西门子模块6ES7334-0KE00-0AB0型号介绍

西门子模块6ES7334-0KE00-0AB0型号介绍

 S7-300PLC的应用非常广泛，在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题，下面就S7-300PLC在选型和应用中的一些要点做一下分析。

S7-300PLC的应用非常广泛，在设计选型和调试及实际应用中可能会碰到各种各样的问题，下面就S7-300PLC在选型和应用中的一些要点做一下分析。

一、选型要点

S7-300PLC的选型原则是据生产工艺所需的功能和容量进行选型，并考虑维护的方便性、备件的通用性，以及是否易于扩展和有无特殊功能等要求。选型时具体注意以下几方面：

(1)有关参数确定。一是输入/输出点数(I/O点数)确定。这是确定PLC规模的一个重要依据，一定要根据实际情况留出适当余量和扩展余地。二是PLC存储容量确定。注意当系统有模拟量信号存在或要进行大量数据处理时，其存储容量应选大一些。

(2)系统软硬件选择。一是扩展方式选择，S7-300PLC有多种扩展方式，实际选用时，可通过控制系统接口模块扩展机架、Profibus-DP现场总线、通信模块、运程I/O及PLC子站等多种方式来扩展PLC或预留扩展口；二是PLC的联网，包括PLC与计算机联网和PLC之间相互联网两种方式。因S7-300PLC的工业通信网络淡化了PLC与DCS的界限，联网的解决方案很多，用户可根据企业的要求选用；三是CPU的选择，CPU的选型是合理配置系统资源的关键，选择时必须根据控制系统对CPU的要求(包括系统集成功能、程序块数量限制、各种位资源、MPI接口能力、是否有PROFIBUS-DP主从接口、RAM容量、温度范围等)，并较好在西门子公司的技术支持下进行，以获得合理的选型；四是编程软件的选择，这主要考虑对CPU的支持状况，我们的体会是：STEP7V4.0对有些型号的CPU不支持，硬件组态时会发生故障出错，而STEP7V5.0则不存在这种问题。

二、设计及使用

1.设计注意事项

设计时主要应注意以下几方面：

(1)PLC输出电路中没有保护，因此在外部电路中应设置串联熔断器等保护装置，以防止负载短路造成PLC损坏。熔断器容量一般为0.5A。 对于一个熟悉主流PLC编程软件的用户，如果不需看入门文件和帮助文件、不需要培训，就能较顺利地用**次使用的编程软件来完成基本的操作，这样的软件在使用方便性上就是成功的。

8.其他

建议变量的定义采用比较直观的表格方式，而不是文本方式。

IEC61131-3规定地址要加百分号，例如“%IB0”，建议在输入时允许不输入%，输入后自动添加%。

二、防错和查错的措施

应以预防为主，尽可能让用户想犯错误都犯不了。在操作过程中检查错误，即使给出错误信息。在操作完成时进行总体检查，显示操作过程查不出来的错误的信息。

1.防止程序输入出错的措施

如果输入了错误的数据类型、地址或常数，用红色或别的方式标记，提醒用户改正。也可以自动弹出错误信息对话框。

在编译程序后给出程序的语法错误，显示错误的位置和错误的内容。双击编译信息中有错误的行，自动打开出错的程序，光标放在出错的位置。

2.防止错误操作的措施

在硬件组态时选中某个模块，用颜色显示允许添加该模块的位置或插槽，在拖放模块时用光标显示是否允许模块放在当前的位置。

根据当前软件的操作和选中的对象，禁止当前条件下不允许的操作，例如禁止执行某些菜单命令，禁止使用工具栏上的某些按钮，禁止使用对话框中的某些多选框和单选框。被禁止操作的对象用灰色显示。

3.检查错误的措施

在操作结束时(例如点击“确认”按钮关闭对话框或编译硬件组态)，检查操作是否成功完成，如果有操作错误，则显示出错误信息 对于一个熟悉主流PLC编程软件的用户，如果不需看入门文件和帮助文件、不需要培训，就能较顺利地用**次使用的编程软件来完成基本的操作，这样的软件在使用方便性上就是成功的。

好的编程软件应有覆盖面广的在线帮助功能，打开某个对话框的选项卡，选中某个菜单中的某条命令，选中指令列表或程序中的某条指令，按计算机的键，将会出现选中的对象的在线帮助。

