西門子S7-400中央控制器CPU412-2         西門子S7-400中央控制器CPU412-2

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潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司 上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
本公司銷售西門子自動(dòng)化產(chǎn)品，*，質(zhì)量保證，價(jià)格優(yōu)勢(shì)
西門子PLC,西門子觸摸屏，西門子數(shù)控系統(tǒng)，西門子軟啟動(dòng)，西門子以太網(wǎng)
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概述

SIMATIC HMI - 樹立效率新標(biāo)竿

面向機(jī)器級(jí)和 SCADA 解決方案的創(chuàng)新、高效、可擴(kuò)展和開放式軟件

通過 SIMATIC WinCC (TIA Portal)、SIMATIC WinCC 和 SIMATIC WinCC Open Architecture 產(chǎn)品系列，SIMATIC HMI 提供了適用于從機(jī)器級(jí)直至 SCADA 系統(tǒng)的整個(gè) HMI 產(chǎn)品系列的可視化和組態(tài)軟件：

• SIMATIC WinCC (TIA Portal)
  創(chuàng)建機(jī)器級(jí)應(yīng)用程序以及過程可視化或 SCADA 系統(tǒng)
• SIMATIC WinCC flexible
  保持機(jī)器級(jí)可視化解決方案：
• SIMATIC WinCC V7 SCADA 系統(tǒng)
  創(chuàng)建過程可視化或 SCADA 系統(tǒng)
• SIMATIC WinCC Open Architecture SCADA 
  系統(tǒng)專門針對(duì)客戶定制調(diào)整要求較高的應(yīng)用、大型和/或復(fù)雜的應(yīng)用以及需要滿足特定系統(tǒng)需求和功能的項(xiàng)目。

SIMATIC WinCC (TIA Portal)

WinCC (TIA Portal) 基于中央工程組態(tài)框架 Totally Integrated Automation Portal（TIA 博途），該框架為用戶提供了用于完成所有自動(dòng)化任務(wù)的統(tǒng)一、高效和直觀的解決方案。SIMATIC WinCC（TIA 博途）覆蓋機(jī)器級(jí)區(qū)域中的應(yīng)用程序和過程可視化中的應(yīng)用程序或 SCADA 環(huán)境。WinCC（TIA 博途）提供統(tǒng)一的可擴(kuò)展組態(tài)工具 WinCC Basic、Comfort、Advanced 和 Professional，用于組態(tài)當(dāng)前的 SIMATIC 操作員面板：

• SIMATIC 精簡(jiǎn)型面板（不含按鍵式面板）
• SIMATIC 舒適型面板
• SIMATIC 移動(dòng)面板
• 基于 PC 的機(jī)器級(jí)系統(tǒng)
  • SIMATIC WinCC Runtime Advanced
  • SIMATIC WinCC Runtime Professional 

另外，WinCC（TIA 博途）還提供：

• 直觀的用戶界面，操作十分方便
• 可清晰組態(tài)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
• 通過控制器和人機(jī)界面的共享數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)一的符號(hào)
• 在工作環(huán)境中與控制器和人機(jī)界面的***佳交互
• 功能強(qiáng)大的編輯器可實(shí)現(xiàn)高效組態(tài)
• 集成的大量數(shù)據(jù)操作可以提高組態(tài)效率
• 系統(tǒng)診斷，一個(gè)重要的組件
• 完整的庫概念

SIMATIC SCADA 系統(tǒng)

現(xiàn)代工廠中的數(shù)據(jù)量在不斷增長(zhǎng)，隨之而來的是所用的 SCADA 解決方案面臨面對(duì)的挑戰(zhàn)：必須對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期管理和歸檔。這導(dǎo)致對(duì)性能的要求不斷提升。另外，來自客戶環(huán)境的各種工藝也正在*地進(jìn)入到各種工業(yè)應(yīng)用中。 化趨勢(shì)需要將在 范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的更高級(jí) SCADA 系統(tǒng) – 對(duì)工廠信息的移動(dòng)訪問需求也隨之不斷上升。在所有這些要求中，面對(duì)不斷攀升的能源成本，***需要提高的是能源效率和生產(chǎn)效率

