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 順序控制繼電器（SCR）指令是基于SFC的編程方式，使用順序控制繼電器（S0.0~S31.7），依據(jù)被控對(duì)象的順序功能圖進(jìn)行編程，將邏輯程序劃分為L(zhǎng)SCR與SCRE之間的若干個(gè)SCR段，一個(gè)SCR程序段對(duì)應(yīng)順序功能圖中的一個(gè)程序步，從而實(shí)現(xiàn)順序控制。

s7-200PLC單流程程序梯形圖舉例

  1. PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，進(jìn)行工藝分析，并確定控制方案，它是設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（2）選擇輸入設(shè)備（如按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（如繼電器、接觸器、指示燈等執(zhí)行機(jī)構(gòu)）。

（3）選定PLC的型號(hào)（包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源等）。

（4）分配PLC的I/O點(diǎn)，繪制PLC的I/O硬件接線圖。

（5）編寫(xiě)程序并調(diào)試。

（6）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的操作臺(tái)、電氣控制柜等以及安裝接線圖。

（7）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和使用說(shuō)明書(shū)。

2. PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

（1）工藝分析

深入了解控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各個(gè)階段的特點(diǎn)，和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫(huà)出控制流程圖或功能流程圖。

（2）選擇合適的PLC類(lèi)型

在選擇PLC機(jī)型時(shí)，主要考慮下面幾點(diǎn)：

1功能的選擇。 對(duì)于小型的PLC主要考慮I/O擴(kuò)展模塊、A/D與D/A模塊以及指令功能（如中斷、PID等）。

2I/O點(diǎn)數(shù)的確定。 統(tǒng)計(jì)被控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量、模擬量的I/O點(diǎn)數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充（一般加上10%～20%的備用量），從而選擇PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和輸出規(guī)格。

3內(nèi)存的估算。 用戶(hù)程序所需的內(nèi)存容量主要與系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、程序結(jié)構(gòu)長(zhǎng)短等因素有關(guān)。一般可按下式估算：存儲(chǔ)容量=開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)×10+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)×8+模擬通道數(shù)×100+定時(shí)器/計(jì)數(shù)器數(shù)量×2+通信接口個(gè)數(shù)×300+備用量。

（3）分配I/O點(diǎn)。 分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)，編寫(xiě)輸入/輸出分配表或畫(huà)出輸入/輸出端子的接線圖，接著就可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。

（4）程序設(shè)計(jì)。 對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫(huà)出控制流程圖或功能流程圖，然后設(shè)計(jì)出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫(xiě)語(yǔ)句表程序清單，對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試和修改，直到滿(mǎn)足控制要求為止。

（5）控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 設(shè)計(jì)控制柜及操作臺(tái)的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各部分的電氣互鎖圖；根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線，并檢查。

（6）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試。如果控制系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可*行分段調(diào)試，然后連接起來(lái)總調(diào)。

（7）編制技術(shù)文件。技術(shù)文件應(yīng)包括：可編程控制器的外部接線圖等電氣圖紙，電器布置圖，電器元件明細(xì)表，順序功能圖，帶注釋的梯形圖和說(shuō)明

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1                     摘要

本文主要介紹了如何使用CPU 1215C通過(guò)PROFINET 連接SINAMICS V90伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)控制。其中對(duì)S7-1200 V4固件版本的運(yùn)動(dòng)控制功能、工藝對(duì)象的組態(tài)和V90 PN的相關(guān)參數(shù)設(shè)置作了簡(jiǎn)要介紹。

2                     簡(jiǎn)介

2.1                 S7-1200運(yùn)動(dòng)控制功能

2.1.1               S7-1200 V3.0 固件

S7-1200 CPU固件版本從V3.0開(kāi)始已經(jīng)支持多4路PTO輸出，以CPU1214C（6ES7214-1AG31-0XB0）為例，其CPU本體支持4路PTO輸出，其中PTO 1、PTO 2的頻率范圍為 2 Hz ≤ f ≤ 100 kHz，PTO 3 、PTO 4的頻率范圍為2 Hz ≤ f ≤ 20 kHz。

2.1.2               S7-1200 V4.0 固件

S7-1200 CPU V4.0固件版本雖然也只支持4路PTO輸出，但是PTO的信號(hào)類(lèi)型可以進(jìn)行選擇，支持的信號(hào)類(lèi)型見(jiàn)表2-1 PTO 信號(hào)類(lèi)型所示。

表2-1 PTO信號(hào)類(lèi)型

V4.0固件版本的CPU高速脈沖信號(hào)發(fā)生器輸出地址可以自由分配給PTO，輸出地址分配與輸出頻率范圍見(jiàn)表2-2 脈沖信號(hào)發(fā)生器地址分配所示。

