西门子模块6ES7222-1BF22-0XA8使用方法

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一 概述

从称重原理可知，电子皮带秤所测量物料的瞬时流量的大小取决于两个参数，即瞬时流量等于称重传感器测量的承载器上物料负荷值q(kg/m)和测速传感器测量的皮带速度值v(m/s)两个参数相乘所得，即：w(t)=qv

由此可见，测速传感器的测量精确度和稳定性与称重传感器的测量精确度和稳定性是同等重要的。目前称重传感器的精确度普遍提高到万分之几，而测速传感器的精确度大多在千分之几，所以提高测速传感器精确度是提高电子皮带秤系统精确度有效的途径之一。

测速传感器的脉冲信号进入显示仪表后，通常以3种方式完成与称重传感器信号的相乘运算。**种方式是测速脉冲信号经整形、放大后转换成0～10V DC模拟信号，并作为称重传感器的供桥电压，在称重传感器内实现乘法运算；第二种方式是测速脉冲信号经整形、放大后转换成模拟(或数字)信号，与称重传感器放大后的模拟(或数字)信号在**的乘法器里进行乘法运算；第三种方式是测速脉冲信号整形后直接作为显示仪表中累加器的触发信号，每接受一个测速脉冲信号，累加器就对称重传感器的输入信号进行一次采样，皮带速度越快，累加器采样的次数越多，采样值不断累加，因而以数字方式实行了乘法运算。

在电子皮带秤使用过程中，涉及测速传感器的问题不少，但由于介绍这方面的资料极少，用户碰到这些问题往往束手无策。作者根据自身工作中的体会和经验列举一些解决问题的办法，希望能对读者解决这类问题有所借鉴。

二 常用的测速传感器

电子皮带秤上所用测速传感器目前主要有磁阻脉冲式、光电脉冲式两类。模拟式测速发电机式测速传感器早已不再使用，取而代之的是上述两种输出脉冲信号的数字式测速传感器。

1. 磁阻脉冲式测速传感器

磁阻脉冲式测速传感器中，线圈和磁铁部分都是静止的，与被测件连接而运动的部分是用导磁材料制成的，当转动件转动时，改变了磁路的磁阻，因而改变了贯通线圈的磁通，在线圈中产生了感生电势。磁阻脉冲式测速传感器从结构上看有开磁路和闭磁路两种。

在一个П型*磁铁上装有两个相互串联的感应线圈，滚轮与皮带直接摩擦旋转并带动等分齿轮旋转。当等分齿轮的凸起部分与磁极相对时，回路磁通较大，当等分齿轮的凹陷部分与磁极相对时，回路磁通较小，感应线圈上便感应随磁通变化的感应电压。感应电压变化的频率f与皮带速度v成正比。这种测速传感器结构简单，但输出信号幅度小。

当皮带运行时，通过摩擦使滚轮旋转，并带动转子磁杯转动，转子磁杯及定子磁杯相对安装，其圆周端面上都均匀地铣出多个齿槽。当两个磁杯的凸齿相对时，磁通较大，当两个磁杯的凸凹齿相对时，磁通较小，从而在线圈中感应出随磁通而变化的感应电压。

闭磁路测速传感器结构较复杂，但密封性能好，输出信号幅值大。磁阻脉冲式测速传感器用于高转速测量时，因磁路磁滞影响，使线圈中感应电压太小而不易测量。

2. 光电脉冲式测速传感器
光电脉冲式测速传感器(见图3)由装在输入轴上的开孔圆盘、光源、光敏元件等组成。当圆盘转到某一位置时，由光源发射的光通过开孔圆盘上的孔照身到光敏元件上，使光敏元件感光，产生一个电信号。圆盘上的孔可以是1个或多个，取决于设备要求的脉冲数。

三 应用测速传感器的实例

1. 停用测速传感器

对不调速的皮带输送机来说，皮带速度的变化量大致为±(0.3～0.5)%，这取决于供电电源频率、电源电压及负荷率，其中，供电电源频率影响较大。但对于由大电网供电的用户来说，由于电网电源频率相当稳定，所以通常皮带速度的变化率小于±0.2%。我们在现场早、中、晚多次测量不同负载率情况下的皮带速度，其变化均小于±0.2%。

