西門子S120電機驅(qū)動模塊6SL3120-1TE28-5AA3

西門子S120電機驅(qū)動模塊6SL3120-1TE28-5AA3

通信

通過PROFIBUS DP和／或 PROFINET 實現(xiàn)*控制器和分布式站之間的安全相關(guān)通訊和標準通訊。特殊開發(fā)的PROFIsafe支持在標準數(shù)據(jù)報文中傳送具有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件，例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)來監(jiān)視輸入和輸出信號。

CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執(zhí)行檢測，檢查控制器運行的正確性。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）"請求，還可以對 I/O 進行檢測。

當系統(tǒng)診斷出一個故障時，系統(tǒng)將進入安全狀態(tài)。

CPU 319F-3 PN/DP的運行不需要F運行*。

編程

CPU 319F-3 PN/DP的編程方法與SIMATIC S7系統(tǒng)的編程方法相同．通過諸如 STEP 7 編程工具可創(chuàng)建非安全型用戶程序。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety"(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進行編程。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

帶有安全功能的 F 程序鏈接在 F-FBD 或 F-LAD 或使用 F 庫中的特殊功能塊。使用 F FBD 或 F LAD 可簡化工廠的組態(tài)與編程，也因與特定工廠無關(guān)的統(tǒng)一表示形式而簡化了驗收測試。無須使用其它工具，程序員就可以對安全型應(yīng)用進行組態(tài)

• 摒棄了傳統(tǒng)的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設(shè)計，所有菜單選項一覽無余，形象的圖標顯示，操作更加方便快捷。
  雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。

• 全移動式窗口設(shè)計
  軟件界面中的所有窗口均可隨意移動、并提供八種拖拽放置方式。
  主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習慣進行組合，較大限度的提高編程效率。

• 變量定義與程序注釋
  用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名，并且直接通過變量名進行調(diào)用，*享受編程語言的便利。根據(jù)實現(xiàn)的功能，特殊功能寄存器調(diào)用后自動命名，更加便捷。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡(luò)、變量添加注釋，大幅提高程序的可讀性。當鼠標移動到指令塊時，自動顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。

• 強大的密碼保護
  STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對計算機中的程序源提供密碼保護，同時對CPU 模塊中的程序也提供密碼保護，滿足用戶對密碼保護的不同需求，保護用戶的知識產(chǎn)權(quán)。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 對程序源實現(xiàn)三重保護：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數(shù)據(jù)頁設(shè)置密碼，只有*的用戶才能查看并修改相應(yīng)的內(nèi)容。
  編程軟件對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權(quán)限密碼保護。

• 新穎的設(shè)置向?qū)?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡易快捷的向?qū)гO(shè)置功能，只需按照向?qū)崾驹O(shè)置每一步的參數(shù)即可完成復(fù)雜功能的設(shè)定。新的向?qū)Чδ茉试S用戶直接對其中某一步的功能進行設(shè)置，修改已設(shè)置的向?qū)П銦o需重新設(shè)置每一步。
  向?qū)гO(shè)置支持以下功能：
  ? HSC（高速計數(shù)）
  ? 運動控制
  ? PID
  ? PWM（脈寬調(diào)制）
  ? 文本顯示

• 狀態(tài)監(jiān)控 
  在STEP 7- Micro/WIN SMART 狀態(tài)圖中，可監(jiān)測PLC 每一路輸入/ 輸出通道的當前值，同時可對每路通道進行強制輸入操作來檢驗程序邏輯的正確性。
  狀態(tài)監(jiān)測值既能通過數(shù)值形式，也能通過比較直觀的波形圖來顯示，二者可相互切換。
  另外，對PID 和運動控制操作，STEP 7- Micro/WIN SMART 通過專門的操作面板可對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。

• 便利的指令庫
  在PLC 編程中，一般將多次反復(fù)執(zhí)行的相同任務(wù)編寫成一個子程序，將來可以直接調(diào)用。使用子程序可以更好地組織程序結(jié)構(gòu)，便于調(diào)試和閱讀。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫功能，將子程序轉(zhuǎn)化成指令塊，與普通指令塊一樣，直接拖拽到編程界面就能完成調(diào)用。指令庫功能提供了密碼保護功能，防止庫文件被隨意查看或修改。
  另外，西門子公司提供了大量完成各種功能的指令庫，均可輕松添加到軟件中

