西门子模块6ES7214-2BD23-0XB8库存优势

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 1 引言

随着现代生产工艺的飞速发展，现场对传动设备的快速性、连续性、系统性的使用要求越来越高。单台变频器的独立运行的模式已经不能满足要求，多台成组系统运行成为较大特点。所有的本地柜前操作已经发展为计算机集中远程自动控制模式。这些特点都建立在计算机、plc、传动装置间的数据通讯的基础上。以此来实现现场设备的运行状态监控和控制命令的下达。现场总线的发明和应用为实现上述功能提供了技术保。现在使用较为广泛的现场总线有:profibus、canbus、modbus、devicenet、lonworks等。本文重点介绍以profibus 现场总线为基础的西门子simatic s7 plc和6es70系列变频器间的通讯技术。

2 profibus现场总线概述

profibus是一种应用较为广泛的现场总线，其总线标准是国际总线标准ie61158的重要组成部分。是一种开放式系统，令牌结构，以互联网(open system interconnection-sio)作为参考模型。有3个兼容部分组成部分即profibus-dp(decentralized periphery)， profibus-pa(process automation)，profibus-fms(fieldbus message specification)。其中dp是一种高速通讯，用于设备级控制系统与分散式i/o的通讯。采用rs485数据接口，传输介质用光纤或双绞电缆，传输波特率从(9.6k～12m)bps，传输距离可以通过repeter进行扩展，每个dp网上可以同时配置122个从站，是一种功能强大的现场总线。下面介绍的plc和变频器间的通讯也是基于profibus-dp技术进行的。

3 profibus-dp的数据通讯格式

传动装置通过profibus-dp网与主站plc的接口是经过通讯模块cbp板来实现的，带有dp口的s7-300和400 plc也可以通过cpu上的dp口来实现。采用rs485接口及支持(9.6k～12m)bps波特率(的结构如图1所示)，其中数据的报文头尾主要是来规定数据的功能码、传输长度、奇偶校验、发送应答等内容，主从站之间的数据读写的过程(如图2所示)核心的部分是参数接口(简称pkw)和过程数据(简称pzd)，pkw和pzd共有五种结构形式即:ppo1、ppo2、ppo3、ppo4、ppo5，其传输的字节长度及结构形式各不相同。在plc和变频器通讯方式配置时要对ppo进行选择，每一种类型的结构形式如

主从站间数据读写过程

ppo1 4 pkw + 2 pzd (共有6个字组成)

ppo2 4 pkw + 6 pzd (共有10个字组成)

ppo3 2 pzd (共有2个字组成)

ppo4 6 pzd (共有6个字组成)

ppo5 4 pkw+10 pzd (共有14个字组成)

参数接口(pkw):参数id号(pke)、变址数(ind)、参数值(pwe)三部分组成。过程数据接口(pzd):控制字(stw)、状态字(zsw)、主给定(main setpoint )，实际反馈值(main actual value) 等组成，另外要了解掌握控制字和状态字每一位的具体含义，并熟悉西门子变频器参数的具体应用，在通讯参数设置时需要具体定义。

4 实现通讯的软硬件要求和参数设置

(1) 硬件要求

·133mhz以上且内存不小于16mb的编程器。

·西门子s7-300/400系列plc，ram不小于12kb，并带有profibus-dp接口，或是s7-400(ram不小于12kb)配cp443-5的通讯板。

·带有cbp通讯模块和带有cu2/sc的vc板的变频器

(2) 软件要求

·win 95或win nt(v4.0以上)

·step7(v3.0以上)

·安装dva-s7-sps7

(3) 通讯设置基本步骤

·设置传动参数

· plc硬件配置

·创建数据块

·编写通讯程序

· 系统调试

(4) 传动参数的设置

·p053 = 3 参数使能

·p090 = 1 cbp板在2#槽

·p918 = 3 从站地址

·p554.1=3001 控制字pzd1

·p443.1=3002 主给定pzd2

·p694.1=968 状态子pzd1

·p694.2=218 实际值pzd2

5 plc与传动变频器通讯程序

要实现通讯功能，正确的程序编写是非常重要的，下面将以西门子的s7-416 plc和6se70变频器为例来介绍通讯的程序编写。

(1) 基本配置和定义

基本配置如图3所示

图3 基本配置界面

主站master为cpu-416-2dp

从站slave为6se70传动装置，profibus地址是3

输入地址: iw 256 ( 2 words pzd);

