降低伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送的反 饋脈沖頻率。

　　PLC 對輸入脈沖進(jìn)行累加， 從而得到電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)位置與運(yùn)轉(zhuǎn)速 度，其脈沖計(jì)數(shù)程序如下。

　　①計(jì)數(shù)器初始化程序 LDSMO.1//*掃描時(shí) MOVB16#FC,SMB47//SMB47=16#F4,SMB47 為高速計(jì)數(shù)器 1 的控制字節(jié) HDEF1，9//將 HSC1 配置為正交模式 MOVD0,SMD48//設(shè)置 HSCI 的新初始值為 0 MOVD20000，SMD52//設(shè)置 HSCI 的新預(yù)設(shè)值為 20000 HSCI//激活高速計(jì)數(shù)器 I ②脈沖計(jì)數(shù)程序 LDSMO.0 MOVDHC1，VD600//將高速計(jì)數(shù)器 1 所記數(shù)值存儲(chǔ)在 VD600 中

　　DTRVD600,VD610//VD601〕中的整數(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)，存人 VD610 /RSOOO,VD610//VD610 除以 5000 存入 VD610,5001〕為電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周編碼 器發(fā)送脈沖數(shù) *R2.54,VD610//VD610 乘以 2.54 存人 VD610,2.54 為電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周移動(dòng)的距 離 4、RS-232 串口通信方式 4.1 硬件構(gòu)成 西門子 CPU22

　　伺服系統(tǒng)和 PLC 分別作為系統(tǒng)的主從站。

　　PLC 控制器通過該 通信功能可實(shí)現(xiàn)對伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行運(yùn)行控制、參數(shù)讀取、伺服驅(qū)動(dòng)器當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)的讀取等操作。

　　當(dāng) S7-200 系列 PLC 工作在自由口通信模式下時(shí)，一般通過 CPU 模塊的集 成接口進(jìn)行通信。

　　CPU 集成接口采用了 PPI 硬件規(guī)范，其接口為 RS-485 串口， 因此，當(dāng) S7-200 系列 PLC 的 CPU 與帶有 RS-232 標(biāo)準(zhǔn)接口的計(jì)算機(jī)或伺服驅(qū)動(dòng) 器連接時(shí)，需要配套選用 S7-200PLC 的 PC/PPI 轉(zhuǎn)換電纜或一個(gè) RS-232/RS-485 轉(zhuǎn)換器。

　　4.2PLC 與伺服系統(tǒng)通信 4.2.1 報(bào)文構(gòu)成 S-200PLC 在無協(xié)議通信方式工作時(shí)，不需要任何通信協(xié)議，通信參數(shù)需要 根據(jù)與其進(jìn)行通信的伺服驅(qū)動(dòng)器的通信格式進(jìn)行設(shè)定。

　　本伺服系統(tǒng)選用的 Xe-nus 伺服驅(qū)動(dòng)器可通過 RS-232 與 PLC 利用 ASCII 碼進(jìn)行通信，其 ASCII 碼消息命 令格式如下： <命令代碼><命令具體參數(shù)> 其中：<命令代碼>為一個(gè)單字母代碼；<命令具體參數(shù)>表示電機(jī)所要執(zhí)行 的任務(wù)；為一個(gè)回車返回字符，表示命令結(jié)束。