4.剪贴板功能

可用键盘、鼠标选中画面上的个别或多个对象，然后可以通过剪贴板进行删除、复制、粘贴、剪切等操作。

软件应是开放的，可通过剪贴板实现编程软件中的内容(例如指令表程序)与别的软件(例如Word和Excel)的相互传送。

5.器

如果仅仅用梯形图来，受到的限制很大，因为往往不能同时看到感兴趣的全部变量。建议采用西门子STEP7的软件PLCSIM的方案，被的对象以字节、字或双字为单位，由用户生成。也可以采用类似于监控用的变量表的方式，用一行监控一个字节(8个位变量，每个位变量用一个小方框表示)、字或双字。

在关闭软件时应能自动保存当时的对象的设置。

6.程序段的划分

西门子的S7-200/300/400的梯形图程序被划分为程序段(Network)，一个程序段只能放一块独立电路，有的程序段只有一条指令，这样导致梯形图很不紧凑。S7-1200允许在一个程序段中放多块独立电路(即允许合并S7-200/300/400的程序段)。建议梯形图不要划分程序段，或采用S7-1200的方案。

7.可组态的界面

编程软件的界面可根据用户的需求和爱好来设置，例如显示工具栏上的哪些按钮，打开程序块时程序编辑器的初始显示方式，可关闭和显示注释，可调整触点的宽度和表格显示的内容等等。可参考STEP7的“选项”→“自定义”菜单命令的功能

电流的设定值(M设定)取自取自速度环的输出信号，电流的实际值(M实际)取自各个传动点的交流变频器输出端电流互感器的测量值。

    因此对于冲浆泵的变频调速而言，需要对其进行PID控制，需正确选择速度反馈方式和PID的各类参数。加速时间0～**的设定值一般为60秒，而减速时间大约为30秒。变频器的设定输入值需具有二至多端的输入，并能进行基本运算。反馈信号需具有接收模拟信号或脉冲信号的端口。了解这一点，对选择变频器的型号非常重要。

    3、造纸机分部传动的变频控制

    我国造纸机分部传动设备，以前采用SCR直流调速方式，由于存在滑环和炭刷造成可靠性和精度不高，从而导致纸机的机械落后，车速也只有200m/min左右，很难同国外的1000m/min的高速纸机相比。由此看来，造纸机分部传动机械的变频化已是大势所趋。

    分部传动涉及到纸机的网部、压榨部、前烘缸、后压榨、后烘缸、压光机等众多的传动点，由于纸张具有细薄、脆弱的缺点，因此为了防止纸张出现断裂、卷曲、褶皱、压痕，必须对各传动点进行高精度的速度控制，并保纸张按成纸方向所限定的伸展率进行延展。也就是说，从上浆到上卷的整个过程，要保持纸幅一定的速度级联，这样才有拉力。正是基于分部传动的变频控制强调的是各传动点的在线无级调速和同步跟随性能，因此用在分部传动的变频器必须具有以下特性：

    (1)调速范围宽，在全速度范围内，效率必须在以上；

    (2)功率因数**0.9以上；

    (3)输入谐波电流总失真小于3%；

    (4)采用可靠性高、技术成熟的标准器件IGBT；

    (5)能减少输出谐波分量并有效降低dv/dt噪音和转矩脉动的效果；

    (6)利用通讯功能实现数据的高速串行传输。

    如某纸厂1台1092型水松纸造纸机的4个分部传动传动点的功率分别为压榨11kW，主缸11kW，组缸7.5kW,卷纸5.5kW。根据使用厂家的实际情况和要求，变频器采用西门子公司新近推出的MM420系列，PLC采用西门子S7-200系列。网络通讯采用RS485接口，协议方式采用西门子USS协议。主机调速及单个传动点微调采用按扭调速，并且能够在操作台和设备前两地调速。又如某厂2820型牛皮箱板纸造纸机，变频器采用美国AB公司1336型高功能变频器，PLC采用AB公司SLC500系列，操作界面采用触模屏。由上位机控制运行参数存储、数据表格自动生成、生产报表自动打印、故障报警状态分析。网络通讯采用通用的PROFIBUSDP通讯网络。电动机采用交流变频电机，并且应用磁通矢量闭环控制。另外可以通过对各个传动点的实际使用功率的计算控制各个传动点的负荷分配，并且在生产过程中可以通过点动在不影响速度链的情况下进行局部张紧和松弛。

    以上二例是较为典型地应用到了分部变频控制的控制原理，分部传动的控制原理是保持速度级联和高速传输，前者利用上位机(PLC或工控机)来进行速度级联的计算，后者是通过变频器本身的高速串行通讯能力来实现的。

怎样一来，整个系统配线简单、自动化程度高、信息量丰富且接口兼容，便于实现FA和管控一体化。

    速度级联的是将纸机分部传动的主传动点形成了一串速度链，只要其中的一个点速度进行调整，其后的每一个传动点也随之快速调整。在实际的纸机控制中，往往还要根据特定的位置再增加特定的传动控制方式，尤其重要的当数负荷配比控制。