据美国赛摩公司推荐：当皮带速度变化超过±0.2%或称重精确度要求**±0.5%时，应该采用测速传感器。反过来说，当皮带速度变化小于±0.2%或称重精确度要求低于±0.5%时，则可以考虑不用测速传感器，那么在电子皮带秤整个系统里是用什么样的方式替代测速传感器的信号呢？

在几乎所有的电子皮带秤的显示仪表里都有这样一个功能，即内脉冲、外脉冲选择功能。当选择外脉冲时，由安装在皮带输送机上的测速传感器向显示仪表提供脉冲信号；当选择内脉冲时，则由显示仪表本机内的信号脉冲源提供脉冲信号。

我们在一个选矿厂参观时看到一台关键的计量皮带秤已经停用，询问原因才知道是测速传感器损坏造成的，因购买备品备件困难而暂时弃用。我们让用户给显示仪表供电并调用菜单，当调到“Tacho. Active?”(测速传感器有效?)时，我们看到可以选择“yes”或“no”(这里“yes”表示由安装在皮带输送机上的测速传感器向显示仪表提供脉冲信号，“no”则表示由显示仪表本机内的信号脉冲源提供脉冲信号)，当我们将选择由“yes”改为“no”以后，又在菜单的下一步“Nominal Speed”(额定速度)中设置了实际速度值，皮带秤显示仪表左上方的小光点又开始旋动，表示有测速信号，皮带秤又重新开始工作了。

一两天以后，现场维护人员又有了新的烦恼，当皮带机停止运行时，由于皮带上有剩余物料或皮带不均匀皮重造成显示仪表仍在缓慢跳字，造成不运物料而积算器仍不断累积。我们又出了两个主意：一是将小信号切除值(物料瞬时流量低于此值，积算器不再累积)适当抬高，二是将皮带输送机电气运行触点接入显示仪表的供电回路，当皮带输送机停止运行时，显示仪表的电源也就断开了。当然这只是权宜之计，长时间还是要采取更可靠的方法。

2. 测速传感器的元件替换

某工厂原使用由OMRON旋转编码器组装的测速传感器，其分辨力是1024P/r(P—脉冲)，因旋转编码器损坏需要更换，由于要与原有测速滚轮相配，希望使用原有型号的旋转编码器，而原有型号的旋转编码器早已淘汰，外形尺寸一致的现有产品分辨力不是1024P/r，而是1000P/r，用户一直不敢买。我们了解情况后告诉用户可以使用1000P/r的旋转编码器，并让用户在量程标定时适当作些调整即可。因为旋转编码器的分辨力虽然降低了2.4%(相当于速度信号测量值小了2.4%)，但通过调整量程系数(如将量程系数增大2.4%)是可以补偿回来的。

3. 用国产测速传感器替代进口产品

进口或国产电子皮带秤的测速传感器通常都是输出脉冲信号的，因而有可能使用国产测速传感器替代进口产品。在某工厂使用了一台西门子公司MSI电子皮带秤，由于随机带来的MD-256轴端安装式测速传感器进水损坏，送厂家修理需3个月才能从国外返回。我们采用国产CS-40返回皮带安装式光电测速传感器替代，此时显示仪表显示速度值为0.634m/s，正好是原先显示速度1.268m/s的一半，我们就调出菜单，在“速度常数P015”中将原来的缺省值“100”修改为“200”(相当于做了一次乘法运算)，显示值即与原来值一致。由于原先的轴端安装式测速传感器无法固定，使用时上下摇摆，实际测速值波动幅度达±5%，而且安装位置的上方的楼板有个洞，工人打扫卫生时，常常将冲洗水从洞口流下淌到测速传感器接线盒内使之损坏。采用国产返回皮带安装式测速传感器后，传感器运行稳定，实际测速值波动幅度仅±(1～2)%，反而提高了电子皮带秤的检测精确度。国产测速传感器的价格仅为进口的1/3左右，所以在大多数情况下是有可能用国产测速传感器替代进口测速传感器。

