公司主营西门子PLC：6ES7-200-300-400-1200-6EP-6AV-6GK-ET200-6SE变频器-电缆-DP接头-触摸屏-变频器-数控伺服备件EM221模块EM222模块-EM223模块-EM231模块-EM232模块-EM235模块-PPI电缆-MPI电缆-5611卡-SM321-SM322-SM323-SM331-EM332模块S7-200系列主机-300系列主机产品应有尽有，公司拥有技术团队,及的从业人员,长期为客户提供西门子PLC的销售,安装,调试服务
X6132铣床进给电动机控制线路图分析 （1）原理图 略。 （2）工作台纵向进给操纵机构图 （3）1台进给电机拖动工作台六个方向运动示意图 （4）工作原理分析 条件： 将电源开关Q1合上，起动主轴电机M1，接触器KM1吸合自锁，进给控制电路有电压，就可以起动进给电动机M3。 ①工作台纵向（左、右）进给运动的控制分析 先将圆工作台的转换开关SA3扳在“断开”位置，这时，转换开关SA3上的各触点的通断情况见表3-1。 表3-1 圆工作台转换开关SA3触点通断情况 由于SA3-1（13-16）闭合，SA3-2（10-14）断开，SA3-3（9-10）闭合，所以这时工作台的纵向、横向和垂直进给的控制电路如图3-10所示。 向右运动步骤： 工作台纵向运动手柄扳到右边位置，一方面进给电动机的传动链和工作台纵向移动机构相联结，另一方面压下向右进给的微动开关SQ1→常闭触点SQ1-2（13-15）断开，同时常开触点SQ1-1（14-16）闭合→接触器KM2因线圈通电→进给电动机M3就正向旋转，拖动工作台向右移动。 向右进给的控制回路是： 9→SQ5-2→SQ4-2→SQ3-2→SA3-1→SQ1-1→KM2线圈→KM3→21。 向左运动步骤： 将纵向进给手柄向左，一方面进给电动机的传动链和工作台纵向移动机构相联结，另一方面压下向左进给的微动开关SQ2→常闭触点SQ2-2（10-15）断开，同时常开触点SQ2-1（16-19）闭合→接触器KM3因线圈通电→进给电动机M3就反向转动→拖动工作台向左移动。 向左进给的控制回路是： 9→SQ5-2→11→SQ4-2→12→SQ3-2→13→SA3-1→16→SQ2-1→19→KM3线圈→20→KM2→21。 当将纵向进给手柄扳回到中间位置（或称零位）时，一方面纵向运动的机械机构脱开，另一方面微动开关SQ1和SQ2都复位，其常开触点断开，接触器KM2和KM3释放，进给电动机M3停止，工作台也停止。 终端限位保护的实现：在工作台的两端各有一块挡铁，当工作台移动到挡铁碰动纵向进给手柄位置时，会使纵向进给手柄回到中间位置，实现自动停车。这就是终端限位保护。调整挡铁在工作台上的位置，可以改变停车的终端位置。 ②工作台横向（前、后）和垂直（上、下）进给运动的控制分析 条件：圆工作台转换开关SA3扳到“断开”位置，这时的控制线路也如图3-10所示。 操作手柄：操纵工作台横向联合向进给运动和垂直进给运动的手柄为十字手柄。它有两个，分别装在工作台左侧的前、后方。它们之间有机构联接，只需操纵其中的任意一个即可。手柄有上、下、前、后和零位共五个位置。进给也是由进给电动机M3拖动。 向下或向前控制步骤： 条件：KM1得电，即主轴电动机起动，同时SA3在“断开”位置。 向下控制：手柄在“下”位置，SQ8被压，SQ8-1闭合→YC5得电→电动机得传动机构和垂直方向的传动机构相连，同时SQ3被压→KM2得电→M3正转→工作台下移。 向上控制：手柄在“上”位置，SQ8被压，SQ8-1闭合→YC5得电→电动机得传动机构和垂直方向的传动机构相连，同时SQ4被压→KM3得电→M3反转→工作台上移。 向前控制：手柄在“前”位置，SQ7被压，SQ7-1闭合→YC4得电→电动机得传动机构和横向传动机构相连，同时SQ3被压→KM2得电→M3正转→工作台前移。 向后控制：手柄在“后”位置，SQ7被压，SQ7-1闭合→YC4得电→电动机得传动机构和横向传动机构相连，同时SQ4被压→KM3得电→M3反转→工作台后移。 向下、向前控制回路是： 6→KM1→9→SA3-3→10→SQ2-2→15→SQ1-2→13→SA3-1→16→SQ3-1→KM2线圈→18→KM3→21。 向上、向后控制回路是： 6→KM1→9→SA3－3→10→SQ2－2→15→SQ1－2→13→SA3－1→16→SQ4－1→19→KM3线圈→20→KM2→21。 当手柄回到中间位置时，机械机构都已脱开，各开关也都已复位，接触器KM2和KM3都已释放，所以进给电动机M3停止，工作台也停止。 结： 向上、下进给时，SQ8闭合→YC5得电，电动机的传动机构与垂直方向传动机构相连。 向前、后进给时，SQ7闭合→YC4得电，电动机的传动机构与横向传动机构相连。 向下、前进给时，SQ3闭合→KM2得电→M3得电正转。 