西門子CPU模塊6ES7318-3EL01-0AB0

PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC
2、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，如圖所示：
a. 中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源
PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù)
當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。
比較下二個程序的異同：
程序1：
程序2：
這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果*一樣，但在PLC中執(zhí)行的過程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對%M4的刷新；
※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對%M4的刷新。
這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。
一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。
二. PLC的I/O響應(yīng)時間
為了增強PLC的抗干擾能力，提高其可*性，PLC的每個開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。
為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術(shù))。
以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計算機構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。
所謂I/O響應(yīng)時間指從PLC的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號的改變所需的時間。其短的I/O響應(yīng)時間與長的I/O響應(yīng)時間如圖所示：
第(n-1)個
掃描周期
短I/O響應(yīng)時間：
長I/O響應(yīng)時間
SIEMENS PLC在中國的產(chǎn)品，根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。
S7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。
其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。  還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達248個設(shè)備，這樣就可以顯著的擴展S7-200的輸入和輸出點數(shù)。

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G150出現(xiàn)了故障：

1. 首先我將CU320進行了復(fù)位，還是不能恢復(fù)故障。

2. 然后就單獨關(guān)閉G150柜子電源，因為柜子要關(guān)閉電源才能打開，柜子電源關(guān)了但CU320的電源是另外給的。

3. 再送電變頻器電源還是存在，干脆把CU320電源也關(guān)了，把AOP面板電源也關(guān)了，然后在一個一個送電，故障還是不能解除，而且PLC上有BF,SF報警。

4. 我就通過工控機的SCOUT軟件在線查找G150結(jié)果只查到S120的，而G150通信不上，當然也就查不到故障信息，用STEP7軟件做在線硬件G150也是DP斷線的。

5. G150上的AOP面板上有ALARM在閃爍，也不能在面板上執(zhí)行故障清除。

什么原因，此時我關(guān)閉G150柜子電源然后用SCOUT軟件在線查找結(jié)果可以找到G150驅(qū)動器，但是只要一送電就斷網(wǎng)，真是怪。

6. 幾個小時過去了，想換CU320試試，但是有些不干心，心里想要不要讓設(shè)備總電源全關(guān)了，讓CU320,AOP,G150柜子電源同時送電讓AOP自行LOAD參數(shù)了一下。

于是我就這樣做了，AOP自行LOAD參數(shù)了一下G150也就正常了。

啟初我沒有關(guān)總電源，沒有讓G150和CU320,AOP同時送電浪費了時間，要深刻檢討。

因 kdrjl的要求我今天查了記錄分享如下：

歷史記錄是由于軟件出錯。

西門子CPU模塊6ES7315-2EH14-0AB0

通過故障信息我選擇了DI一種方法，如果當時我能在線查到就好，不過也讓我學(xué)到了經(jīng)驗。

應(yīng)用

數(shù)字量輸入模塊允許將控制器與過程中的數(shù)字信號連接。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 優(yōu)秀適應(yīng)性：
  使用可以根據(jù)需要混合的信號模塊，用戶可以使其控制器準確地滿足相關(guān)任務(wù)的要求。這可以避免產(chǎn)生不必要的投資。可以使用帶有 8 個、16 個和 32 個輸入/輸出通道的模塊。

• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。

報文通信

V90 PN可以通過PROFINET通信與PLC連接，通過PROFIDrive報文實現(xiàn)PLC對V90的通信控制。

可以選擇的 PROFIDrive 報文，SINAMICS V90 PN 目前支持的報文如下：

? 標準報文 1：速度控制
? 標準報文 2：速度控制
? 標準報文 3：速度/位置控制(1200配置TO時使用)
? 標準報文 102：速度/位置控制
? 標準報文 5/105(DSC)：速度/位置控制(1500(T)配置TO時使用)
? 西門子報文 111(EPOS)：1200/1500通過FB284控制V90 EPOS定位
僅在 V90 PN 與 S7-1500/1500T 連接時才能使用 5 號以及 105（DSC） 號報文！

PROFINET RT/IRT 通信的區(qū)別

PROFINET IO 是一種基于以太網(wǎng)的實時協(xié)議，在工業(yè)自動化應(yīng)用中作為高級網(wǎng)絡(luò)使用。網(wǎng)絡(luò)包括以 下設(shè)備：
● IO 控制器：典型的是 PLC，用于控制整個系統(tǒng)
● IO 設(shè)備：一個分散式 IO 設(shè)備（例如，編碼器，驅(qū)動器），通過 IO 控制器控制
PROFINET 提供兩種實時通信，PROFINET IO RT（實時）和 PROFINET IO IRT（等時實時）。
在 PROFINET IO RT 通道中，實時數(shù)據(jù)通過優(yōu)先以太網(wǎng)幀進行傳輸。沒有特殊的硬件要求?；谠搩?yōu)先級別，其循環(huán)周期可達到 4 ms。S7-1200連接V90 PN采用RT通信。
IRT 通道適用于傳輸具有更加精確時間要求的數(shù)據(jù)，其循環(huán)周期可達 2 ms，S7-1500連接V90 PN采用IRT通信，必須采用帶DSC功能的通信報文5/105。

常問問題

V90在EPOS工作模式下好使用哪個通信報文？

西門子報文111。

1200PLC連接V90PN，如果組態(tài)工藝對象應(yīng)該用哪個報文？

位置軸控制采用3號報文

1500PLC連接V90PN，如果組態(tài)工藝對象應(yīng)該用哪個報文？

采用105號報文，帶DSC功能。

在博途中組態(tài)V90 PN時為什么找不到111報文？

需要使用 V90的GSD文件組態(tài)，使用HSP組態(tài)找不到111報文。

V90 PN 設(shè)置報文時為什么找不到111報文？

需要使用V-Assistant軟件把 V90 驅(qū)動器的控制模式設(shè)置為"基本位置控制(EPOS)"，之后才可以設(shè)置111報文。