4. 用三线制测速传感器替代两线制 测速传感器

前述选矿厂的皮带秤用测速传感器已损坏，这台测速传感器是两线制，即与显示仪表只有两根连接线，由于这种测速传感器国内售价很贵，我们就想用国产三线制测速传感器替代，将三线制测速传感器的正电源、速度信号脉冲两根连线按要求仍接入显示仪表的正电源、速度信号脉冲两输入端，而将第三根连接线(电源地)接到称重传感器的电源地输入端(见图4)接好后，皮带秤显示仪表左上方的小光点又开始旋动，表示此时显示仪表可接收三线制测速传感器的信号，随后我们又在菜单的“Charact. Values”(速度传输系数)一栏中对速度显示值作了修正，电子皮带秤工作就恢复正常了。

5. 用变频器的脉冲输出替代测速传感器

在某些称重给料机应用时，如果称重给料机皮带的驱动电机是由变频器控制的，由于变频器通常带FMP(脉冲波形输出)，在正常应用不存在皮带打滑及测量精确度要求不是很高的情况下，也可以用变频器FMP脉冲波形输出替代测速传感器接入显示仪表。应该注意的是，变频器的FMP脉冲波形输出并不是真正的皮带速度测量信号，而是称重给料机皮带驱动电机的控制给定信号，在不存在皮带打滑的情况下，两者数值是一致的。

综上所述，当我们较为透彻了解测速传感器的工作原理、信号类别及与显示仪表的关系后，就有可能根据现场情况灵活应用，以满足生产现场各种要求。

称重给料机皮带在水泥工业和重钙粉加工业的磨机的给料系统应用比较多的.介绍以下二种方案

其一,水泥工业磨机用是工控机和模拟量输入输出模块和RS232/RS485通信模块远程PID实时控制，荷重信号为模拟量输入0-10V，模拟量输出为0-5V，用于触发可控硅电路用来调节控制电磁电振机电流，控制电磁电振机振动幅度以达到给料量调节，振动机给料下到定速运动的皮带上的再由此送到磨机入料口。用C语言开发，按磨机每小时的吨产量和几种物料配比作为基准为参数设定值进行 PID调节控制 。

其二:石粉加工业磨机是S7-300及模拟模块、变频器、HMI组合控制，大致是也是按HMI输入台时产量及几种物料配比，荷重传感输入到S7-300的模拟模块 ，经过算法再用模拟模块控制变频器，调节皮带运输机（该机在荷重测量范围内）的转速。也为PID控制。物料桶（ 不在荷重计量范围）的下料口较小，物料直接压在皮带运输机，皮带运输机的运动就可来给料，该速度快慢来改变可改变各种物的给定量。

为了满足自动化发展的越来越复杂的需求，德国JETTER公司开发并发展了基于现场总线的面向运动过程控制的可编程控制器:Process PLC 向传统PLC观念告别，为自动化技术寻求新的出路，提供新的选择。面向自动化过程，尤其是轴运动过程，而不是面向继电逻辑电路。JETTER突破性的采用文字描述型高级语言SYMPAS 作为编程语言，走在了PLC编程语言改革的**。SYMPAS将用户引入了自由编程的广阔空间。将你对过程的描述写下来，这几乎就是程序。JETTER PROCESS-PLC还将常用 的自动化功能如开关量控制、模拟量控制、LCD人机接口、网络和通讯、甚至视觉校正等功能在软硬件上完善的集成在一起，即插即用，所有的接口对用户来说是透明的，这就PPROCESS-PLC的免接口特征。