向上、后进给时，SQ4闭合→KM3得电→M3得电反转。 ③工作台的快速移动 为什么要快速移动？为了缩短对刀时间 快速移动的控制电路如图3-14所示。 主轴起动以后，将操纵工作台进给的手柄扳到所需的运动方向，工作台就按操纵手柄的方向作进给运动（进给电机的传动链M与A或B或C相连，见图3-12）。这时如按下快速移动按钮SB3或SB4→接触器KM4线圈通电→KM4常闭触点（102-108）断开→进给电磁离合器YC2失电。 同时KM4常开触点（102-107）闭合→电磁离合器YC3通电，接通快速移动传动链（进给电机的传动链M与a或b或c相连，见图3-12）。工作台按原操作手柄的方向快速移动。当松开快速移动按钮SB3或SB4→接触器KM4因线圈断电→快速移动电磁离合器YC3断电，进给电磁离合器YC2得电，工作台就以原进给的速度和方向继续移动。 ④进给变速冲动 为什么变速冲动？为了使进给变速时齿轮容易啮合。 变速过程分析： 条件：先起动主轴电动机M1，使接触器KM1吸合，它在进给变速冲动控制电路中的常开触点（6-9）闭合。 过程分析：变速时将变速盘往外拉到极限位置，再把它转到所需的速度，后将变速盘往里推。在推的过程中挡块压一下微动开关SQ5，其常闭触点SQ5-2（9-11）断开一下，同时，其常开触点SQ5-1（11-14）闭合一下，接触器KM2短时吸合，进给电动机M3就转动一下。当变速盘推到原位时，变速后的齿轮已顺利啮合。 变速冲动的控制回路是： 6→KM1→9→SA3-3→10→SQ2-2→15→SQ1-2→13→SQ3-2→12→SQ4-2→11→SQ5-1→14→KM2线圈→18→KM3→21。 ⑤圆形工作台时的控制 圆工作台有什么作用？铣削圆弧和凸轮等曲线。 圆工作台由进给电动机M3经纵向传动机构拖动。圆工作台的控制电路如图3-16所示。 条件1：圆工作台转换开关SA3转到“接通”位置，SA3的触点SA3-2（13-16）断开，SA3-2（10-14）闭合，SA3-3（9-10）断开。 条件2：工作台的进给操作手柄都扳到中间位置。 按下主轴起动按钮SB5或SB6→接触器KM1吸合并自锁→KM1的常开辅助触点（6-9）也同时闭合→接触器KM2也紧接着吸合→进给电动机M3正向转动，拖动圆工作台转动。因为只能接触器KM2吸合，KM3不能吸合，所以圆工作台只能沿一个方向转动。 圆工作台的控制回路是： 6→KM1→9→SQ5-2→11→SQ4-2→12→SQ3-2→13→SQ1-2→15→SQ2-2→10→SA3-2→14→KM2线圈→18→KM3→21。 ⑥进给的联锁 a．主轴电动机与进给电动机之间的联锁 为什么设置这样的联锁？防止在主轴不转时，工件与铣刀相撞而损坏机床。 联锁的实现方法：在接触器KM2或KM3线圈回路中串连KM1常开辅助触点（6-9）。 b．工作台不能几个方向同时移动 为什么设置这样的联锁？工作台两个以上方向同进给容易造成事故。 联锁的实现方法：由于工作台的左右移动是由一个纵向进给手柄控制，同一时间内不会又向左又向右。工作台的上、下、前、后是由同一个十字手柄控制，同一时间内这四个方向也只能一个方向进给。所以只要保证两个操纵手柄都不在零位时，工作台不会沿两个方向同时进给即可。 将纵向进给手柄可能压下的微动开关SQ1和SQ2的常闭触点SQ1-2（13-15）和SQ2-2（10-15）串联在一起，再将垂直进给和横向进给的十字手柄可能压下的微动开关SQ3和SQ4的常闭触点SQ3-2（12-13）和SQ14-2（11-12）串联在一起，并将这两个串联电路再并联起来，以控制接触器KM2和KM3的线圈通路。如果两个操作手柄都不在零位，则有不同的支路的两个微动开关被压下，其常闭触点的断开使两条并联的支路都断开，进给电动机M3因接触器KM2 和KM3的线圈都不能通电而不能转动。 c.进给变速时两个进给操纵手柄都必须在零位 为什么设置这样的联锁？为了安全起见，进给变速冲动时不能有进给移动。 联锁的实现方法：SQ1或SQ2、SQ3或SQ4的四个常闭触点SQ1-2、SQ2-2、SQ3-2和SQ4-2串联在KM2线圈回路。当进给变速冲动时，短时间压下微动开关SQ5，其常闭触点SQ5-2（9-11）断开，其常开触点SQ5-1（11-14）闭合，如果有一个进给操纵手柄不在零位，则因微动开关常闭触点的断开而接触器KM2不能吸合，进给电动机M3也就不能转动，防止了进给变速冲动时工作台的移动。 d.圆工作台的转动与工作台的进给运动不能同时进行 联锁的实现方法：SQ1或SQ2、SQ3或SQ4的四个常闭触点SQ1-2、SQ2-2、SQ3-2或SQ4-2是串联在KM2线圈的回路中， 当圆工作台的转换开关SA3转到“接通”位置时，两个进给手柄可能压下微动开关SQ1或SQ2、SQ3或SQ4的四个常闭触点SQ1-2、SQ2-2、SQ3-2或SQ4-2。如果有一个进给操纵手柄不在零位，则因开关常闭触点的断开而接触器KM2不能吸合，进给电动机M3不能转动，圆工作台也就不能转动。只有两个操纵手柄恢复到零位，进给电动机M3方可旋转，圆工作台方可转动。