SIMATIC SCADA 憑借其*的創(chuàng)新性 ，*滿足未來的需求

效率

效率：作為提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，SIMATIC SCADA 結(jié)合了高效的工程組態(tài)、強(qiáng)大的歸檔功能以及***強(qiáng)的數(shù)據(jù)安全性。這些功能特性是高效運(yùn)行管理和智能生產(chǎn)分析的基礎(chǔ)。

可伸縮性

西門子提供了可滿足日益增長(zhǎng)的需求并能保證數(shù)據(jù)安全的固定式和移動(dòng)式解決方案。為此，我們使用了 SCADA 專有技術(shù)，該技術(shù)由西門子精心開發(fā)并具有超過 15 年的跨行業(yè)資深經(jīng)驗(yàn)。無論用戶的需求大小，我們都可提供正確的解決方案。

創(chuàng)新性

通過移動(dòng)式 SCADA 解決方案，可隨時(shí)隨地掌握***新信息– 包括采用現(xiàn)今的平板電腦和智能手機(jī)硬件。工業(yè)環(huán)境中的多點(diǎn)觸控手勢(shì)操作開辟了現(xiàn)代操作方式的新途徑。

開放性

得益于化標(biāo)準(zhǔn)的支持以及系統(tǒng)內(nèi)部腳本和編程接口，可輕松響應(yīng)特殊請(qǐng)求。

SIMATIC WinCC V7 SCADA 系統(tǒng)

西門子S7-400中央控制器CPU412-2

安裝一個(gè)典型的S7-300PLC硬件系統(tǒng)的步驟講解

1.      實(shí)訓(xùn)目的

①熟悉S7-300常用模塊

②掌握S7-300常用模塊安裝規(guī)范

2.      實(shí)訓(xùn)任務(wù)和要求

安裝一個(gè)單導(dǎo)軌PLC控制系統(tǒng)，包含一個(gè)數(shù)字量模塊，一個(gè)模擬量模塊，一個(gè)仿真模塊。要求各模塊安裝符合安裝規(guī)范，

3.      實(shí)訓(xùn)設(shè)備

電源模塊PS 307（10A）、CPU模塊313C-2DP、數(shù)字量模塊SM322、模擬量模塊SM334、仿真模塊SM374、連接器、導(dǎo)軌、螺釘、螺絲刀、導(dǎo)線若干。

4.      安裝步驟

①對(duì)照部件清單檢查部件是否齊備；

②安裝導(dǎo)軌

③安裝電源

④把總線連接器連到CPU，并安裝模塊；

⑤把總線連接器連到 I/O 模塊，并安裝模塊；

⑥連接前連接器，并插入標(biāo)簽條和槽號(hào)； 

⑦給模塊配線（電源，CPU 和 I/O 模塊）。

一、  S7-300PLC指令結(jié)構(gòu)和尋址方式

1.       指令結(jié)構(gòu)：操作碼+操作數(shù)

2.       尋址方式：立即尋址、直接尋址、間接尋址

二、  位邏輯運(yùn)算類指令

與和與非指令，或喝或非指令，異或和異或非指令

三、  位操作指令

輸出指令，置位/復(fù)位指令，RS觸發(fā)器，對(duì)RLO的直接操作指令

四、  位測(cè)試指令

對(duì)RLO的跳變沿指令，對(duì)觸點(diǎn)跳變沿直接檢測(cè)的梯形圖方塊指令

節(jié)省PLC I/O點(diǎn)的實(shí)用技術(shù)