PROCESS-PLC: SYMPAS文字型多任务高级编程语言
SYMPAS是所有JETTER PROCESS-PLC公用的编程语言，除了具有高级语言的大部分特征外，它还具有实时控制所具备的多任务功能。
· 多任务的优点
在传统PLC中，并行处理是靠程序周期扫描来完成的。但事实上多任务才是并行处理的逻辑表达，更简单直接的方法就是采用多任务技术。采用多任务、子程序和函数技术，可以写出清晰而结构化的程序，非其它常规PLC语言可以比拟。
· 面向运动过程控制
PROCESS-PLC编程是直接面向运动过程控制的，因此*转换成逻辑电路来编程。PROCESS-PLC编程是完全面向控制流程本身的，不需要转换成其它任何硬件形式来编程。
· 文字型高级语言
文字型编程语言SYMPAS是满足自动化需求的高级编程语言，可以完成其它语言几乎无法完成的任务。
SYMPAS是与BASIC、C或PASCAL，有区别的。SYMPAS语言可以由任何工程师来编写，不论是电气、机械、计算机或者工艺工程师都可以编程。SYMPAS利用了普通高级语言的基本结构和功能，简化并标准化了许多硬件作指令，用户不需要也不允许访问复杂而千差万别的硬件接口，因此可以快速编写高质量、率、清晰易懂的程序。
· 符号化编程
作为高级语言的特点，符号化的编程使程序更易读、易懂、易维护。所有的程序变量，如输入输出、常数、寄存器等都可以赋以有意义的名称而在程序中应用。所有编程指令及其参数都是通过提示窗口输入的，不需要用户记忆，也不会出现语句输入错误。具有编程提示窗口。
· 的调试工具
SYMPAS集成了窗口式的调试工具，除了输入输出和数据监视修改外，还可跟踪每一个任务的运行状态，便于程序调试和设备故障监测。
· 高级语言的功能
对于有经验的用户，SYMPAS提供了更高一级的功能，实现更为复杂的程序功能,如:用户自定义函数,直接/间接/二次间接寻址，和C语言的指针一样功能强大
· 单一的SYMPAS编程语言系统
所有的PROCESS-LC采用完全相同的编程语言，这意味着程序是易移植的，移植过程不会带来任何语言兼容性问题。
SYMPAS 的主要功能:

- 顺序逻辑控制
- 点对点位置控制
- 线性与圆弧插补
- 特殊功能，如飞锯
- 模拟信号的处理
- PID控制
- 复杂的算术运算
- 一般的算术运算
- 计数器功能
- 数据处理
- 网络通讯
- 打印
- 联网
- 人机操作接口
- 可视化人机接口界面
- 等等