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两台砂轮机的电气控制原理图举例
1．砂轮机的电气控制
砂轮机通常用于修磨刀具。高速旋转的砂轮装在电动机的轴上，与电动机转子同速旋转。虽然它也只要电机单向旋转，但由于工作时粉尘太多，不宜采用开启式负荷开关，而封闭式负荷开关又不适宜频繁操作，所以砂轮机一般采用转换开关控制。图1-9时两台砂轮机的电路图。
控制原理与特点：
(1) 转换开关SA1（或SA2）的旋转按钮置于Ⅰ（开），三相电源与电动机接通，砂轮电机起动运转，置于位置Ⅱ（关），砂轮电机停。因组合开关没有短路保护功能，所以电路中接入熔断器的闸刀开关或铁壳开关，也可以是断路器，用它来隔离电源，并起到短路保护作用。
(2) 由于砂轮与电机轴的连接是用螺帽固定的，所以砂轮罩壳上用箭头指示了砂轮的旋转方向，如果反向旋转，有可能因旋转惯性使螺帽松开而造成高速旋转的砂轮飞出的重大事故。在接砂轮电机的电源时，切记先试它的转向是否与箭头方向一致。
2．转换开关(组合开关)和转换开关
(1) 组合开关
转换开关又称组合开关，图1-10是HZ10系列组合开关外形与结构图。转换开关实质上是一种特殊刀开关，是操作手柄在与安装面平行的平面内左右转动的刀开关。只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动，而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。多用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，也可以用作不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载以及控制5KW以下的小容量电动机的正反转和星三角起动等。
转换开关的图形符号和文字符号如图1-11
（2）转换开关
比组合开关有更多的操作位置和触点、能够接多个电路的一种手动控制电器。由于它的档位多、触点多，可控制多个电路，能适应复杂线路的要求，图1-12是LW12转换开关外形图，它是有多组相同结构的触点叠装而成，在触头盒的上方有操作机构。由于扭转弹簧的储能作用，操作呈现了瞬时动作的性质，故触头分断迅速，不受操作速度的影响。
转换开关在电气原理图中的画法，如图1-13所示。图中虚线表示操作位置，而不同操作位置的各对触点通断状态与触点下方或右侧对应，规定用于虚线相交位置上的涂黑圆点表示接通，没有涂黑圆点表示断开。另一种是用触点通断状态表来表示，表中以“+”（或“ ╳ ”）表示触点闭合，“—”（或无记号）表示分断。
组合开关的文字符号：SA
1 解决方案
1.1 项目介绍
图 1 PROFINET IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。
图 1 PROFINET IO网络拓扑
本例中使用到的主要硬件和软件如下：
| 名称 | 数量 | 版本 | 订货号 |
| CPU319-3PN/DP | 1 | V2.8 | 6ES7 318-3EL00-0AB0 |
| SCALANCE X208 | 1 | V4.0 | 6GK5 208-0BA10-2AA3 |
| SCALANCE X201-3P IRT | 1 | V4.1 | 6GK5 201-3BH00-2BA3 |
| IM151-3 PN | 1 | V6.1 | 6ES7 151-3BA23-0AB0 |
| IM151-3 PN FOC | 1 | V4.0 | 6ES7 151-3BB21-0AB0 |
| PM-E | 2 | 6ES7 138-4CA01-0AA0 | |
| 2DO HF | 2 | 6ES7 132-4BB01-0AB0 | |
| ET200 eco PN | 1 | 6ES7 142-6BG00-0AB0 | |
| Step7 | 1 | V5.4+SP5 |
1.2 硬件组态
按照1.1中的硬件在Step7中进行组态。然后分配设备名，下载组态数据到CPU319中，具体设置设备名以及完成PROFINET通讯，请参考网站下载中心《S7-300 PROFINET IO 通讯快速入门》72325620
图 2 Step7的硬件组态
其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线的100表示PROFINET总线的序号。IO设备例如SCALACNE X和ET200上从1到5，表示PROFINET IO的设备号。
：850 11 159 0
2 SFC51诊断
2.1 介绍