1 引言

在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)或?qū)显O(shè)備進(jìn)行PLC技術(shù)改造時(shí)，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)太多，需占用大量的PLC輸入/輸出點(diǎn)，在原先預(yù)計(jì)的輸入/輸出點(diǎn)不夠用的情況下，當(dāng)然可以通過I/O擴(kuò)展單元或I/O模塊來解決，被迫提高PLC的選用檔次，進(jìn)而使系統(tǒng)的硬件配置增加，體積變大，設(shè)備初投資也隨之大大增加。筆者認(rèn)為在對(duì)不是需要增加很多輸入/輸出點(diǎn)的情況下，可以通過一定的設(shè)計(jì)技術(shù)來擴(kuò)展輸入/輸出點(diǎn)的數(shù)量，而又不降低PLC系統(tǒng)的可靠性，從而達(dá)到降低設(shè)備初投資成本的目的。

2 對(duì)輸入點(diǎn)的擴(kuò)展技術(shù)

2.1 合并輸入擴(kuò)展技術(shù)
一臺(tái)棉紡織設(shè)備中常常有幾個(gè)起動(dòng)控制按鈕和幾個(gè)停止控制按鈕，且它們分別設(shè)置在機(jī)臺(tái)的不同位置，形成一種多地控制系統(tǒng)。圖1為三地控制的繼電器控制線路，從圖1中可以看出:在不同的地方裝有3只停止按鈕SB1、SB2、SB3，按下其中任一按鈕都使KM失電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn);有3只起動(dòng)按鈕SB4、SB5、SB6，按下其中任一按鈕都使KM得電并自保持，使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn);還有一過載檢測(cè)元件FR，只要主電路有過負(fù)荷故障，其串聯(lián)在圖1中的FR常閉觸點(diǎn)斷開，也使KM失電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，從而切斷過負(fù)荷故障。

圖1 三地控制的繼電器控制線路

若對(duì)該設(shè)備進(jìn)行PLC改造，對(duì)輸入信號(hào)不加任何處理，將有SB1～SB6、FR共7個(gè)輸入信號(hào)要占用PLC 7個(gè)輸入點(diǎn)，在輸入／輸出點(diǎn)相對(duì)緊張時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)可以采取圖2所示合并輸入擴(kuò)展技術(shù):即在PLC外部將4個(gè)常閉(動(dòng)斷)觸點(diǎn)串聯(lián)，3個(gè)常開(動(dòng)合)觸點(diǎn)并聯(lián)后再分別接入PLC的輸入端子，這樣只需占用2個(gè)輸入點(diǎn)，節(jié)省了5個(gè)輸入點(diǎn)，同樣能達(dá)到對(duì)其7個(gè)輸入信號(hào)的處理目的。轉(zhuǎn)化為梯形圖如圖３所示即可。

圖2 合并輸入擴(kuò)展技術(shù)線路圖

圖3 采取合并輸入擴(kuò)展技術(shù)的梯形圖 圖4 油泵電機(jī)起?？刂频奶菪螆D

2.2 狀態(tài)變換擴(kuò)展技術(shù)
通常對(duì)于工作狀態(tài)屬于0/1或者開/關(guān)量變化的動(dòng)作(如油泵電機(jī)的起停、冷卻液的開關(guān)、燈的亮熄等)進(jìn)行PLC控制時(shí),一般情況下要由2個(gè)按鈕分別控制它們的開和關(guān)。
圖4為某機(jī)床油泵電機(jī)起停控制的梯形圖，占用了PLC 2個(gè)輸入點(diǎn)X0、X1，其中X0為油泵電機(jī)開按鈕輸入信號(hào)，X1為油泵電機(jī)關(guān)按鈕輸入信號(hào)，Y0為油泵電機(jī)開輸出信號(hào)。
對(duì)圖4采用狀態(tài)變換擴(kuò)展技術(shù)，則只需一個(gè)按鈕X0即可，每按一下按鈕X0，就將當(dāng)前的油泵電機(jī)的工作狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，其實(shí)現(xiàn)的PLC梯形圖程序有三種電路，分別如圖5、圖6、圖7所示。

