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SIMATIC S7-1500 自動化系統(tǒng)概述
3.1.1 SIMATIC 自動化系統(tǒng)
為確保設(shè)備和工廠中靈活經(jīng)濟(jì)的自動化生產(chǎn)運(yùn)行,則需根據(jù)具體應(yīng)用選擇解決方案。
SIMATIC 控制器產(chǎn)品系列包含以下各種功能強(qiáng)大的系統(tǒng):
● 憑借集成的通信和工藝功能,SIMATIC S7-1200 基本型控制器尤其適用于小型自動化
解決方案。
● SIMATIC S7-1500 自動化系統(tǒng),高復(fù)雜性和高系統(tǒng)性能要求的工廠選擇。
SIMATIC S7-1500 控制器中包含有 SIMATIC S7-1200 基本型控制器的諸多簡單功
能,可*滿足系統(tǒng)性能、靈活性和網(wǎng)絡(luò)功能等各種嚴(yán)格要求。
● SIMATIC ET 200SP 分布式控制器集 S7-1500 的優(yōu)勢與 ET 200SP 的設(shè)計(jì)緊湊的高
密度通道于一身。該款控制器憑借其智能的分布式功能,可極大節(jié)省控制柜中的安裝
空間與應(yīng)用成本。
CPU 1516pro-2 PN 采用 ET 200pro 設(shè)計(jì)形式且防護(hù)等級高達(dá) IP65/IP67,支持強(qiáng)大的
SIMATIC S7-1500 功能,尤其適用于室外控制柜中。
● 如果需要基于 PC 的自動化,則使用 SIMATIC S7-1500 軟件控制器。在運(yùn)行過程
中,這一款基于 PC 的控制器可獨(dú)立于操作系統(tǒng)自主運(yùn)行
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2. 建立V90 PN與PLC的網(wǎng)絡(luò)連接,并分別設(shè)置S7-1500及V90 PN的IP地址及設(shè)備名稱:
V90 的IP地址及設(shè)備名稱設(shè)置:
3. 在網(wǎng)絡(luò)視圖中配置PROFINET IRT通信,需要注意當(dāng)前V90 PN的通信時間短為2ms:
4. 在拓?fù)湟晥D中配置通信的接口連接,本例為PLC的Port2連接V90 PN的Port1:
5. 插入一個位置軸
TM Count 2x24V,訂貨號: 6ES7550-1AA00-0AB0 是一個能夠提供雙通道計(jì)數(shù)、測量以及位置反饋功能的工藝模塊。
圖01. TM Count 2x24V 模塊視圖
工藝模塊 TM Count 2x24V 可以接兩路 24V 脈沖信號編碼器,每個通道同時提供了三個數(shù)字量輸入和兩個數(shù)字量輸出信號,具體接線方式請參考圖02 和圖03。
圖02. TM Count 2x24V 端子分配
圖03. TM Count 2x24V 模塊的接線
在本例中,使用的是帶有方向信號的 24V 脈沖編碼器,所以將脈沖信號接到模塊的1號端子,將方向信號接到模塊的2號端子。
計(jì)數(shù)是指對事件進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì),工藝模塊的計(jì)數(shù)器 捕獲編碼器信號和脈沖,并對其進(jìn)行相應(yīng)的評估。可以使用編碼器或脈沖信號或通過用戶程序計(jì)數(shù)的方向。也可以通過數(shù)字量輸入控制計(jì)數(shù)過程。模塊內(nèi)置的比 較值功能可在定義的計(jì)數(shù)值處準(zhǔn)確切換數(shù)字量輸出(不受用戶程序及 CPU 掃描周期的影響)。
1. 本文中所使用的系統(tǒng)硬件及軟件信息:
名稱 | 訂貨號 | 版本 |
CPU 1511 | 6ES7511-1AK00-0AB0 | FW V1.5 |
TM 2x24V | 6ES7550-1AA00-0AB0 | FW V1.0 |
STEP7 TIA Portal | 6ES7822-1AA03-0YA5 | V13 |
首先將項(xiàng)目切換到項(xiàng)目視圖,然后從左側(cè)的硬件目錄中找到:工藝模塊->計(jì)數(shù)->TM Count 2x24V, 并將計(jì)數(shù)模塊拖拽到設(shè)備機(jī)架上(圖04);
圖04. TM Count 2x24V 硬件配置 01
在模板下方點(diǎn)擊屬性,進(jìn)入模板的基本參數(shù)設(shè)置界面,將通道 0 的工作模式選擇為:通過工藝對象組態(tài)通道(圖05);
圖05. TM Count 2x24V 硬件配置 02
硬件配置完成后需要組態(tài)計(jì)數(shù)器的工藝對象。首先從左側(cè)的項(xiàng)目樹中,選擇工藝對象下面的:插入新對象(圖06);