系统状态列表(SSL)用于描述可编程逻辑控制器的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取，而不能修改。换言之，部分列表是虚拟列表，只是在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。
SFC 51 “RDSYSST” 系统功能用于读取 “系统状态列表” (简写为SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘录。对于 PROFINET IO，这些 SSL包含了 I/O 模块，PROFINET IO 主站系统或实际控制器的状态信息。当选择所用的、特别是在一个中断或启动 OB 中使用的 SSL ID 时，必须注意的是 SFC 仅能同步执行。如果执行 SFC 之后，Busy 位激活表明几个循环执行一次 SFC，数据还没有完全读出，因此数据是无效的。接收到的系统状态列表数据记录包括了诊断 PROFINET IO 设备上的信息概览。
PN通信部分列表是虚拟列表，只是在有请求时由CPU的操作系统所创建。虚拟列表来自 CPU 内部的PN IO控制器的缓冲区，缓冲区由控制器的启动和ALARM信息进行维护和刷新。
可以使用在PROFINET IO诊断的SSL_ID:
| SSL_ID (W#16#...) | 部分列表（PROFINET） | INDEX (W#16#...) |
| 0C91 | PROFINET接口模块(集成的或外部的)上的模块的模块状态信息 | 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 |
| 0D91 | PROFINET中的所有模块的模块状态信息 | bits 0到10: 站号,bits 11到 14: PN IO系统总线号的后两位, Bit 15: 1 |
| 0094 | PROFINET接口模块(集成的或外部的)上站的预期状态 | 100-115: PN IO系统总线号 |
| 0294 | 读取实际的站点是否存在 | 同上 |
| 0694 | 读取实际的站点是否出错 | 同上 |
| 0794 | 读取实际的站点维护状态 | 同上 |
| 0C96 | PROFINET中的所有模块的模块状态信息 | 逻辑基地址，输出模块 bit15=1 |
通过SFC51只能获取站或模块的状态信息，例如，丢站，或者该模块有错误，并不能获取模板的故障的详细信息，例如哪一个模板的通道发生断线，短路等。
2.2 编程
这里使用SFC51来读取每一个站点的实际状态，判断该站是否发生丢站故障。在PLC中添加并下载空的OB86，防止测试丢站时，发生CPU停机现象。当然也可以使用OB86来读取每一个IO设备的实际状态，但需要更多的编写程序，关于使用OB86来获取IO站点的状态信息，请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATIC PLC(PN) 》87668286
在OB1中加入SFC51，关于参数设置，点击“F1”参考SFC51在线帮助。程序示例如下：
CALL "RDSYSST"
REQ :=M0.0
SZL_ID :=MW2
INDEX :=MW4
RET_VAL :=MW6
BUSY :=M0.1
SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADER
DR :=DB1.RECORD
按照上表在变量表中设置SSL_ID=0294 (MW2)和INDEX=16#64 (MW4)，其中16进制64的十进制为100，表示PROFINET总线的序号，请参考图 2 Step7的硬件组态。添加要查看的变量，并使能M0.0为1。其中读取到的数据记录个数为1 (DB1.DBW2)，该数据记录的长度为258bytes (DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET总线的序号，这里为100 (64H) 。对于DB1.DBB6为2#0011_1111，其中bit0表示组信息，如果为1，表示至少有一个IO设备与IO控制器进行通讯，如果为0，表示IO站点全部丢失。Bit1~Bit5表示设备号1~5的IO设备的状态，1表示IO设备存在，0表示IO设备丢站。至于其它Bit和高字节中的Bit依次类推，表示对应IO设备的状态。
图 3 根据变量表查看设备状态
根据这些位Bit1~5，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
3 SFB52诊断
3.1 介绍
SIMATIC S7 诊断数据记录提供了附加的详细信息的诊断性能。系统功能块SFB 52 “RDREC” 用于读取这些数据记录。
