西門子6ES7350-1AH03-0AE0    西門子6ES7350-1AH03-0AE0

西門子6ES7350-1AH03-0AE0

西門子S7-300 PLC和70系列變頻器位置控制應(yīng)用

一． 概述

在自動化控制領(lǐng)域中，相同功能有不同實現(xiàn)方式，針對不同的設(shè)備對精度和響應(yīng)速度的要求，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實現(xiàn)最優(yōu)的性價比。本文介紹的一種應(yīng)用西門子S7-300 PLC的高速計數(shù)模塊ET200S和70系列變頻器通過PROFIBUS總線通訊的功能來實現(xiàn)的定位控制的實際應(yīng)用。

二． 控制思路

橫移車是鋼管生產(chǎn)線中不可缺少的輔機設(shè)備，它主要完成將前一工序生產(chǎn)的鋼管搬運到下一工序，或有序地暫放在臺架的每個工位上。隨著對生產(chǎn)線自動化程度要求的日益提高，減輕操作人員的工作量和操作失誤。要求對橫移車實現(xiàn)全自動準確定位控制。

其控制核心就是利用裝在橫移車車輪上的編碼器采集的位置信號，通過PLC的高速計數(shù)模塊讀取，CPU經(jīng)過運算處理與設(shè)定位置作比較，控制變頻器的多段速度，從而實現(xiàn)橫移車的準確 定位控制。因為考慮到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS總線控制方式，減少了布線，控制方便，靈活。

三．系統(tǒng)的構(gòu)成和特點

1．PLC作為控制的核心，主要用來接收編碼器的反饋信號，與設(shè)定的位置信號作比較，通過通訊功能來控制變頻器的輸出頻率減小，提前減速，到位前低速運轉(zhuǎn)，到位時準確停止。為了實現(xiàn)精確定位還設(shè)有零位置傳感器，到零位時將計數(shù)器的計數(shù)值清零，消除累積誤差，保證定位的準確，使橫移車能平穩(wěn)地放下和舉起鋼管。

由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠，在橫移車上放置了遠程I/O模塊和高速計數(shù)器模塊ET200S，通過PROFIBUS總線相連，將現(xiàn)場的傳感器，編碼器信號直接連接在遠程I/O和計數(shù)模塊上，減少了現(xiàn)場的走線和故障的發(fā)生，維護方便。通訊速率可過1.5M，整個系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如1。

由于使用通訊功能，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點，PLC的輸出點也減少了。

2．高速計數(shù)器模塊ET200S的控制系統(tǒng)中所選的編碼器分辨率為2048P/R，輪徑φ250，齒輪比3，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈。能完全滿足橫移車的準確定位精度。

精確定位過程如下：

首先設(shè)定好橫移車運行的一個方向為正方向（加脈沖），當(dāng)橫移車向設(shè)定的位置運行時（工作運行速度），高速計數(shù)器自動進行加/減速計數(shù)，在距離設(shè)定位置300—400mm時，控制變頻器的輸出頻率，以低速運行，在到達設(shè)定的位置時，停止變頻器的輸出，同時實施機械抱閘，完成了準確定位。

讀取高數(shù)計數(shù)模塊的程序段如下：

L PID 272 //模塊開始地址，將計數(shù)器模塊狀態(tài)值存放到MD20~MD27

T MD 20 //當(dāng)前計數(shù)值

L PID 276

T MD 24

L 123 //裝載比較值

T MD 30

SET

= M 34.0 //打開軟件門

A M 10.0 //使能傳送比較值功能

= M35.2

L MD 30

T PQD 272

L MD 34

T PQD 276

3．PLC和變頻器通訊

在CPU進行硬件配置時，對掛在總線PROFIBUS 站點都分配了物理地址，PLC與變頻器進行通訊也有相應(yīng)的物理地址，CPU內(nèi)部有專用通訊功能塊SFC14，SFC15，使用內(nèi)部的寄存器DB塊存放數(shù)據(jù)，當(dāng)PLC對變頻器進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，就需知道PLC和變頻器定義的相關(guān)功能的地址，然后依據(jù)這些地址進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出，才能實現(xiàn)對變頻器的控制。

此控制系統(tǒng)變頻器需設(shè)定的參數(shù)介紹如下：

P60=1，P53=6，P554=3100，P571=3101

P572=3102，P443=3002，P566=3107

P734.1=32，，P734.2=148

其它的參數(shù)可以按出廠默認值即可

四．結(jié)束語

通過這次的電氣改進，現(xiàn)場布線減少，自動化程度提高了，人為參與減少了，加強了安全生產(chǎn)。生產(chǎn)效率有了很大的提高，通訊控制替代了硬接線的端子控制，不僅降低了成本，面且操作更方便，性價比更優(yōu)異。也證明了西門子PLC和變頻器的通訊功能非常強大和好用。

S7-300

• 模塊化微型PLC系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求

• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)

• 簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活

• 方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計

• 當(dāng)控制任務(wù)增加時，可自由擴展

• 大量的集成功能使它功能非常強勁
  
  信號模塊是 SIMATIC S7-300 與過程相連的接口。
  大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可精確提供每種任務(wù)所需的輸入/輸出。
  數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍、隔離、診斷和報警功能等方面有所不同。 
  對于在此列舉的所有模塊系列，SIPLUS 部件也可應(yīng)用在擴展溫度范圍 -25 - +60℃ 以及腐蝕性環(huán)境/冷凝環(huán)境中。
  另外，面向安全的應(yīng)用中還可使用故障安全模塊。
  

  數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機械特性：

  緊湊型設(shè)計

  堅固的塑料機殼里包括：

  • 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號狀態(tài)

  • 前連接器插座，通過前門保護

  • 前門上的標簽區(qū)。

  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。

  安裝方便

  模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

  當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時，可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔，而不會有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。

  方便用戶接線

  裝置單元通過連接器連接。當(dāng)首次連接模塊時，編碼設(shè)備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。

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  S7-300是SIMATIC控制器中銷售量最多的產(chǎn)品，它已成功地用于范圍廣泛的自動化領(lǐng)域。S7-300 的重點在于為生產(chǎn)制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個通用的自動化平臺。這就是說，S7-300 是用于集中式或分布式結(jié)構(gòu)的優(yōu)化解決方案。堅持不懈的創(chuàng)新和改革使S7-300這個廣泛應(yīng)用的自動化平臺能持續(xù)不斷的升值概述。