標準型晶體管輸出CPU 模塊，ST40/S T60 提供3 軸100 kHz高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調(diào)制）和PTO 脈沖輸出· 在PWM 方式中，輸出脈沖的周期是固定的，脈沖的寬度或占空比由程序來調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)電機速度、閥門開度等· 在PTO 方式（運動控制）中，輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式，包括自動尋找原點，可實現(xiàn)對步進電機或伺服電機的控制，達到調(diào)速和定位的目的· CPU 本體上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過向?qū)гO(shè)置完成上述功能

PWM 和運動控制向?qū)гO(shè)置

為了簡化您應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7- Micro/WIN SMART 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應(yīng)用程序中對速度和位置進行動態(tài)控制。PWM 向?qū)гO(shè)置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)，生成相應(yīng)的PWMx_R UN 子程序框架用于編輯。運動控制向?qū)ui多提供3 軸脈沖輸出的設(shè)置，脈沖輸出速度從2 0 H z 到1 0 0 k H z 可調(diào)。

運動控制功能特點

· 提供可組態(tài)的測量系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù)· 提供可組態(tài)的反沖補償· 支持、相對和手動位控模式· 支持連續(xù)操作· 提供多達32 組運動動包絡(luò)，每組包絡(luò)zui多可設(shè)置16 種速度· 提供4 種不同的參考點尋找模式，每種模式都可對起始的尋找方向和zui終的接近方向進行選擇

運動控制的監(jiān)控

為了幫助用戶開發(fā)運動控制方案，S TEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡(luò)組態(tài)的設(shè)置使用戶在開發(fā)過程的啟動和測試階段就能輕松監(jiān)控運動控制功能的操作。· 使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確，可以調(diào)整組態(tài)數(shù)據(jù)并測試每個移動包絡(luò)· 顯示位控操作的當前速度、當前位置和當前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)· 查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設(shè)置

西門子S120電機驅(qū)動模塊6SL3120-1TE28-5AA3

1 路燈照明管理現(xiàn)狀

　　1)照明設(shè)施開關(guān)燈統(tǒng)一性差，智能化水平低，不具備遠程修改開關(guān)燈時間，不能根據(jù)實際情況修改開關(guān)燈時間，能源浪費大，增加了財政負擔;

　　2)路燈設(shè)備分散，管理人員少，管理困難，不能實時、準確、全面地監(jiān)控設(shè)備運行狀況，缺乏靈活的控制手段;

　　3)人工巡檢工作量大，效率低，成本高，浪費人力、物力、財力，缺乏有效的故障預(yù)警機制。

　　2 ZigBee簡介

　　ZigBee是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低耗功、低傳輸速率、低成本的雙向無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。它是一種介于RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別)和藍牙之間的技術(shù)。

　　3 GPRS簡介

　　GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)是一種新的承載業(yè)務(wù)，提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的數(shù)據(jù)傳輸。GRPS永遠在線，接入速度快，用戶可隨時與無線網(wǎng)絡(luò)保持連接，可使遠程數(shù)據(jù)采集的效率大幅提高。

　　4 PLC簡介

　　PLC即可編程控制器，是一種帶有指令存儲器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口，能夠完成邏輯，順序、定時、等功能，用于控制機器或生產(chǎn)過程的自動控制裝置。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。

　　5 系統(tǒng)工作原理

　　運用組態(tài)軟件作為上位機的控制平臺，通過GPRS與現(xiàn)場控制器PLC通訊。監(jiān)控中心軟件通過GPRS網(wǎng)絡(luò)向各個現(xiàn)場控制器發(fā)送動作指令，使現(xiàn)場控制器完成各種配置和數(shù)據(jù)采集工作，并對現(xiàn)場控制器發(fā)送上來的數(shù)據(jù)進行分析和處理?，F(xiàn)場控制器通過ZigBee無線通訊設(shè)備接收單燈控制器所發(fā)送來的信號，進行分析處理并通過GPRS通訊系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)送信息，以此來實現(xiàn)對路燈的遠程無線控制，如圖1所示。

　　6 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由3部分組成：現(xiàn)場控制器、單燈控制器、監(jiān)控中心。