调用时，系统功能块对要诊断的站ID进行寻址，并以 INDEX 参数标明要读出的数据记录。这可能是中央机架或分布式组件(PROFIBUS DP或PROFINET IO)中的一个模块。如果没有诊断信息，则系统功能块执行后没有输出。由于 SFB 52 “RDREC” 是一个异步执行的 SFB，即执行过程横跨几个 SFB调用，因此该块只能在循环操作中使用。不能在诊断 OB 或定时中断 OB 中使用。除了出错的位置外，SFB 52 诊断数据记录还包含发生错误的类型信息。为了进一步分析，可对该信息进行评估。
在MLEN中要读取的多字节数。目标区域RECORD的选定长度至少应等于
MLEN字节的长度。输出参数VALID如为TRUE，则表明已将数据记录传送到目标区域RECORD中。此时，输出参数LEN包含所取得的数据的长度(以字节计)。输出参数ERROR用以指示是否发生数据记录传送错误。如果发生错误，则输出参数STATUS包含错误信息。
该功能块属于状态驱动类型，可以在OB1或者其它循环OB块中调用，用于读取诊断记录或者组态记录等数据记录。
PROFINET IO 设备模型说明了模块化和紧凑型现场设备的结构。 它根据 PROFIBUS DP 的基本特性构建。子模块和 API 的定义已添加至设备模型，以增加 IO 设备的灵活性。
一个 PROFINET IO 设备包括一个或多个“逻辑设备”， 这些设备依次包含一个或多个 API（应用程序进程标识符），至少包含 API 0。
设备的特性通过IO设备的基于XML的GSD(General Station Description)文件来描述。可以通过PROFINET XML Viewer来读取GSDXML文件。
涉及到分级的概念，AP，API，SLOT，SUBSLOT。每个寻址级别都有一组可用的诊断记录和组态记录。 通过记录编号的首字母来区别各记录组的诊断级别，如下图 4 诊断级别。关于PROFINET IO设备模型和诊断的数据记录结构请参考 19289930
图 4 诊断级别西门子CPU卡件6ES7518-4AP00-0AB0
根据故障类型的编码，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示，方便用快速发现和维护现场故障。
关键词
PROFINET IO, 诊断, 系统功能块, SFC51/SFB52/SFB541. 概述
通常情况下，要实现HMI设备与V20变频器的通讯，需要一个支持USS通讯或MODBUS通讯的PLC，比如S7-200系列PLC。其通讯电缆连接如图1所示。PLC的一个通讯端口与触摸屏连接，可以采用PPI协议通讯。PLC的另一个通讯端口与V20的RS485通讯端口连接，采用MODBUS协议通讯，PLC上编写MODBUS主站程序，V20为从站。
图1 触摸屏通过PLC与V20变频器通讯
如果只需要对V2O变频器做简单的运行控制和变量监视，那么上述配置中PLC的作用仅为数据中转。这种情况下，触摸屏直接和V20变频器通讯，不仅能够实现监控功能，而且可以少用一个PLC，节省成本。采用西门子的SMART LINE系列触摸屏能够实现与V20变频器直接通讯的功能。通讯电缆连接如图2所示。SMART LINE触摸屏作为MODBUS主站，V20为从站。
图2 触摸屏直接与V20变频器通讯
2. 硬件设备及其安装
下面用一个实例来介绍Smart Line触摸屏与一台V20变频器通过MODBUS通讯的实现方法。该例子中用到的主要硬件设备如表1所示，触摸屏组态软件为WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件设备
| 名称 | 订货号 | 数量 | 说明 |
| 触摸屏 | 6AV6648-0BE11-3AX0 | 1 | Smart 1000 IE |
| 24V电源 | 6EP1332-1SH51 | 1 | DC24V/4A |
| 变频器 | 6SL3210-5BE17-5UV0 | 1 | V20 变频器 0.75kW |
| 电机 | 1LA9060-4KA10-Z | 1 | 1LA9 电机 0.12kW |
硬件安装步骤如下：
1）将变频器、电机、触摸屏固定在安装工位上。
2）连接变频器到电机的动力电缆和接地电缆。
3）连接供电电源到变频器的动力电缆和接地电缆。
4）连接变频器和触摸屏的RS485通讯电缆。触摸屏RS485的9针接口与 V20端子对应关系：3对应P+，8对应N-。
5）连接24V直流电源的交流进线电缆和到触摸屏的直流供电电缆。
3. V20变频器参数设置
V20变频器要采用MODBUS通讯，可以做如下设置：
1）变频器恢复出厂参数：
P0010=30
P0970=21
2）变频器快速调试，选择Cn011-MODBUS通讯连接宏：
a)设置电网频率和功率单位
b)输入电机铭牌参数