圖06. 插入新對象
在插入新對象時選擇:計(jì)數(shù)和測量,并填入對象名稱(圖07);
圖07. 選擇新對象類型
插 入對象后,在左側(cè)的項(xiàng)目樹下就能看到新建的計(jì)數(shù)器工藝對象,選擇這個計(jì)數(shù)器工藝對象,點(diǎn)擊“組態(tài)”即可在中間的工作區(qū)域看到工藝對象的參數(shù)配置界面。參數(shù)界面可以通過 狀態(tài)圖標(biāo)反映出參數(shù)分配狀態(tài):紅色圖標(biāo)表示參數(shù)里包含錯誤或者不可用的參數(shù);綠色圖標(biāo)表示配置里面包含手動修改過得可用參數(shù);藍(lán)色圖標(biāo)表示系統(tǒng)默認(rèn)可用的 配置參數(shù)(圖08);
圖08. 組態(tài)工藝對象
在工藝對象的基本參數(shù)中,首先需要給這個計(jì)數(shù)器工藝對象分配一個硬件,也就是前面組態(tài)的高速計(jì)數(shù)模塊,并選擇相應(yīng)的模塊通道,完成工藝對象與硬件的關(guān)聯(lián)(圖09);
圖09. 為工藝對象分配硬件
在計(jì)數(shù)器輸入?yún)?shù)中選擇輸入信號的類型,可選擇的類型參見下表,在附加參數(shù)里面還可以選擇對脈沖的濾波和傳感器類型(圖10),可以支持的信號類型請參見表01
圖10. 選擇計(jì)數(shù)器工藝對象的信號類型
計(jì)數(shù)器工藝對象支持的信號類型:
圖例 | 名稱 | 信號類型 |
增量編碼器(A、B 相差) | 帶有 A 和 B 相位差信號的增量編碼器。 | |
增量編碼器(A、B、N) | 帶有 A 和 B 相位差信號以及零信號 N 的增量編碼器。 | |
脈沖 (A) 和方向 (B) | 帶有方向信號(信號 B)的脈沖編碼器(信號 A)。 | |
單相脈沖 (A) | 不帶方向信號的脈沖編碼器(信號 A)??梢酝ㄟ^控制接口計(jì)數(shù)方向。 | |
向上計(jì)數(shù) (A),向下計(jì)數(shù) (B) | 向上計(jì)數(shù)(信號 A)和向下計(jì)數(shù)(信號 B)的信號。 |
表01. 計(jì)數(shù)器工藝對象支持的信號類型
在計(jì)數(shù)器特性里面可以配置計(jì)數(shù)器的起始值,上下極限值和計(jì)數(shù)值到達(dá)極限時的狀態(tài),以及門啟動時計(jì)數(shù)值的狀態(tài)。在本例中設(shè)置起始值為0,上下極限為+/-10000,設(shè)置當(dāng)計(jì)數(shù)值到達(dá)極限時計(jì)數(shù)器將停止,并且將計(jì)數(shù)值重置為起始值,將門功能設(shè)置為繼續(xù)計(jì)數(shù)(圖11)。
圖11. 設(shè)置計(jì)數(shù)器的上下限及門功能
該 計(jì)數(shù)模塊內(nèi)置了兩個比較器,可以將計(jì)數(shù)值與預(yù)設(shè)的比較值之間進(jìn)行比較,在 DO 特性里面可以設(shè)置計(jì)數(shù)模塊本體的兩個數(shù)字量輸出根據(jù)比較器的狀態(tài)做相應(yīng)的響應(yīng)。在本例中,將 DQ0 設(shè)置為當(dāng)計(jì)數(shù)值大于比較值且小于上限值時輸出,也就是當(dāng)計(jì)數(shù)值大于1000且小于10000的時候,*個數(shù)字量DQ 會輸出為 1 ,同時,比較器的狀態(tài)還可以在后面的程序塊輸出管腳的“CompResult”中顯示(圖12)。該參數(shù)界面還可以設(shè)置DO更多的響應(yīng)特性,具體細(xì)節(jié)請參 見模板手冊。
圖12. 組態(tài) DO 在計(jì)數(shù)值大于比較值時輸出
計(jì) 數(shù)功能中必要的參數(shù)基本配置完畢,其他功能如數(shù)字量輸入/輸出,測量等,可根據(jù)實(shí)際需要來做一定的修改,具體功能和使用方法請參考功能手冊。接下來進(jìn)入計(jì) 數(shù)功能的調(diào)試階段。計(jì)數(shù)工藝對象提供了一個可以調(diào)試的控制面板,在這個調(diào)試界面下可以進(jìn)行計(jì)數(shù)器的基本操作和錯誤診斷。需要注意的是,使用調(diào)試界面前,需 要先在主程序中調(diào)用高速計(jì)數(shù)功能塊才能正常使用。
將主畫面切換到 OB1 編輯界面,從右側(cè)的指令列表里面找到工藝類->計(jì)數(shù)和測量,找到 High_Speed_Counter 功能塊并拖拽到程序段中,并在背景數(shù)據(jù)塊中選擇之前建立的計(jì)數(shù)器工藝對象(圖13):