JETTER Proecss-PLC：产品介绍
· NANO——较小的采用高级语言编程的模块化控制器
具有很高性能价格比的NANO是较早采用CAN现场总线作为模块间的控制器，在40米的长度内模块可以任意放置，非常适合各类中小型机器、过程控制设备等。它是具有广泛用途的微型Process-PLC，采用
JETTER全系列通用的SYMPAS高级语言编程，还内嵌了LCD接口和JETWAY网络。对于较高要求的应用而言，NANO可以任意组合扩展，以满足多种应用的配置，而且一系列完整的控制功能均已集成在基本单元。NANO系列具有NANO-A，NANO-B和NANO-C三种产品。
· MIKRO——多功能的紧凑型控制器
MIKRO除了具有PROCESS-PLC的所有特征外，还内置了一些常用的单机伺服控制功能，非常适合这类
**机器的控制。MIKRO分为MIKRO-C和MIKRO-D，MIKRO-C用于步进开环控制，而MIKRO-D 即可用于
步进控制，也可用于伺服和PID控制。MIKRO具有 Mikro-C 和 Mikro-D两种产品。
· PASE-E——灵活而强大的控制器
为了满足复杂大型控制系统的需要，特别是多轴联动控制(较大到8轴)与多轴点对点运动控制(较多到64轴)，Jetter AG 推出了PASE-E型号的PLC. PASE-E基本机箱含电源，一个CPU插槽以及8个模块插槽，扩展机箱含电源和8个模块插槽，一个基本机箱可以扩展较多3个扩展机箱，这样一共可以扩展32个模块。PASE-E丰富的扩展模块，涵盖了大部分的应用功能。
· DELTA——高性能的紧凑型控制器
DELTA是新的高性能模块化控制器，通过灵活的模块化现场总线技术和的CPU，DELTA可以完成各种控制任务;另外，他还兼容第三方自动化控制设备，满足用户多样化的需求。DELTA继承了JETTER PROCESS-PLC的全部特征：SYMPAS高级语言编程，一致的、集成的控制功能、人机接口和网络连接。
DELTA是单机箱系统，机箱分为4槽和8槽两种以适应不同的扩展需要。
· 兼容性:
这里需要注意的是, 通过基于各种通讯总线协议的模板可兼容第三方的自动化产品于JETTER 的产品中, 如: Profibus-DP, Modebus, CAN-Bus等.
· PROCESS-PLC：人机界面
JETTER PROCESS-PLC所有型号都内置了人机界面的接口 15针D型母)，可以和所有的JETTER人机界面产品连接使用。他有文本人机界面和图形人机界面量两种。
- 文本人机界面
JETTER的文本人机界面LCD是通过SYMPAS语言直接在程序编程的，完全融合于用户程序中，LCD上的功能键和指示灯均映射在标志位 ( FLAG )上，可以由程序来处理。采用相应的编程方法可以编出与控制流程密切关联的任何复杂的参数显示、操作提示、数据输入、交互式菜单操作等等。即插即用的JETTER LCD产品：
LCD23：2行，24字符 ( 5mm )/每行，3光标键
LCD23L：1行，16字符 ( 8mm )/每行，3光标键
LCD25：2行，24字符 ( 5mm )/每行，5功能键
LCD25L：1行，16字符 ( 8mm )/每行，5功能键
LCD27：2行，24字符 ( 5mm )/每行，11功能键和光标键
LCD34：2行，24字符 ( 5mm )/每行，21功能键和数字键
图形人机界面:LCD17 用LCD17可以提供单色图形化用户界面，图形界面的绘制和组态由bbbbbbS完成。
· 过程监控系统
VIADUKT是运行在IBM-PC机上的过程监控系统，可以和任何型号的JETTER PROCESS-PLC连接而无
需额外的 硬件接口。和SYMPAS用户程序紧密配合,VIADUKT可以给操作员提供一个完整的、全面的、
动态的和友好的人机界面。VIADUKT分为DOS版本和bbbbbbS NT版本.而DataBase Engine数据库引擎，运行在bbbbbbs95或bbbbbbs NT之上，它使JETTER PROCESS-PLC与具有ODBC标准的数据库系统 ( 如Microsoft Acess )紧密的联系在一起，给用户提供更大的开放的扩展空间。
· PROCESS-PLC网络：
JETTER PROCESS-PLC全系列都嵌入了网络功能，*附加的网络接口，网络采用RS-485，网络电缆
可用屏蔽双绞线。JETTER的网络称为JETWAY，JETWAY分为JETWAY-H和JETWAY-R，JETWAY-H是PROCESS-PLC与IBM-PC上位机连接的网络，而JETWAY-R是PROCESS-PLC之间连接的网络。
- JETWAY-H：数据高速公路
通过JETWAY-H数据高速公路，多台JETTER PROCESS-PLC可以连接起来由一台上位机来监控，用来完成：过程监控，编程，，系统维护。JETWAY-H网络较多可以连接125个JETTER和一台上位机，SYMPAS编程软件、VIADUKT人机接口软件和数据库引擎均可运行于JETWAY-H上。
- JETWAY-R：过程级数据通讯
JETWAY-R网络有两种功能：1、PROCESS-PLC之间的联网通讯。2、PROCESS-PLC与远程输入输出模块
( REMOTE D32 )或FESTO智能阀组之间通信。每JETTER-R层共可有126个节点，JETWAY-R网络是单主
网络，即每一个JETWAY-R层只能有一PROCESS-PLC主节点和125个从节点。 JETWAY网络是即插即用的，软件除了定义从节点和节点符号外，*做其它初始化工作。
· JETbbbb :可视化人机界面软件
Jetbbbb 将 PROCESS-PLC 与企业的 EDP 系统融为一体，在PC 与 PROCESS-PLC之间透明连接，是基于bbbbbbs-NT 4.0上的bbbbbbs风格的操作界面，应用标准的数据库，如. ACCESS。应用 bbbbbbs OOP 技术编程，整个系统中用一个通用的数据库。他使企业的 EDV 数据与机械的数据连接到一体，反之亦然。借助于标准的EDP程序，数据可被设备的人机操作接口应用而不需任何专业的控制知识。
Jetbbbb 软件一览
软件 描述 功能
JETVisu-LITE 基于 bbbbbbs-NT的可视化人机接口软件，具图形编辑，动态功能，无算术运算工具 如同 JETVisu, 也无算术运算工具
JETVisu 基于 bbbbbbs-NT的可视化人机接口软件，具图形编辑，动态功能，有算术运算工具 按实际的需要生成实时的生产过程监控，动态的目标及画面，与Bitmap 图形
JETDBAccess 通过ODBC接口用于工艺参数等的基于 bbbbbbs-NT 通讯与驱动软件 PROCESS-PLC 数据在数据库中的存储，SQL 功能与DB 软件管理
JETAlarm 基于 bbbbbbs-NT 的用于报警信息的处理与存储的软件 报警条件的识别，设定，复位组态，数据库文档管理分类与统计
JETTrend 历史趋势数据的图形显示y=f(t) 实时的趋势，历史的趋势，数据库文档
JETDde DDE-server for bbbbbbs-NT 支持通常的，和热连接
· JETTER AG 其他产品:
- Jetter Drives and Motors : 伺服电机（力矩范围: 0.4 ---- 50 Nm）与驱动放大单元
JETTER 公司目前可提供力矩从0。4 Nm 到 50 Nm的一系列无刷伺服电机及其驱动放大单元， 来满足
大多数的工控应用。当然，JETTER 的Prosess PLC 也可兼容其它第三方的自动化产品，如: Modebus 与Profibus-DP 产品 。其中较典型的应用产品:数字伺服控制系统 DIMA, 所有的参数均可通过Process PLC 完成而不需任何潜在的参数的设定，同时许多的参数例如位置，力矩，电流等均可时实时存取。
- Jetter Image Processing : 的集成的视觉控制系统
PROCESS-PLC 与图像处理集成一体，不需要附加另外的软硬件和*知识，该系统简单易用，可完成
的功能有:存在确认，图案及性能识别(Neuronal Network)，条码识别，测量，机器人定位等。在系统内
部，图像处理与控制器的透明连接，简单易行的应用于控制器上的参数与其它相关参数的处理。通过图
像处理后的参数可进一步被控制系统的处理器处理。

