西门子模块6ES7323-1BH01-0AA0产品齐全

西门子模块6ES7323-1BH01-0AA0产品齐全

1 引言
可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC或PC，是一种以微处理器为器件的过程控制装置，主要用于生产过程中按时间顺序控制或逻辑控制的场合，以取代复杂的继电器控制装置。PLC一般采用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）、指令表和顺序功能表图（SFC）编程，可以方便地通过改变控制程序实现系统的改进和扩充，不必改变硬件设备，具有良好的柔性。它从初的逻辑控制、顺序控制已发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通讯及PID回路调节等功能的现代PLC。PLC系统与通用计算机可直接或通过通讯处理单元、通讯转接器相连构成网络，以实现信息的转换，构成分布式控制系统，系统可由一台计算机与多台PLC构成，以便完成较大规模的复杂控制。它以构成简单、编程简单、性高、有优良的抗干扰能力，适用于恶劣的工业环境等特点，越来越得到广泛的应用。
山西铝厂3#焙烧炉采用丹麦史密斯公司的气态悬浮焙烧炉。焙烧炉是将含水分的氢氧化铝经高温焙烧成工业用氧化铝，它的热能来自四套燃烧站，分别为干燥热发生器、启动热发生器、点火燃烧站和主燃烧站。四套燃烧站都采用德国西门子S5—95U小型可编程控制器，与Honeywell 的系统连接构成整个控制系统。下面以3#焙烧炉的干燥热发生器为例来说明了编程控制器在焙烧炉的应用。
2 S5—95U简介
S5—95U是德国西门子公司开发的SIMATIC S5系列控制器中一种小型控制器，其构成系统模块化，使其体积小而功能强大。它不单运行，需与其它部件交换数据，与现场设备构成廉价的分布式控制系统。
2．1 组成
S5—95U由电源模板、处理单元（CPU）、存储器、用户存储器、输入输出模板（I/O）、编程器及外部设备组成。本机有16个数字输入、16个数字输出、8个模拟输入、1个模拟输出、4个中断输入、2个记数输入，可用扩展单元增加其容量，大扩展到256个数字输入输出，通过接口与过程控制系统及其它PLC通讯，实现指令控制和数据交换。
2．2 程序的编程及结构
S5—95U的控制功能是靠程序的执行来实现的。通过用梯形图、语句表在个人计算机上编程，也可通过SIMATIC编程器用语句表编程，然后装载到PLC的存储器中。程序采用STEP5语言编程，模块化结构。结构化编程可完成复杂的任务，它把整个程序分成一个个立的程序块，这样可使编程简单、修改，能使程序部分标准化，程序测试调试简便。有五种块类型：（1）组织块OB（组织管理程序）用以表示操作系统和应用程序之间的接口。分两大类，一类由系统程序调用，另一类由用户调用。由系统调用的组织块用以控制循环、中断驱动和定时驱动程序的执行，如可编程控制器的重新启动和设备出错的恢复等功能块。由用户调用的组织块如OB3触发扫描时间、OB251PID控制算法，它集成在操作系统中。组织块不是应用程序的一部分，因而不能被读或修改。（2）顺序块SB（给顺序控制编程的特殊块）（3）程序块PB（经结构化处理的应用程序所产生的块）一些主要程序块应能提供一个应用程序的总貌，与各种工艺相关的功能则在不同的次级程序块中被编程。应用程序大部分都由程序块组成。（4）功能块FB（一个控制程序功能需操作或用于实现重复使用和特别复杂的功能）它在程序存贮中只存放一次而可重复调用，每次调用可赋于不同的参数。其类型有可编程功能块、集成入操作系统的功能块和标准化功能块。（5）数据块（存储处理控制程序所需的数据）
2．3 程序的扫描
应用程序扫描一般是循环扫描。在启动程序之前，输入模板的信号被读出并传送到过程输入映象。在执行程序后，过程输出映象的信号状态被传送给输出模板，然后开始一新的程序扫描。它的扫描周期由控制程序的长短来决定。此外，还有中断控制程序处理和时间控制程序处理。
2．4 程序的装载和存贮
程序装载到PLC有两种方法：一种是以编程器在线装载，另一种是以存贮器子模板装载，分自动和手动装载。自动程序装载是程序由存贮器子模板自动装载到PLC的程序存贮器中。手动程序装载是程序由存贮器子模板拷贝到PLC的程序存贮器中。
存贮时，程序从PLC的程序存贮器拷贝到PLC的程序存贮器中。
3 工艺流程及控制要求
3．1 工艺流程
湿的氢氧化铝进入文丘里干燥器（由干燥热发生器提供热能），物料水分被蒸发后，被气流带走，文丘里干燥器的出口温度大约控制在130—160℃范围内。干燥热发生器的好坏直接影响氧化铝的提产。
3．2 控制要求
3．2．1 点火过程控制