c)选择连接宏Cn011-MODBUS通讯
d)选择应用宏AP000
Cn011连接宏对应参数如表2所示。
表2 Cn011对应参数设置
| 参数 | 描述 | 工厂缺省值 | Cn011默认值 | 备注 |
| P0700[0] | 选择命令源 | 1 | 5 | RS485为命令源 |
| P1000[0] | 选择速度给定 | 1 | 5 | RS485为速度设定值 |
| P2023[0] | RS485协议选择 | 1 | 2 | MODBUS RTU协议 |
| P2010[0] | USS/MODBUS波特率 | 8 | 6 | 波特率为9600bps |
| P2021[0] | MODBUS地址 | 1 | 1 | 变频器MODBUS地址为1 |
| P2022[0] | MODBUS应答时时间 | 1000 | 1000 | 向主站发回应答的大时间 |
| P2014[0] | USS/MODBUS报文间断时间 | 2000 | 100 | 监控报文间断时间 |
3）修改MODBUS通讯参数，其它参数为Cn011连接宏默认参数：
P2014[0]=0 不监控报文间隔时间，否则可能会报F72故障
P2021[0]=3 MODBUS设备地址为3（与触摸屏组态软件中设置的从站地址一致）
4. 触摸屏组态
在WinCC Flexible 2008 SP4 China软件中组态Smart 1000 IE触摸屏。详细步骤如下：
1）创建项目。
创建一个空项目，如图3所示。
图3 创建空项目
选择触摸屏设备为Smart 1000 IE，如图4所示。
图4 选择Smart 1000 IE触摸屏
2）设置连接。
在连接画面中新建一个连接，相关参数设置如下：
通讯驱动程序：Modicon MODBUS
类型：RS485
波特率：9600
奇偶校验：偶
数据位：8
停止位：1
组帧：RTU Standard
CPU类型：984
从站地址：3
连接设置如图5所示。
图5 连接设置
3）添加变量。
添加与变频器监控相关的10个变量，如表3所示。
表3 变量列表
| 变量名 | MODBUS寄存器地址 | 说明 |
| CtrlWord1 | 40100 | 控制字1 |
| SetPoint | 40101 | 速度设定值 |
| StsWord1 | 40110 | 状态字1 |
| Feedback | 40111 | 速度实际值 |
| ActFreq | 40342 | 频率实际值 |
| OutpVoltage | 40343 | 输出电压 |
| DCVol | 40344 | 直流电压 |
| OutpCurrent | 40345 | 输出电流 |
| OutpTorque | 40346 | 输出转矩 |
| OutpPower | 40347 | 输出功率 |
变量地址参照V20变频器操作手册，添加完成后的变量画面如图6所示。
图6 添加变量
速度设定值变量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)来表示-50Hz到+50Hz的转速，此处采用变量的线性转换属性，将-16384对应-1500，+16384对应+1500，如图7所示。再采用变量的限制值属性，将变量的输入值限制在-1600和+1600之间，如果出该限制值的范围，则输入不起作用。如图8所示。
图7 速度设定值变量线性转换
图8 速度设定值变量限制值
速度反馈值变量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)来表示-50Hz到+50Hz的转速，此处也采用变量的线性转换属性，将-16384对应-1500，+16384对应+1500，如图9所示。注意，图9和图7所示的线性转换是一致的。
图9 速度反馈值变量线性转换
4）添加画面。
项目生成时已经有一个模板和一个画面，此例仅用到一个画面。修改画面的名字为V20_Monitor，如图10所示。
图10 编辑之前的画面V20_Monitor
5）编辑模板。
模板中的对象在选择使用模板的画面中会显示出来，此处把西门子的LOGO和退出Runtime的按钮放置在模板中，如图11所示。
图11 编辑模板
然后在按钮的事件属性中添加函数。在按钮STOP RT事件属性的单击事件下添加StopRuntime函数，如图12所示。
图12 退出运行画面按钮事件设置
6）编辑画面。
在V20_Monitor画面中放置IO域、文本域、按钮、棒图、圆形等对象。在文本域中输入相应的文本，设置字号、颜色等，将相关对象分类排列整齐，完成后的V20_Monitor画面如图13所示。
图13编辑完成的画面V20_Monitor
给10个IO域分别连接10个变量。
其中控制字1和状态字1采用16进制显示，控制字1类型模式为输入/输出，状态字1类型模式为输出，如图14所示。
