佳木斯西門(mén)子代理商

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在控制系統(tǒng)中，使用PLC的模擬量控制多臺(tái)變頻器，由于變頻器本身產(chǎn)生強(qiáng)干擾信號(hào)的特性和模擬量抗干擾能力不與數(shù)字量抗干擾能力強(qiáng)的特性；因此為了zui大程度的消除變頻器對(duì)模擬量的干擾，在布線(xiàn)和接地等方面就需要采取更加嚴(yán)密的措施。 

一．關(guān)于布線(xiàn)

1．信號(hào)線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)必須分開(kāi)走線(xiàn) 

2．信號(hào)線(xiàn)與動(dòng)力線(xiàn)必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部 

3．模擬量控制信號(hào)線(xiàn)應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線(xiàn)，電線(xiàn)規(guī)格為0.5～2mm2。在接線(xiàn)時(shí)一定 

要注意，電纜剝線(xiàn)要盡可能的短（5-7mm左右），同時(shí)對(duì)剝線(xiàn)以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來(lái)，以防止屏蔽線(xiàn)與其它設(shè)備接觸引入干擾。 

4．為了提高接線(xiàn)的簡(jiǎn)易性和可靠性，*信號(hào)線(xiàn)上使用壓線(xiàn)棒端子。壓接端子選擇如下圖： 

5．如無(wú)使用壓線(xiàn)端子，接線(xiàn)時(shí)請(qǐng)注意： 

二．關(guān)于接地

1．變頻器的接地應(yīng)該與PLC控制回路單獨(dú)接地，在不能夠保證單獨(dú)接地的情況下，為了減少變頻器對(duì)控制器的干擾，控制回路接地可以浮空，但變頻器一定要保證可靠接地。在控制系統(tǒng)中建議將模擬量信號(hào)線(xiàn)的屏蔽線(xiàn)兩端都浮空，同時(shí)由于在機(jī)組上PLC與變頻器共用一個(gè)大地，因此建議在可能的情況下，將PLC單獨(dú)接地或者將PLC與機(jī)組地絕緣開(kāi)來(lái)。 

2．變頻器的接地 

·400V級(jí)：C種接地（接地電阻10Ω以下）。 

·接地線(xiàn)切勿與焊機(jī)及動(dòng)力設(shè)備共用。 

·接地線(xiàn)請(qǐng)按照電氣設(shè)備技術(shù)基準(zhǔn)所規(guī)定的導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)徑規(guī)格。 

如35KW的變頻器接地線(xiàn)線(xiàn)徑*為22mm2，87KW的接地線(xiàn)線(xiàn)徑*為50mm2。 

·接地線(xiàn)在可能范圍內(nèi)盡量短。由于變頻器產(chǎn)生漏電流，與接地點(diǎn)距離太遠(yuǎn)則接地端子的電位不安定。 

·使用兩臺(tái)以上變頻器的場(chǎng)合，請(qǐng)勿將接地線(xiàn)形成回路。

3．變頻器與電機(jī)間的接線(xiàn)距離。 

變頻器與電機(jī)間的接線(xiàn)距離較長(zhǎng)的場(chǎng)合，來(lái)自電纜的高次諧波漏電流，會(huì)對(duì)變頻器和周邊設(shè)備產(chǎn)生不利影響。因此為減少變頻器的干擾，需要對(duì)變頻器的載波頻率進(jìn)行調(diào)整。

對(duì)于S7-1500模板取消0…10V量程的決定是為了參數(shù)化過(guò)程更為簡(jiǎn)單。省略了這個(gè)量程是因?yàn)閺挠脩?hù)觀點(diǎn)來(lái)看也沒(méi)帶來(lái)不利因素，參考下面的對(duì)照。

    S7-300的模擬量輸入模板是有0…10V量程范圍。

    分辨率取決于設(shè)置的干擾頻率抑制：

    在50Hz和60Hz時(shí)12位

    10Hz時(shí)14位

    S7-1500的模擬量輸入模板具有+/-10V的量程范圍。

    分辨率為16位而與設(shè)置的干擾頻率抑制無(wú)關(guān)。

    分辨率對(duì)全部范圍內(nèi)均有效包括過(guò)沖范圍和溢出部分。這些遵從下面的對(duì)照：

表 01 
 

    S7-1500模擬量輸入模板使用+/-10V量程范圍比S7-300使用0...10V時(shí)更精確2或者8倍。

    所以S7-1500模擬量輸入模板不再需要0…10V測(cè)量范圍。

 硬件需求

S7-1200 PLC目前有3種類(lèi)型的CPU：
        1）S7-1211C CPU。
        2）S7-1212C CPU。
        3）S7-1214C CPU。
這三種類(lèi)型的CPU都可以使用MODBUS通信協(xié)議通過(guò)通信模塊CM1241 RS485來(lái)實(shí)現(xiàn)S7-1200與PAC3200儀表的通信。

本例中使用的PLC硬件為：
        1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
        2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
        3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
        4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )

本例中使用的PAC3200儀表硬件為：
        1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
        2） MODBUS RTU 模塊 （7KM9300-0AB00-0AA0）
        3） MODBUS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)

3．軟件需求

1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．S7-1200 MODBUS RTU的通信方式
S7-1200作為MODBUS RTU主站的通信方式是由DATA_ADDR 和 MODE 參數(shù)來(lái)選擇 Modbus 功能類(lèi)型的。
DATA_ADDR（從站中的起始 Modbus 地址）： 要在 Modbus 從站中訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)的起始地址。MB_MASTER 使用 MODE 輸入而非功能代碼輸入。 MODE 和 Modbus 地址范圍一起確定實(shí)際 Modbus 消息中使用的功能代碼。