干燥热发生器的点火过程控制是一典型的顺序控制。其启动顺序如下：
A 煤气阀V02到启动位置，风机M12启动。
B 9秒后，风门M11到大。
C 40秒后，风门M11调到启动位置。
D 煤空阀V05关，9秒后，泄漏控制开始，运行18秒。
E 检漏阀V04开，煤气喷入，点打火，燃烧运行，火焰连续监测。
3．2．2 温度控制
干燥热发生器主要靠调节进入文丘里干燥器的煤气流量来实现温度的控制。
4 控制功能的实现
4．1 顺序控制及逻辑控制
顺序控制是可编程控制器的主要功能。以前顺序控制是采用继电器、计数器、阀门等机诫设备来实现。S5—95U利用基本的逻辑元素和运算来实现逻辑控制功能，利用定时器、记时器来实现时间控制功能。干燥热发生器的程序包括主顺序程序块、风门电机（M11/M12）控制程序块、阀门（V02/V03/V04）控制程序块、煤气捡漏控制程序块、报警联锁程序块、模拟量的处理等几部分程序。
主程序循环扫描，通过主程序调用其它程序。
现场报警会引起启动过程中断。如电机M12报警、阀V03 V04 V05报警、火焰报警、点位置报警、点电磁阀报警等。过程报警会引起停车。如煤气压力P05报警、煤气流量报警、燃烧风流量报警等。报警信号不仅输出到继电器，同时也输出到可编程控制器的控制面板的指示灯。
干燥热发生器的起停与焙烧炉其它设备有联锁，该联锁通过系统中IPC620的逻辑控制实现，并直接输出到可编程控制器的联锁指示灯。
4．2 模拟量的控制及处理
4．2．1 V02阀定位器控制，通过自控系统中回路调节来实现
V02阀在点火过程中，都处在启动位置，燃烧运行后，通过系统给定值来自动增减阀门，实现自动调节。
4．2．2 燃烧风风门的控制，通过S5—95U可编程控制器实现
燃烧风风门的控制是根据检测的煤气流量值，经模拟量处理后，按一定的对应关系，由S5—95U计算出风门开度，然后输出到风门。具体处理过程如下：
A 煤气检测流量FT01（脉冲信号）转换成煤气流量（电流信号）
B 煤气流量值的修正
C 据修正后的标准流量FI01计算出风门控制量FC11
4．2．3 模拟量的处理
S5—95U可编程控制器只做运算，它的结构相对比较简单，但程序设计比较麻烦。在解决实际问题时，为不导致数溢出，在编制程序时，为参加运算的数选择适当的比例因子，使参加运算的数和中间结果的都符合表示法的形式，算出的得数还需程序人员还原。它的数字量一般都是二进制码的16位数，可以直接使用STEP5操作进行加减和比较运算。而标准功能块则用于这些值的乘除运算。所有模拟量的读入和输出都通过模拟输入输出模板和标准功能块FB250读入和FB251输出，其数据都存入数据块中。模拟输入模板把模拟过程信号转换成CPU能够处理的数字值，模拟输出模板则实现相反的功能。如模拟输入量有煤气压力P05、煤气流量F01、风流量FT11、阀位反馈值、煤气温度T01、煤气压力P01等，模拟输出量有阀位设定ZY01、面板显示的流量值FI01、面板显示风流量FI11等。
5 功能块的应用
5．1 功能块的特点
功能块可用处理器的全部操作指令系统对一个功能块编程，只能用语句表对功能块编程和存档，可用图形表示，可给功能块赋参数，功能块具称等特点。因此，功能块可充分利用处理器，但另一方面，功能块不如程序块那样编程。
5．2 功能块的编程
功能块采用语句表用编程器来编程。功能块分为两大类：即带块参数的功能块和不带功能块的功能块。无块参数的功能块编程在本质上同程序块的编程基本一样，随着编程器提示，输入功能块名（包含8个以内的字符）。带块参数的功能块，则在输入块名以后应该这些块参数的名字、参数类型和数据类型。当所有块参数都引入后，再用控制功能的编程继续输入。
5．3 标准功能块的应用
标准功能块都集成在CPU操作系统中，执行速度快，且不占用户存储空间，常用的标准功能块有模拟量读入功能块FB250 RLG: AE、模拟量输出功能块FB251 。此外，可编程在运算过程中经常还会用到16位码变换器FB241　　COD:16、16位二进制乘法FB242 MUL:16、16位二进制除法FB243 DIV:16、数到浮点数转换FB15、浮点数到数转换 FB16、浮点数相乘FB19、浮点数相除FB20等标准功能块。还有一种由用户编程的功能块，如V02调节阀自动增减功能块FB21和FB22。
6 结束语
实践证明，PLC是实现现场自动化的理想控制器。它的体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点特别是高性和较强的适应恶劣环境的能力，是得到用户的。作为从事工业自动化的技术人员，不但要熟悉各种控制系统的原理和结构，而且还要了解控制对象的工艺过程和控制要求。只有这样，才能设计、安装调试和维护好工业自动控制系统，确保氧化铝生产过程和经济稳定运行。