　　6.1 現(xiàn)場控制器

　　由PLC獨立控制模塊、GPRS通信模塊、ZigBee無線通信模塊等組成，完成數(shù)據(jù)采集、控制輸出、數(shù)據(jù)通信、故障報警等功能。現(xiàn)場控制器通過GPRS與照明管理監(jiān)控中心服務(wù)器相連，通過ZigBee無線通信模塊與單燈控制器相連，以此實現(xiàn)實時通信，如圖2所示。

　　圖2 現(xiàn)場控制器的組成

　　6.2 單燈控制器

　　每盞路燈都裝有單燈控制器，由ZigBee無線通信模塊、完成電量采集和模塊遙信功能的單片機模塊組成。ZigBee無線模塊具有網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)，這樣 ZigBee子網(wǎng)就有內(nèi)置冗余保證，如果網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點脫離網(wǎng)絡(luò)，無法工作，節(jié)點數(shù)據(jù)將自動路由到一個替換節(jié)點保證系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定。單燈控制器是路燈監(jiān)控 系統(tǒng)中控制功能的執(zhí)行部分，控制路燈的狀態(tài)并監(jiān)測路燈運行的電流、電壓、功率因素等，將這些參數(shù)通過無線方式傳送到現(xiàn)場控制器，同時接收來自現(xiàn)場控制器的所有控制指令，從而實現(xiàn)遠程控制功能，如圖3所示。

　　圖3 單燈控制器的組成

　　6.3 監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心由監(jiān)控中心軟件、GPRS通信模塊組成，對整個照明系統(tǒng)進行集中控制。監(jiān)控中心軟件可實現(xiàn)遠程監(jiān)控、采集數(shù)據(jù)、建立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析等功能，通 GPRS通信模塊實時掃描各路燈電量數(shù)據(jù)和輸出狀態(tài)，也可將監(jiān)控中心軟件發(fā)送的各種有效指令發(fā)送給現(xiàn)場控制器。遇到報警信息，通過GSM短信方式送至巡檢人員手機。

　　7 監(jiān)控中心軟件介紹

　　組態(tài)軟件是用于數(shù)據(jù)采集和過程控制的專用軟件，本系統(tǒng)采用組態(tài)王作為開發(fā)工具，它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點，能充分利用圖形編輯功能，為用戶提供了友好的可視化界面。

　　監(jiān)控中心軟件是整個路燈監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，它負責跟控制現(xiàn)場中的監(jiān)控終端進行遠程通信，對獲取的數(shù)據(jù)進行處理，主要功能如下：

　　1)查詢功能現(xiàn)場控制器將單燈的電壓、電流、功率、設(shè)備運行狀態(tài)等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心主機對這些數(shù)據(jù)進行分析、處理后，以直觀的報表或圖表形式提供管理人員，為決策提供準確的依據(jù)。

　　2)控制功能手控與自控相結(jié)合，提供靈活、可靠的開關(guān)控制功能，通過“設(shè)置參數(shù)"里的開關(guān)燈方案及開關(guān)燈時間，下發(fā)給現(xiàn)場控制器，讓現(xiàn)場控制器按的方案運行。

　　3)設(shè)置參數(shù)監(jiān)控中心可自動或手動執(zhí)行全控開關(guān)燈，也可控制任一單燈執(zhí)行開關(guān)燈，可隨意設(shè)置半夜燈或全夜燈模式，并對設(shè)置的參數(shù)和要求進行保存。

　　4)報警功能當現(xiàn)場控制器主動報警或檢測單燈控制器時發(fā)現(xiàn)有故障，監(jiān)控中心軟件發(fā)出聲光報警信號提醒工作人員，并在畫面上顯示故障報警位置狀況和類型，保存報警記錄的同時以短信息的方式通知現(xiàn)場巡檢人員。

　　5)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與報表統(tǒng)計備采集參數(shù)的數(shù)據(jù)信息，形成報表，便于分析研究，可打印報表。

　　8 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)從路燈控制的具體要求出發(fā)，建立了友好的可視化界面，集無線通訊技術(shù)、自動化控制技術(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)于一體，有效的解決了路燈控制的靈活性、實時性、可靠性、經(jīng)濟性等問題，抗干擾力強，通信穩(wěn)定，上位機給監(jiān)控終端發(fā)出的命令能準確到位。不僅大大節(jié)約了鋪設(shè)通信電纜的費用，更達到了節(jié)約能源的目的。