西门子S7-300模块6ES7321-1CH00-OAAO

发布时间:2018-05-30
西门子S7-300模块6ES7321-1CH00-OAAO

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

按钮式人行横道PLC控制系统 为按钮式人行横道控制系统示意图。 图 1 按钮式人行道控制示意图 图 2 为按钮式人行横道控制系统的状态转移图。 PLC 在停机转入运行时,初始状态 S0 动作,通常为车道=绿,人行道=红(通过 M8002 )。 若按人行横道按钮 X0 或 X1 ,则状态 S21 为车道=绿, S30 为人行道=红, 红绿灯状态不变化。 30秒后车道=黄,再过 10 秒车道=绿。 然后定时器 T2 ( 5 秒)启动, 5 秒后 T2 触点接通人行道=绿。 15 秒后人行道绿灯开始闪烁( S32 =灭, S33 =亮)。 闪烁中 S32 、 S33 的动作反复进行,计数器 C0 (设定值为 5 次)触点一接通,状态向 S34 转移,人行道=红, 5 秒后,返回初始状态。在状态转移过程中,即使按动 人行横道按钮 X0 , X1 也无效。 图1 所示为用机械手移送工件的机械系统。左上为原点,工件按下降→夹紧→ 1 工件移送系统示意图 上升→右移→下降→松开→上升→左移的次序依次运行。 下降 / 上升,左移 / 右移中使用双线圈的电磁阀。夹紧使用的是单线圈电磁阀。 该系统的初始化电路状态转移图如图 2 所示 图3为自动运行的状态转移图,图中 S2 为自动方式的初始状态。 图3 机械手控制系统的程序

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是对图5-40功能表图采用STL指令编写的梯形图。对于并行序列的分支,当S0的STL触点和X0的常开触点均接通时,S31和S34被同时置位,系统程序将前级步S0变为不活动步;对于并行序列的合并,用S32、S35的STL触点和X2的常开触点组成的串联电路使S33置位。在图5-41中,S32和S35的STL触点出现了两次,如果不涉及并行序列的合并,同一状态器的STL触点只能在梯形图中使用一次,当梯形图中再次使用该状态器时,只能使用该状态器的一般的常开触点和LD指令。另外,FX系列PLC规定串联的STL触点的个数不能过8个,换句话说,一个并行序列中的序列数不能过8个。 图5-41 并行序列的梯形图 (2)使用通用指令的编程 如图5-42所示的功能表图包含了跳步、循环、选择序列和并行序列等基本环节。 图5-42 复杂的功能表图 如图5-43所示是对图5-42的功能表图采用通用指令编写的梯形图。步M301之前有一个选择序列的合并,有两个前级步M300和M313,M301的起动电路由两条串联支路并联而成。M313与M301之间的转换条件为,相应的起动电路的逻辑表达式为,该串联支路由M313、X13的常开触点和C0的常闭触点串联而成,另一条起动电路则由M300和X0的常开触点串联而成。步M301之后有一个并行序列的分支,当步M301是活动步,并且满足转换条件X1,步M302与步M306应同时变为活动步,这是用M301和Xl的常开触点组成的串联电路分别作为M302和M306的起动电路来实现的,与此同时,步M301应变为不活动步。步M302和M306是同时变为活动步的,因此只需要将M302的常闭触点与M301的线圈串联就行了。 图5-43 使用通用指令编写的梯形图 步M313之前有一个并行序列的合并,该转换实现的条件是所有的前级步(即步M305和M311)都是活动步和转换条件X12满足。由此可知,应将M305,M311和X12的常开触点串联,作为控制M313的起动电路。M313的后续步为步M314和M301,M313的停止电路由M314和M301的常闭触点串联而成。 编程时应该注意以下几个问题: 1)不允许出现双线圈现象。 2)当M314变为“1”状态后,C0被复位(见图5-43),其常闭触点闭合。下一次扫描开始时M313仍为“1”状态(因为在梯形图中M313的控制电路放在M314的上面),使M301的控制电路中上面的一条起动电路接通,M301的线圈被错误地接通,出现了M314和M301同时为“1”状态的异常情况。为了解决这一问题,将M314的常闭触点与M301的线圈串联。 3)如果在功能表图中仅有由两步组成的小闭环,如图5-44a所示,则相应的辅助继电器的线圈将不能“通电”。例如在M202和X2均为“1”状态时,M203的起动电路接通,但是这时与它串联的M202的常闭触点却是断开的,因此M203的线圈将不能“通电”。出现上述问题的根本原因是步M202既是步M203的前级步,又是它的后序步。如图5-44b所示在小闭环中增设一步就可以解决这一问题,这一步只起延时作用,延时时间可以取得很短,对系统的运行不会有什么影响。 图5-44 仅有两步的小闭环的处理 (3)使用以转换为中心的编程 与选择序列的编程基本相同,只是要注意并行序列分支与合并处的处理。 (4)使用仿STL指令的编程 如图5-45所示是对图5-42功能表图采用仿STL指令编写的梯形图。在编程时用接在左侧母线上与各步对应的辅助继电器的常开触点,分别驱动一个并联电路块。这个并联电路块的功能如下:驱动只在该步为“1”状态的负载的线圈;将该步所有的前级步对应的辅助继电器复位;指明该步之后的一个转换条件和相应的转换目标。以M301的常开触点开始的电路块为例,当M301为“1”状态时,仅在该步为“1”状态的负载Y0被驱动,前级步对应的辅助继电器M300和M313被复位。当该步之后的转换条件X1为“1”状态时,后续步对应的M302和M306被置位。 图5-45 采用仿STL指令编写的梯形图 如果某步之后有多个转换条件,可将它们分开处理,例如步M302之后有两个转换,其中转换条件T0对应的串联电路放在电路块内,接在左侧母线上的M302的另一个常开触点和转换条件X2的常开触点串联,作为M305置位的条件。某一负载如果在不同的步为“1”状态,它的线圈不能放在各对应步的电路块内,而应该用相应辅助继电器的常开触点的并联电路来驱动它。 西门子S7-300模块6ES7321-1CH00-OAAO