圖13. 在程序中調(diào)用功能塊
將項(xiàng)目存盤編譯并下載之后,可以通過項(xiàng)目樹或者功能塊的快捷圖標(biāo)進(jìn)入到工藝對象的調(diào)試功能(圖14);
圖14. 在程序中調(diào)用功能塊
進(jìn) 入調(diào)試界面后,首先點(diǎn)擊左上角的在線圖標(biāo)切換到在線模式,在在線模式下首先要使能軟件門”SwGate”,然后觀察反饋的門狀態(tài)”StatusGate” 是否為 TRUE,如果為 TRUE 說明計(jì)數(shù)器已經(jīng)開始工作,這時候如果有外部脈沖信號的話,計(jì)數(shù)器將進(jìn)行計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)值反饋到”CountValue”處(圖15)。
圖15. 計(jì)數(shù)器工藝對象的調(diào)試界面
圖16. 計(jì)數(shù)器工藝對象的診斷界面
如果調(diào)試面板沒有問題可以回到程序塊進(jìn)行編程,程序塊的管腳及使用方法與之前的調(diào)試面板完全*,所以非常方便的參考調(diào)試面板進(jìn)行編程(圖17),工藝功能塊的部分主要參數(shù)及功能請參見表02。
圖17. 高速計(jì)數(shù)程序功能塊
計(jì)數(shù)器工藝功能的主要參數(shù):
序號 | 名稱 | 功能 |
1 | SwGate | 軟件門:通過該控制位來控制計(jì)數(shù)器啟動和停止; |
2 | ErrorACK | 錯誤應(yīng)答:出現(xiàn)錯誤并處理錯誤后通過此控制位來復(fù)位故障狀態(tài); |
3 | EventACK | 事件應(yīng)答:確認(rèn)計(jì)數(shù)器事件狀態(tài),如:計(jì)數(shù)值超限等; |
4 | SetCountValue | 設(shè)置計(jì)數(shù)值:通過該控制位可以將當(dāng)前計(jì)數(shù)值更改為其他值,注意:修改值需要寫到工藝對象靜態(tài)變量“NewCountValue”中; |
5 | StatusHW | 工藝模塊狀態(tài)位: 模塊已組態(tài)并準(zhǔn)備好運(yùn)行, 模塊數(shù)據(jù)有效; |
6 | StatusGate | 門狀態(tài)位:該狀態(tài)位反映了內(nèi)部門的實(shí)際狀態(tài),只有改狀態(tài)為為"True"時,計(jì)數(shù)器才會工作; |
7 | StatusUp | 增計(jì)數(shù)狀態(tài)位:表示當(dāng)前計(jì)數(shù)方向?yàn)樵鲇?jì)數(shù); |
8 | StatusDown | 減計(jì)數(shù)狀態(tài)位:表示當(dāng)前計(jì)數(shù)方向?yàn)闇p計(jì)數(shù); |
9 | PosOverflow | 超上限狀態(tài)位:表示當(dāng)前計(jì)數(shù)值已經(jīng)超過設(shè)定的計(jì)數(shù)值上限; |
10 | NegOverflow | 超下限狀態(tài)位:表示當(dāng)前計(jì)數(shù)值已經(jīng)超過設(shè)定的計(jì)數(shù)值下限; |
11 | Error | 錯誤狀態(tài)位:表示當(dāng)前計(jì)數(shù)工藝對象有錯誤; |
12 | ErrorID | 錯誤代碼:顯示當(dāng)前工藝對象錯誤的故障代碼; |
13 | CounterValue | 計(jì)數(shù)值:計(jì)數(shù)器工藝對象的實(shí)際計(jì)數(shù)值; |
表02. 計(jì)數(shù)器工藝功能的主要參數(shù)
7. 通過用戶程序修改實(shí)際計(jì)數(shù)值:
在很多情況下都有可能需要人工修改一下當(dāng)前的實(shí)際計(jì)數(shù)值,這需要首先將要修改的值傳送到工藝DB的新計(jì)數(shù)值"NewCountValue"中,然后置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” 則新計(jì)數(shù)值生效(圖18)。具體步驟如下:
(1). 選中左面項(xiàng)目樹的"High_Speed_Couter"工藝對象;
(2). 展開下面的詳細(xì)視圖,則可以看到工藝DB中的所有變量;
(3). 找到"NewCountValue"變量,并將其拖拽到用戶程序的傳送指令輸出端;
(4). 將新的計(jì)數(shù)值傳送到"NewCountValue";
(5). 置位功能塊輸入管腳“SetCountValue” ;
(6). 新的計(jì)數(shù)值生效