的运行性能与它的步进驱动器有密切的联系，可以通过驱动技术的改进来克服步进电机的缺点。相对于其他的驱动方式，细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或低频振动，使电机运行加平稳均匀。

总体来说，细分驱动的控制效果。因为常用低端步进电机伺服系统没有编码器反馈，所以随着电机速度的升高其内部控制电流相应减小，从而造成丢步现象。所以在速度和精度要求不高的领域，其应用非常广泛。

细分驱动精度高.细分是驱动器将上级装置发出的每个脉冲按驱动器设定的细分系数分成系数个脉冲输出.比喻步进电机每转一圈为200个脉冲,

如果两相直流步进驱动器细分为32,那么步进电机驱动器需要输出6400个脉冲步进电机才转一圈.

通常细分有2,4,8,16,32,62,128,256,512....

在国外，对于步进系统，主要采用二相混合式步进电机及相应的细分驱动器。

但在国内，广大用户对“细分”还不是特别了解，有的只是认为，细分是为了提，其实不然，细分主要是改善电机的运行性能，

现说明如下：步进电机的细分控制是由驱动器控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，如电机的额定相电流为3a，如果使用常规驱动器(如常用的恒流斩波方式)驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内的电流将从0突变为3a或从3a突变到0，相电流的变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3a而不是3a，且电流是以正弦曲线规律变化，这样就大大的改善了电机的振动和噪音，因此，在性能上的优点才是细分的真正优点。由于细分驱动器要控制电机的相电流，所以对步进电机驱动器要有相当高的技术要求和工艺要求，成本亦会较高。

注意，国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，望广大用户一定要分清两者的本质不同：

1.“平滑”并不控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来定位的。

2.电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。

1.一般的精度为步进角的3-5%，且不累积。

2.步进电机外表允许的温度。步进电机温度过高会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度正常。

3.步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

4.步进电机低速时可以正常运转,但若一定速度就无法启动，并伴有啸叫声。

驱动器电流：

电流是判断驱动器驱动能力大小的依据，是选择驱动器的重要指标之一，通常驱动器的大额定电流不能大于电机的额定电流，通常驱动器有2.0a,3.5a,6.0a,8.0a等规格。

驱动器供电电压：

供电电压是判断驱动器加速能力的标志，常规电压供给有：24vdc,40vdc,60vdc,80vdc,110vdc,220vdc等。

驱动器的细分：

细分是控制精度的标志，通过增大细分能改善精度。都有低频谐振的特点，如果你的电机需要在低频(即低速)区，则细分驱动器是很好的选择。

关于步进电机及驱动器的使用经验(仅供参考)：

1、电流设置：

a、驱动器的电流设置并不按电机标称的额定参数设置。我的经验：按电机额定电流的70%为参考，正常运行10分钟以上，摸下电机温度，温度偏低，可以增加电流;温度偏高，应减小电流;步进电机工作时会发热，40-65度均为正常;

b、设备可以正常运行，而步进电机不发热，说明电机选大了(没有什么不好的：电机不发热，说明你的配置高)。

2、驱动器供电：

a、由于工业控制系统一般都是dc24v供电，使用86系列步进电机时，驱动器一般dc24v都可以工作，但你一定要清楚，一般情况下：86系列步进电机驱动器，dc40-60时，效果要比dc24v好多了，的驱动都这样;这样做仅是省了，当然很低的速度除外。

b、ac220供电的驱动器，的用法还是要配置220-220隔离变压器，国内电网环境各地区相差很大，电网波动过大，会走出驱动器的额定电压输入范围，并且系统加了隔离变压器会对整机的抗干扰很有益处。

c、环形电源的稳定性比强多了。

3、驱动器细分：

a、驱动器细分可以提高电机精度，关键的是可以提供电机运转平稳性。

b、细分不是越大越好：当16细分时，高的细分对电机精度的影响基本就可以忽略了，因此在要求电机高速及出力的情况下，细分设备为(8,32)即可;当然，在要求电机低速及平稳运行时，高点的细分是有效的。