    所谓负荷配比控制，是指在两个啮合辊中，为保持接触的紧密性和合理性，需要对两个辊子进行负荷分配，以达到较佳效果。在造纸机压榨部、压光机等啮合辊控制中，根据工艺需要，纸幅断裂时，啮合的两辊子处于脱开位置，纸幅通过时两辊子处于合上位置。其中在啮合辊合上中，为保持两辊子在机械上的紧密接触，达到啮合的要求，需采取负荷配比控制方式。

    啮合辊的主传动仍采用速度级联控制方式，从传动采用负荷配比控制方式。在该负荷配比控制中，速度闭环的设定值在主传动设定值(V设定)的基础上，再增加5%的速度，这样的话，其速度环的输出值即电流环的设定输入值(M设定)就会增加，然后主传动速度环的输出值乘上负荷配比百分值去限定从传动电流环的设定输入值(M设定)，也就会紧紧跟上主传动，使得该两辊的啮合程度更加紧密、贴合。

    4、卷纸机、复卷机和机外涂布机等收放卷系统的张力控制

    纸张有二种成型方式即平板纸和卷筒纸，由于高速印刷机的大量出现，对于卷筒纸的需求量与日俱增。而且卷筒纸相对于平板纸来说，更能提高纸机的车速。然而纸机对于卷筒纸的处理则是一个相对复杂的过程，尤其是在中心卷取的过程中，随着卷径的不断增加，卷筒辊的速度必须不断减少，同时又要保证纸幅的张力相对平稳。因此，对于收放卷系统而言，进行张力控制是核心技术，也是变频调速的难点。

    对如此复杂的张力控制系统，变频技术必须能克服以下4个技术问题：

    (1)将复杂的交流异步电机的数学模型简单化；

    (2)考虑到张力反馈信号的延后和超调；

    (3)将卷绕张力控制过程的动态参数描述成时变函数；

    (4)保证张力闭环的抗波动能力高和即时调节性好。

    目前，在卷取中较常用的是以下2种控制方式：

    (1)速度控制卷取(SPW)，用PID通过测力传感器的张力反馈，或调节辊的位置反馈，来修正速度给定；

    (2)电流控制卷取(CPW)，用PID调节张力给定，可适用于中心卷取的方式，这一类型的控制一般是开环的。

    具有张力控制的变频控制系统，一般由直径、补偿、转矩和速度计算等模块组成，图3所示为其卷取系统的基本软件结构：

    5、造纸机辅助部分的变频控制

    造纸机的辅助部分通常包括白水系统、真空系统、压缩空气系统、冷冻水系统、化学品加药系统、损纸回收系统、通风系统等。在实际设计纸机中，为了使纸机能连续均衡地运转，它的辅助部分，一般都超过造纸机较大生产能力的15%～35%。因此，采用变频调速及其控制技术能有效地降低实际运转中辅助能耗，比如原先采用调节阀门开度来控制的风机和水泵、定速运转的皮带传输机等。以下就典型的几个方面来阐述变频控制的广泛用途。

    5.1 冷冻水变频调速

    在造纸的辅助设备中，涂布和施胶经常要到用冷冻水来处理涂料，以保持涂料化学特性的稳定，现在经常采用的方法为冷冻水泵变频调速系统。它的控制原理是利用温度或温差控制，因为从严格意义上说，冷冻主机的回水温度和出水温度之差表明了冷冻水从涂料槽带走的热量，所以温差可作为控制依据。同时由于冷冻主机的出水温度一般较为稳定，故实际上在设计中只需根据回水温度进行控制即可。

    冷冻水系统选用的变频调速应该可设计为PID控制，因为大部分的变频器都具有PID功能，因此控制回路就非常简洁，以回水温度作为反馈信号，而目标温度则可以通过变频器的面板设定或是上位机输出模拟量信号设定。

    5.2 损纸皮带机变频调速

    损纸皮带机是负责将干部的断纸或处理纸运送到干损系统，因为皮带的速度通常都按纸机的较大车速设计的，通常纸机运行的速度在较大车速的50%～80%之间，皮带定速运行必将浪费相当大的能量，而且还产生太大的噪音，此时采用变频调速，使皮带机的速度跟随纸机的车速，而且使皮带机的起动频率为20～30Hz，这样既能皮带机能快速反应避免堵纸，又能降低能耗。

    6、结束语

    随着变频技术的发展和成熟，变频器以其优良的调速性能、操作简单、功能完善、易于实现自动调节等诸多优点，必将取代纸机上传统的直流调速系统，而成为纸机电气传动的*。