圖5 用計(jì)數(shù)器的梯形圖 圖6 不用計(jì)數(shù)器的梯形圖

圖7 用功能指令的梯形圖

圖5為用計(jì)數(shù)器進(jìn)行控制的狀態(tài)變換技術(shù)。從圖5可以看出，當(dāng)次按下X0時(shí)，使Y0=1且自保持，油泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)X0的下降沿啟動(dòng)C0計(jì)數(shù)一次;當(dāng)?shù)诙伟聪?/span>X0又松開時(shí)，它的下降沿又使C0計(jì)數(shù)一次，此時(shí)的計(jì)數(shù)值達(dá)到C0的設(shè)定值(K2)，計(jì)數(shù)器C0動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開Y0回路，油泵電機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了輸出狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，在接下來的一個(gè)掃描周期內(nèi)，計(jì)數(shù)器的動(dòng)合觸點(diǎn)使C0復(fù)位，為下次計(jì)數(shù)做準(zhǔn)備，從而實(shí)現(xiàn)了用一只按鈕啟停的單數(shù)次計(jì)數(shù)、雙數(shù)次計(jì)數(shù)復(fù)位的控制。
圖6為不用計(jì)數(shù)器進(jìn)行控制的狀態(tài)變換技術(shù)。從圖6可以看出，初始運(yùn)行時(shí)，M0=M1=Y0=0，當(dāng)次按下X0時(shí)，其上升沿即使Y0=1且自保持，油泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)M0=1，M1=0;當(dāng)?shù)诙伟聪?/span>X0時(shí)的掃描周期內(nèi)，M0=1，M1=1，Y0=0，油泵電機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了輸出狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，在接下來的一個(gè)掃描周期內(nèi)，M0=M1=Y0=0，又恢復(fù)為初始狀態(tài)，為下一次的狀態(tài)變換作好了準(zhǔn)備。從而也實(shí)現(xiàn)了用一只按鈕啟停的單數(shù)次運(yùn)轉(zhuǎn)、雙數(shù)次停轉(zhuǎn)的控制[1>。
圖7為用功能指令進(jìn)行控制的狀態(tài)變換技術(shù)。圖7中，ALT為交替輸出指令，其實(shí)際上是一個(gè)二分頻電路，每執(zhí)行一次ALT指令，目標(biāo)元件的輸出狀態(tài)取反，即目標(biāo)元件的狀態(tài)在ON和OFF之間交替變換。初始運(yùn)行時(shí)，Y0=0，當(dāng)次按下X0時(shí)，其上升沿即使Y0=1且自保持，油泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)诙伟聪?/span>X0時(shí)的掃描周期內(nèi)，Y0＝0，油泵電機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了輸出狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)[2>。
2.3 條件分隔擴(kuò)展技術(shù)
在各種數(shù)控裝置中，自動(dòng)和手動(dòng)是***常用的兩種控制方式。手動(dòng)工作方式的大量按鈕，占用了很多的輸入點(diǎn)，操作面板上的控制按鈕大多是為手動(dòng)方式準(zhǔn)備的，仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)有些手動(dòng)控制中使用的按鈕在自動(dòng)方式中根本就不會(huì)出現(xiàn)。因此，我們可將這些不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的輸入信號(hào)按工作方式分成兩組，使它們?cè)诓煌墓ぷ鞣绞街薪尤胂嗤妮斎朦c(diǎn)，從而達(dá)到節(jié)省輸入點(diǎn)的目的，這種方法即為條件分隔擴(kuò)展技術(shù)。具體方法如圖８所示。
圖8中，HK為工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)(如1位為自動(dòng)，2位為手動(dòng)方式)，必須占用一個(gè)點(diǎn)X0，以便在梯形圖中區(qū)分不同的作用;X1、X2、X3為重復(fù)使用的輸入點(diǎn)，這3個(gè)點(diǎn)分別接不同作用的開關(guān)，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)方式的選擇，使點(diǎn)在不同時(shí)期起不同的作用，又為了避免寄生電路引起各點(diǎn)互相牽扯，各開關(guān)必須通過二極管或門再接到輸入點(diǎn)上。像圖８所示電路可節(jié)省6－4=2個(gè)輸入點(diǎn)，達(dá)到了節(jié)省輸入點(diǎn)的目的。