4、系统搭配：

同一电机，使用不同的驱动器，差异会很大;同一电机、同一驱动器，使用不同的控制系统，表现的差异也会让你想不到

熟悉这门技术的人应该是比较清楚的，的选择主要涉及到的是三个要素，步距角、静转距以及电流这三大方面，一般来说只要这个三个要素确定下来之后，那么型号大致就可以确定下来了。

个方面是步距角的选择方面，步距角主要是取决于负载的精度要求，那么将这个负载的当量换到电机轴上，那么每个当量电机应该走多少角度，步距角的角度应该是等于或者是小于这个角度。二个方面是电流的选择，电流参数不同，所得到的运行性能是很大不同的。三个方面就是静转距的选择，静转距一般应该是摩擦负载的2-3倍内是的，这个静转距一旦选定，电机的机座和长度就可以确定下来了。整个这三方面确定之后，大概的电机选择也就可以确定下来了。

判断需多大力矩：静扭矩是选择步进电机的主要参数之一。负载大时，需采用大力矩电机。力矩指标大时，电机外形也大。

判断电机运转速度：转速要求高时，应选相电流较大、电感较小的电机，以增加功率输入。且在选择步进电机驱动器时采用较高供电电压。

选择电机的安装规格：如57、86、110等，主要与力矩要求有关。

确定定位精度和振动方面的要求情况：判断是否需细分，需多少细分。

根据电机的电流、细分和供电电压选择驱动器。

通常情况下转速在700转以后性能就会下降，有时步进电机的转速上不去，或电机卡死或者丢步，显而易见，如果我们遇到这种情况如何解决?

：电机的参数改(例如：57步进电机电阻=0.5欧，电感=0.8mh ，如果要提高高速性能，我们可以将步进电机的电阻电感都相应的减小，这样会提高速度和高速力矩)。

其次可以提高步进驱动器的供电电压，这样高速时由于电压高所以换向时有效的电流磁场提高。

如果在交流和步进驱动器直流总线(如变压器)之间没有隔离的话，不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接大地，这可能会导致设备损坏和人员伤害。因为交流的公共电压并不是对大地的，在直流总线地和大地之间可能会有很高的电压。

1、在多数高压步进驱动器系统中，所有的公共地和大地在信号端是接在一起的。多种连接大地方式产生的地回路很受噪音影响而在不同的参考点上产生流。

2、为了保持命令参考电压的恒定，要将步进驱动器的信号地接到控制器的信号地。它也会接到外部电源的地，这将影响到控制器和步进电机驱动器的工作。

3、屏蔽层接地是比较困难的，有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地，或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。

伺服又称执行电动机，它将输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度输出，改变输入信号的大小和性可以改变伺服电动机的转速与转向，输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。

伺服电动机的种类多，用途广。例如在雷达天线系统中，雷达天线是由交流伺服电动机拖动的, 当天线发出去的无线电波遇到目标时，就会被反射回来送给雷达；雷达将目标的方位和距离确定后，向交流伺服电动机送出电信号，交流伺服电动机按照该电信号拖动雷达天线跟踪目标转动。

根据使用的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的甚至可达上千瓦；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范围一般为0.1～100瓦。

在此警告：当将接到驱动器时，请先确认电机已关闭。在驱动器通电期间，不能断开电机。学习网小编在此强烈建议不要将电机引线接到地上或电源上。

四线电机只能用一种方式连接。

六线电机可以用两种方式连接：串联、抽头。在串联模式下，电机在低速下运转具有大的转矩，但是不能像接在抽头那样快速的运转。串联运转时，电机需要以抽头方式电流的30%运行以避免过热。

八线电机可以用两种方式连接：串联，并联。串联方式在低速时具有大的转矩，而在高速时转矩较小。串联运转时，电机需要以并联方式电流的50%运行以避免过热。

一般步进电机都可以实现开环控制，即通过驱动器信号输入端输入的脉冲数量和频率实现步进电机的角度和速度控制，反馈信号。但是步进电机不适合使用在长时间同方向运转的情况，烧坏产品，即使用时通常都是短距离频繁动作较佳。

步进电机和驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能，不但取决于步进电机自身的性能，也取决于步进电机驱动器的优劣。所以在使用接线上要注意以上事项，以免损坏!

1、步进马达应用于低速场合---每分钟转速不过1000转，（0.9度时6666pps)，在1000-3000pps(0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效，噪音低。

2、马达在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。

3、时，应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。 7、马达不应在振动区内工作，如若可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。

4、步进马达不使用整步状态，整步状态时振动大。

5、由于历史原因，只有标称为12v电压的电机使用12v外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57byg采用直流24v-36v，86byg采用直流50v,110byg采用直流80v），当然12伏的电压除12v恒压驱动外也可以采用其他驱动，不过要考虑温升。

6、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

7、马达在600pps（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。

8、应遵循先选电机后选驱动的原则。