图14 控制字1对应IO域常规设置
转速设定、实际转速、输出电压、直流电压采用带符号整数显示，转速设定类型模式为输入/输出，其它三个变量类型模式为输出，如图15所示。
图15 实际转速对应IO域常规设置
输出频率、输出电流、输出转矩、输出功率采用带符号整数显示，并移动小数点2位，类型模式为输出，如图16所示。此处移动小数点2位的作用是将通讯接收到的值除以100并显示在触摸屏上，这样做的理由是V20变频器在发送这些值时将实际值乘了100。
图16 输出电流对应IO域常规设置
除了用IO域来显示实际转速的数值外，还采用棒图这种图形化的形式来显示实际转速，编辑完成的棒图外观如图17所示。
图17 编辑完成的棒图外观
设置棒图的常规属性，其中连接变量为Feedback，大值设为2000，小值设为-2000，如图18所示。
图18 棒图常规属性设置
设置棒图的外观，如图19所示。
图19 棒图外观属性设置
设置棒图刻度，如图20所示。
图20 棒图刻度属性设置
运行指示灯用来指示变频器是否处于运行状态，连接变量为StsWord1的第2位，运行时显示绿色，非运行时显示白色。其外观动画设置如图21所示。
图21 运行指示及其外观动画设置
反转指示灯用来指示变频器是否处于反转状态，连接变量为StsWord1的第14位，反转时显示绿色，非反转时显示白色。其外观动画设置如图22所示。
图22 反转指示及其外观动画设置
故障指示灯用来指示变频器是否处于故障状态，连接变量为StsWord1的第3位，故障时显示红色，非故障时显示绿色。其外观动画设置如图23所示。
图23 故障指示及其外观动画设置
接着设置4个按钮的功能，此处在按钮的单击事件下添加不同的函数来实现不同的功能。
启动按钮：添加SetValue函数，变量为CtrlWord1，值为1150（16进制047E）。再添加SetBitInTag函数，变量仍为CtrlWord1，位为0，如图24所示。每次按下启动按钮，触摸屏将先发送047E，再发送047F给V20变频器，实现启动功能。
图24 启动按钮事件设置
停止按钮：添加ResetBitInTag函数，变量为CtrlWord1，位为0，如图25所示。每次按下停止按钮，控制字1的第0位将被复位为0，触摸屏将发送047E给V20变频器，实现OFF1停车功能。
图25 停止按钮事件设置
反向按钮：添加InvertBitInTag函数，变量为CtrlWord1，位为11，如图26所示。每次按下反向按钮，控制字1的第11位将做非运算，触摸屏将相应的正转或反转指令发送给V20变频器，实现转向反向功能。
图26 反向按钮事件设置
故障确认按钮：添加SetBitInTag函数，变量为CtrlWord1，位为7。再添加ResetBitInTag函数，变量仍为CtrlWord1，位为7，如图27所示。每次按下故障确认按钮，触摸屏将先发送1状态的故障确认位，再发送0状态的故障确认位给V20变频器，给故障确认位一个上升沿，实现故障确认功能。
图27 故障确认按钮事件设置
5. 系统运行效果
完成上述步骤之后，下载组态程序至触摸屏中。实际运行效果证明：SMART LINE触摸屏与V20变频器通讯正常，触摸屏可以通过四个按钮控制变频器运行、停止、反向以及故障确认；变频器相关变量和状态可以在触摸屏上正确显示。变频器运行时触摸屏显示画面如图28所示。
图28 变频器运行时触摸屏显示画面
关键词
V20，SMART LINE，MODBUS通讯1 WinAC RTX的概念
WinAC RTX 是可实现S7控制器 (S7-300/400) 功能的软PLC，即运行于带 RTX 实时扩展的Windows 上的一个应用软件。可以通过 Step 7 5.x 及TIA Portal 对其组态编程，代码与S7-300/400完全兼容，也可以通过 WinAC ODK 提供的接口，在Windows下使用C++等高级语言编程与 WinAC 通信。因此 WinAC RTX 同时具备了PLC 的实时性和PC 的开放性。
2 WinAC RTX的应用
WinAC RTX 通过PC上安装的PROFIBUS或工业以太网通信卡来扩展分布式I/O或与其他S7 设备 (S7-200/300/400 PLC 、HMI、PG 等) 进行通信。详见图 1 结构图。
图 1 结构图
3 WinAC RTX 2010 的安装
3.1 WinAC RTX 2010软件包
WinAC RTX 2010 软件包 (订货号为：6ES7671-0RC08-0YA0)包含如下组件：
? WinAC RTX 2010 DVD
– WinLC RTX V4.6 -- 软PLC (以下章节对 WinAC RTX 与 WinLC RTX 不做区分)
– Automation License Manager V5.0 SP1 -- 授权管理器 V5.0 SP1