JETTER PROCESS-PLC应用与它的新技术JetWeb
在欧洲北美和东南亚，Jetter AG 有很庞大而强劲的客户群，几乎涵盖了所**械运动控制领域。下面
是小部分客户清单:
奔驰,大众，福特 德国 汽车生产线
BMW宝马 德国 汽车喷漆设备
保时捷 德国 汽车风洞实验室
MTA 英国 汽车焊接设备
劳 瑞士 手表生产线
IBM，西门子，FLOWSZSTEM 美国与德国 半导体晶圆生产设备
BOSCH 德国 测试设备
DUNKES 德国 压机
WEGOMA 美国 型材加工设备
AUMANN 德国 绕线机
BARTEC 德国 喷涂设备
VOIH SUELZER 美国 造纸设备
NORGREN 德国 物料输送设备
STADCO 英国 机器人
MISS SAIGON 德国 舞台控制
ATM 英国 柔型输送设备
麦克菲 北京 半导体芯片生产设备
MICROFROM 新加坡 半导体芯片生产设备
LG 韩国 LCD生产线
LPI 泰国 金属加工/仓库自动化设备
堂记 ( 马 ) 马来西亚 自动喷漆设备

Process-PLC 是架构在现场总线基础上的面向机械运动过程控制的自动化控制系统，属Jetter**
代产品. 目前公司可提供从步进电机，伺服电机及驱动单元到 Process-PLC 及 从简单到复杂的基于 IPC 的人机接口的一整套自动化控制系统。它是融现场总线技术，100Mbits/S以太网技术，CNC技术，
多轴联动控制技术（到8轴），PLC技术，可视化人机接口技术和**化生产控制与管理技术为一体的工业自动化控制系统。同时具有广泛的兼容性，可兼容第三方自动化控制产品于自己的PROCESS-PLC中 。 它可广泛运用于半导体，汽车，机器人，机械制造线，手表制造，精密运动控制，门窗加工，仓储与物流,纺织包装,造纸和印刷等行业。
JetWeb:从以太网到传感器，这种基于100Mbits/S以太网技术的工业控制网络结构产品，它是目前工控界一并且较先进的取代所有现有的多层现场总线结构的控制网络结构，在被称作给工控界带来一场并开拓了自动化控制技术发展新纪元的技术，该产品属于继 Process-PLC 之后 JETTER 公司较新产品。由Jetter AG 基于此项技术成立的开放式IDA联盟（ Interface for Distributed Automation ）马上吸引了来自来自全世界工控领域范围的三十几家国际性自动化控制设备制造商，
包括:施耐德 Schneider, 施克光 Sick，伦茨 Lenze, 库卡 Kuka, 凤凰接触器 Phoenix C