附加关键词
调查, 结, 概括, 综述, 综合评述, 工程效率, 性能, 全集成自动化, 自动化解决方案,  工程平台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。 ......

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

西门子CPU卡件6ES7518-4AP00-0AB0

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

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, EC31

3.3 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

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

梯形图程序设计的常用方法——转换法梯形图设计的应用举例 图5是两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图,将其转化为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图。 图5两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图 1) 分析动作原理 按SB1,KM1得电并自锁,电动机M1转动同时时间继电器KT线圈得电,经5秒延时后KM2得电并自锁,电动机M2转动;按SB2,KM1、KM2失电,两台电动机停止。 2) 确定输入/输出信号。 根据上述分析,输入信号有SB1、SB2、FR1、FR2,输出信号有KM1、KM2,并且可设对应关系如下:SB1-X1,SB2-X2,FR1-X3,FR2-X4,KM1-Y1,KM2-Y2。 3) 画出PLC的外部接线图和对应的梯形图。 图6外部节线图 图7梯形图 图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。 a 梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是方便的一种编程方法。 b 逻辑流程图法:逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程,反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程,用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚,便于分析控制程序,便于查找故障点,便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序,直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手,则可以先画出逻辑流程图,再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。 c 时序流程图法:时序流程图法使首先画出控制系统的时序图(即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图),再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图,后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。 d 步进顺控法:步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看,一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此,不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后,可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。 当PLC运行时,CPU就要执行用户程序中的操作。但是CPU不可能同时执行多个操作,只能分时地一个操作一个操作地执行。PLC利用系统软件在其内部建立了输入输出映像区,当PLC的CPU执行用户程序时,从输入映像区中读取输入信号的状态,进行相应的操作。当CPU执行完个操作后,将操作结果输出到输出映像区,然后再执行第二个操作,操作结果送到输出映像区。在程序执行过程中,PLC并不读取输入信号的真正状态,执行结果也并没有输出到PLC外部。只有当程序执行到结束指令(END)时,将输出映像区中执行结果向PLC外部输出一次,将输入信号的状态读取一次送到输入映像区。对输入输出信号的这一操作过程称为I/O刷新。I/O刷新完成后,CPU再从用户程序的条指令开始,进行下一次程序执行。PLC的这种工作方式被称为扫描方式。 PLC的扫描周期包括上电后初始处理、共同处理、上位链接服务、外设服务、运算处理、I/O刷新。 PLC输入/输出响应滞后的现象及其影响分析 当PLC的输入端输入信号发生变化PLC输出端对该输入变化做出反应需要一段时间,这种现象称为PLC输入/输出响应滞后。 由上述分析可知,扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长,响应速度越慢。由于每一个扫描周期只进行一次I/O刷新,即每一个扫描周期PLC只对输人、输出状态寄存器更新一次,故使系统存在输人、输出滞后现象,这在一定程度上降低了系统的响应速度。工业现场的干扰常常是脉冲式的、短时的,PLC的输入/输出响应滞后,对一般的工业控制要求,是完全允许的,还可以起到增强系统的抗干扰能力。 但是,对于控制时间要求严格、响应速度要求较快的系统,就要采取措施减小输入/输出滞后的不利影响。
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