– IntervalZero RTX V9.1 SP2 (corresponds to IntervalZero RTX 2009) -- IntervalZero 实时扩展
– WinAC Time Synchronization V4.2 -- WinAC 时间同步
– STEP 7 Hardware Update (HSP 211) for WinAC RTX 2010 on PC station, STEP 7 V5.5 or higher -- 硬件支持包
– STEP 7 Hardware Update (HSP 212, 135, 178) for WinAC RTX 2010 on S7 mEC, STEP 7 V5.5 or higher -- 硬件支持包
– SIMATIC NET CD 2008 (V7.1 SP2) and SIMATIC NET CD V8.0 including license for Softnet S7 Lean V8.0 2010 -- SIMATIC NET
– SIMATIC NET Manual Edition 06/2010 -- SIMATIC NET 手册
? 其他
– Certificate of License (COL) --许可证书
– USB-Stick with License Keys -- 装有授权文件的U盘
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提示！ WinAC RTX 的运行不依赖于 SIMATIC NET 。当需要组态PC Station的通信接口或应用组件，如OPC Server时需要安装Simatic Net。 |
3.2 WinAC RTX 2010 安装的硬件需求
? 单核或双核处理器 900 MHz 或更高主频， 1 GHz 或更高主频
? 至少 1 G 内存
如下硬件已经过测试并使用：
? SIMATIC Microbox 427B, 427B PN
? SIMATIC IPC427C
? SIMATIC Panel PC 477B
? SIMATIC HMI IPC477C
? SIMATIC HMI IPC577C
? SIMATIC Box PC 627B
? SIMATIC IPC627C
? SIMATIC Panel PC 677B
? SIMATIC HMI IPC677C
? SIMATIC Box PC 827B, 827B PN
? SIMATIC IPC827C
? SIMATIC Rack PC 547B, 847B, 847B PN, 647B
? SIMATIC IPC547C, 647C, 847C
? SIMATIC Panel PC 577B
? SIMATIC S7-mEC, EC313.3 WinAC RTX 2010 安装的软件需求
WinAC RTX 2010支持下面所列出的操作系统：
? Microsoft Windows XP Professional, Service Pack 2
? Microsoft Windows XP Professional, Service Pack 3
? Microsoft Windows XP Embedded, Service Pack 2
? Microsoft Windows Embedded Standard 2009
? Microsoft Windows 7 Ultimate
? Microsoft Windows 7 Professional
? Microsoft Windows 7 Enterprise
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注意! WinAC RTX 只支持32位操作系统。 |
3.4 WinAC RTX 2010 安装前的检查
如果Windows 操作系统已安装如下软件，则先手动卸载，再重启计算机。
? SIMATIC Windows Logic Controller (Basis，Basis Demo或 RTX)
? IntervalZero RTX 或 Ardence RTX
? SIMATIC WinAC CPU 41x-2 PCI
? SIMATIC NET CD Edition 2008之前版本的软件
3.5 WinAC RTX 2010 的安装过程
以管理员身份登录到Windows，运行安装光盘上的 Setup.exe 文件启动安装过程。选择安装语言为英文，全选图 2 WinACRTX 安装的软件的内容，然后按照安装提示完成安装过程。安装过程中提示安装授权时可将 WinAC RTX 2010 套件所含U盘中的授权文件安装到硬盘。或先跳过，在完成安装后通过授权管理器安装授权