输出: qw256 (2 words pzd );

ppo类型: 3; 总线接口: rs485。

(2) 使用的功能块

ob1 main cycle 主循环

sfc14 dprd-dat 读数据系统功能块

sfc 15 dpwr-dat 写数据系统功能块

db100 数据存取 (dbw0 –dbw4是读出，

dbw5-dbw8是写入)

mw200 mw210 通讯状态显示

ZJ17型高速卷接机组是该公司的主导产品，该机组是引进德国豪尼公司技术生产的，生产速度为7000支/分，具有烟支质量稳定,开机，节省原辅材料等特点，因而在国产 烟机市场其占有率达到80%以上。但该型号机组控制系统系80年代产品，采用**电子板加继电器组的控制方式，电子板常常出故障，备件采购又较为困难。考虑到这一情况，该公司决定将其控制系统改为用PLC来控制。

系统介绍

ZJ17型卷接机组由供丝、、接嘴三部分构成。其中供丝部分取用供丝系统(或用其它方法加料)的，经由 落料、匀丝、提升、摊铺、负压抽吸，密度控制(烟条削整), 形成密度合适的条状交付给部分。部分将纸包卷在上形成烟条，并予以切断，形成双倍长度的无嘴烟支交付给接嘴部分，此部分要求完成对纸的 处理，包括换盘纸、接纸、纸带张力调整烟支商标印刷、印刷位置调整、纸上胶、胶水烘干。同时因为主驱动电机在这一部分，对主驱动的控制也是在此完成的。接嘴部分切开双倍长度的无嘴烟支，将嘴棒通过水松纸粘接在烟支上，剔除不合格烟支，将成品烟支送给下游机器。从机组工作的特点来看，控制系统应该能满足如下要求：

·I/O点容量大，较好是分布式系统 

·能处理快至400Hz的脉冲量 

·性能稳定，可以适应的生产环境根据以上特点，我们拟用S7-400组建一个PROFIBUS网络,在机组三部分分别放置 ET200M 子站处理 I/O ，并用SIEMENS新推出的高速逻辑处理模块FM352处理高速的脉冲量，用PC670工业计算机构建人机接口界面。

硬件的特点包括：CPU414-2DP具有存储量大、运行速度快、强抗干扰能力和高可靠性等特性；ET200M子站通用性强、模块更换方便；功能模块FM352-5工作速度快,很适用系统处理快速脉冲；PC670具有牢固的、具备IP65保护级别的塑料板，抗干扰、抗震动能力强,可靠性高。

采用PC670运行人机界面程序，它通过MPI网络与主CPU连接，人机界面程序可以修改系统运行参数、读取系统运行故障信息、统计设备生产数据。

系统功能

·启动顺序控制：为了尽量减少原辅材料的浪费，并考虑 到机器启动时可能有不同的速度，程序没有以时间为条件进行顺序投入，而通过对机器脉冲的统计来实现 

·停机控制：同样原因，除开有要求立即停机外，停机控制时需要将各种原辅材料按一定的次序撤出，尽量将合格成品送达下游机器，因此同样采用了计数机器脉冲的方法 

·故障处理：机器运行时会产生一些报警或故障信息，系统对绝大部分的运行故障和报警都能进行处理 

·供丝控制：程序处理当前料位情况，以决定是否打开进料气闸，并在多次打开气闸而没有时给出报警 

·料位控制：是对中间储料箱中料位的控制。这里用到一个PID的调节，系统通过一组指示料位的光电开关判断当前料位，机器速度代表消耗量，陡角带提升速度是控制程序的输出 

·机器脉冲的处理：系统必须对许多脉冲进行处理，用来计算机器速度、移位步距参考、产量计数等，这一部分的工作由FM352-5来完成

小结及体会

自2001年5月开始，采用上述系统的设备开始投放市场，现已装备在北京厂、呼和浩特厂、常德厂、广二厂、天津厂、石家庄厂、武汉厂、厦门厂等厂共计近30台套。用户反映良好。

电子技术自动控制技术的发展是相当快的，特别是PLC和现场总线技术,有相当多的早期设备，其控制系统在现 在看来已经很落伍了，对它们进行升级改造是很有必要的。对于行业来说，SIEMENS具有传统品牌优势，用户容易接受采用SIEMENS控制产品的设备; 同时,SIEMENS 产品涵盖面较广,系统集成容易；另外,SIEMENS适时推出适合烟机应用的自动化控制产品(如FM352-5在前述系统中得到了很好的应用)，这对我们进行控制系统设计是很有好处的。