可編程控制器（PLC）的工作有兩個(gè)要點(diǎn)：入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，入出信息變換主要由運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。這程序既有系統(tǒng)的（這程序又稱(chēng)監(jiān)控程序，或操作系統(tǒng)），又有用戶(hù)的。系統(tǒng)程序?yàn)橛脩?hù)程序提供編輯與運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還進(jìn)行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設(shè)、上位計(jì)算機(jī)或其它PLC通訊等處理。用戶(hù)程序由用戶(hù)按照控制的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。什么樣的控制，就有什么樣的用戶(hù)程序。 

      可靠物理實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)輸入（I， INPUT）及輸出（O，OUTPUT）電路。每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)就有一個(gè)I或O電路。而且，總是把若干個(gè)這樣電路集成在一個(gè)模塊（或箱體）中，然后再由若干個(gè)模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統(tǒng)（電路）。盡管這些模塊相當(dāng)多，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的，所以，PLC的體積還是不太大的。

輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入點(diǎn)的（通、ON或斷、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器（還可能有別的稱(chēng)謂）中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的輸入暫存器。

      輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱(chēng)謂）。它也有兩個(gè)狀態(tài)，高、低電位狀態(tài)，并可鎖存。同時(shí)，它還有相應(yīng)的物理電路，可把這個(gè)高、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點(diǎn)。每一輸出點(diǎn)都有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的輸出鎖存器。

      這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內(nèi)存交換信息通過(guò)PLC I/O總線(xiàn)及運(yùn)行PLC的系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。

      把輸入暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中，稱(chēng)輸入刷新。PLC內(nèi)存有專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位（bit）稱(chēng)為輸入繼電器，或稱(chēng)軟觸點(diǎn)，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸入寄存器（the process-image input register）。這些位（bit）置成1，表示觸點(diǎn)通，置成0為觸點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點(diǎn)的狀態(tài)。

      輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位（bit）與其對(duì)應(yīng)，這個(gè)位稱(chēng)為輸出繼電器，或稱(chēng)輸出線(xiàn)圈，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過(guò)PLC I/O總線(xiàn)及運(yùn)行系統(tǒng)程序，輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個(gè)映射的完成也稱(chēng)輸出刷新。

      PLC除了有可接收開(kāi)關(guān)信號(hào)的輸入電路，有時(shí)，還有接收模擬信號(hào)的輸入電路（稱(chēng)模擬量輸入單元或模塊）。只是后者先要進(jìn)行模、數(shù)轉(zhuǎn)換，然后，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元中。

      如要產(chǎn)生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱(chēng)模擬量輸出模塊或單元）。靠它對(duì)PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)、模轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生輸出。

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集成PROFINET接口

SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持與作為Profinet IO控制器的Profinet IO設(shè)備之間的通信。通過(guò)集成的Web服務(wù)器，可以通過(guò)CPU調(diào)用信息，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器處理數(shù)據(jù)，也可以在運(yùn)行時(shí)間從用戶(hù)程序中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔。

利用已建立的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于編程或者與HMI設(shè)備和額外的控制器之間的通信。作為PROFINET IO控制器，SIMATIC S7-1200現(xiàn)在支持與PROFINET IO設(shè)備之間的通信。
該接口包含一個(gè)具有自動(dòng)交叉功能的抗噪聲的RJ45連接器，它支持以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10/100 Mbit/s。

與第三方設(shè)備之間的通訊

在SIMATIC S7-1200上采用集成PROFINET接口可以實(shí)現(xiàn)與其他制造商生產(chǎn)的設(shè)備之間的無(wú)縫集成。利用所支持的本地開(kāi)放式以太網(wǎng)協(xié)議TCP/IP和TCP上的ISO，可以與多個(gè)第三方設(shè)備進(jìn)行連接和通訊。
這種通信能力與集成工程系統(tǒng)SIMATIC STEP 7 Basic支持的標(biāo)準(zhǔn)T-Send/T-Receive說(shuō)明共同配置，為您在設(shè)計(jì)您的自動(dòng)化解決方案中提供更高水平的靈活性。

簡(jiǎn)易通訊模塊

在SIMATIC S7-1200的CPU上多可以增加3個(gè)通訊模塊。
RS485和RS232通訊模塊適用于串行、基于字符的點(diǎn)到點(diǎn)連接。在SIMATIC STEP 7 Basic工程系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)包含了USS驅(qū)動(dòng)器協(xié)議以及Modbus RTU主、從協(xié)議的庫(kù)函數(shù)

實(shí)用指令庫(kù)

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN編程中）的Tip38就是關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換的例程。

為便于用戶(hù)使用，現(xiàn)已將其導(dǎo)出成為“自定義指令庫(kù)"，用戶(hù)可以添加到自己的Micro/WIN編程中應(yīng)用。

模擬量比例換算指令庫(kù)和例子

注意：此指令庫(kù)/程序的作者和擁有者對(duì)于該的功能性和兼容性不負(fù)任何責(zé)任。使用該的風(fēng)險(xiǎn)*由用戶(hù)自行承擔(dān)。由于它是免費(fèi)的，所以不提供任何，錯(cuò)誤糾正和支持，用戶(hù)不必為此西門(mén)子與服務(wù)部門(mén)。

在這個(gè)指令庫(kù)中，子程序Scale_I_to_R可用來(lái)進(jìn)行模擬量輸入到S7-200內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；子程序Scale_R_I可用于內(nèi)部數(shù)據(jù)到模擬量輸出的轉(zhuǎn)換。

編程舉例

圖2. 編程舉例