表2-2 脈沖信號(hào)發(fā)生器地址分配

以CPU1214C CPU本體輸出地址(6ES7214-1AG40-0XB0)為例，示例幾種可能的PTO信號(hào)類(lèi)型組合方式，見(jiàn)表2-3 脈沖方向組態(tài)所示：

l  示例1：4-100kHz PTO，不帶方向輸出。

l  示例2：2-100kHz PTO 和 2-20kHz PTO，脈沖A+方向B輸出。

l  示例3：4-100kHz PTO，脈沖A+方向B輸出，其中脈沖A 100kHz，方向B 20kHz。

表2-3 脈沖方向組態(tài)

2.1.3               S7-1200 V4.1 固件

S7-1200 CPU V4.1固件版本起不僅支持通過(guò)PTO輸出方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，而且支持通過(guò)PROFIdrive或者模擬量輸出（AQ）方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，見(jiàn)表2-4驅(qū)動(dòng)器連接方式所示。本文中例子就是使用PROFIdrive方式對(duì)SINAMICS V90 PN進(jìn)行閉環(huán)控制。

表2-4 驅(qū)動(dòng)器連接方式

2.2                 SINAMICS V90 PN

SINAMICS V90 是西門(mén)子推出的一款小型、高效便捷的伺服系統(tǒng)。SINAMICS V90 驅(qū)動(dòng)器與 SIMOTICS S-1FL6 電機(jī)組成的伺服系統(tǒng)是面向標(biāo)準(zhǔn)通用伺服市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，覆蓋0.05kW～7kw 功率范圍。

2016 年 7 月底，推出了帶PROFINET 接口的 V90 驅(qū)動(dòng)器，配合SIEMENS PLC, 能夠組成一套完善的、經(jīng)濟(jì)的、可靠的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。SINAMICS V90 PROFINET (PN) 版本有 2個(gè)RJ45 接口用于與 PLC 的 PROFINET 通信連接，支持 PROFIdrive 運(yùn)動(dòng)控制協(xié)議。它也可以集成到博途中與 S7-1200，S7-1500 連接。

注意：

(1) SINAMICS V90 PN 支持 SIMATIC PLC 的工藝對(duì)象(TO)，可通過(guò) TO 實(shí)現(xiàn)位置及速度的控制，如 S7-1500 T-CPU, S7-1500 及 S7-1200。

(2) SINAMICS V90 PN 版本獨(dú)立于當(dāng)前的 SINAMCIS V90 脈沖串的控制器，它不支持 PTI、脈沖加方向、模擬量和USS/Modbus RTU 通信等控制方式。

(3) SINAMICS V90 PN 只支持 PROFINET 通信，支持西門(mén)子標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文 1，2，3，5，102，105，支持 DSC控制。本例中 SINAMICS V90 PN 需要選擇標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文3。

2.3                 PROFINET 通信

PROFINET IO 是一種基于以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)協(xié)議。在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中作為高級(jí)網(wǎng)絡(luò)使用。一個(gè)完整的POFINET IO 網(wǎng)絡(luò)包括以下設(shè)備：

l  IO 控制器：典型的是 PLC，用于控制整個(gè)系統(tǒng)

l  IO 設(shè)備：一個(gè)分散式 IO 設(shè)備（例如，編碼器，傳感器），通過(guò) IO 控制器控制

l  IO 檢測(cè)器：HMI（人機(jī)接口）或個(gè)人計(jì)算機(jī)，用于診斷或調(diào)試

PROFINET 提供兩種實(shí)時(shí)通信，PROFINET IO RT（實(shí)時(shí)）和 PROFINET IO IRT（等時(shí)實(shí)時(shí)）。實(shí)時(shí)通道用于 IO 數(shù)據(jù)和報(bào)警的傳輸。在 PROFINET IO RT 通道中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)優(yōu)先以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸。沒(méi)有特殊的硬件要求。

SINAMICS V90 PN基于PROFINET IO RT（實(shí)時(shí)），其循環(huán)周期可達(dá)到 4 ms?；赑ROFINET IO IRT 通道可用于傳輸具有更加精確時(shí)間要求的數(shù)據(jù)。其循環(huán)周期可達(dá) 2 ms，但需要具有特殊硬件的 IO 設(shè)備和開(kāi)關(guān)的支持。

所有的診斷和配置數(shù)據(jù)通過(guò)非實(shí)時(shí)（NRT）通道進(jìn)行傳輸。使用 TCP/IP 協(xié)議。因而，沒(méi)有可確定的循環(huán)周期，其循環(huán)周期可能超過(guò) 100 ms。

SIMATIC S7-1200 目前僅支持PROFINET IO RT 通訊，所以后面章節(jié)所講的與 SINAMICS V90 PN 連接做位置控制是通過(guò)PROFINET IO RT 通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)的