西门子模块6ES7307-1EA01-0AA0供应

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软冗余又称软件冗余，是西门子实现冗余功能的一种解决方案，可以应用于对主备系统切换时间要求不高的控制系统中。软冗余能够实现：主机架电源、背板总线等冗余；PLC处理器冗余；PROFIBUS网络冗余（包括通信接口、总线接头、总线电缆等冗余）；接口模块IM153-2冗余。在软冗余系统进行工作时，主、备控制系统（处理器，通讯、I/O）立运行，由主系统的PLC掌握对冗余部分ET200M从站中的I/O控制权，主、备系统通过软冗余程序进行数据同步。PLC程序由非冗余（non-duplicated）用户程序段和冗余（redundant backup）用户程序段组成，主系统PLC执行全部的用户程序，备用系统PLC通过判断冗余状态跳过冗余程序，只执行非冗余用户程序。当主系统中的组件发生故障，备用系统会自动切换为主系统，执行冗余程序，控制任务不会出现中断。

软冗余的原理和系统配置要求

能够实现软冗余功能的CPU有具体的要求，在S7-300中，315-2DP型（包括313C-2DP、314C-2DP）以上的CPU才能支持，所有的S7-400 CPU都支持软冗余。主、备系统的CPU型号可以不同，如其中一套系统采用S7-400系列，另一套系统采用S7-300系列。数据同步可以通过MPI、PROFIBUS、Ethernet三种不同的网络方式。需要两套系统共同控制的I/O信号需要采用ET200M从站采集，由于要接入两套CPU中，因此ET200M要选用冗余的IM153-2接口模块，并且采用有源总线模块。软件需要安装软冗余软件包，只有安装了软件冗余包STEP7中才会出现冗余功能库。

软冗余系统的编程调试和故障诊断

STEP7中的冗余软件包包含了多个功能块，每个功能块都有特定的功能和调用方法，而且不同程序库中的功能块应用的场合不同，使用时需要加以区分。由于是通过软件程序来实现冗余，因此软冗余系统在编程调试时有些特点要注意。如在OB100中初始化程序块FC100，定义系统运行的参数要正确，冗余输出映像区要连续。修改系统参数后要对CPU进行复位，重新下载全部项目到PLC。

软冗余系统与其他系统连接

软冗余系统在实际应用中还会涉及到与其他系统进行数据通信、连接上位软件WinCC时如何建立冗余链接等情况

对于立即写（Immediate Write）功能，如下面举例所示，生成符号程序段。对于有时间限制的应用，可以以比每OB1 扫描循环一次的正常情况快的速度，将一个数字量输出的当前状态发送到输出模板。立即写功能可以在扫描立即写逻辑程序级的同时，将一个数字量输出写入输出模板。否则，当 Q存储区使用 P存储状态新时，等到下一OB1扫描循环结束。 
为了将一个输出立即写入输出模板，应使用外围输出（PQ）存储区，而不使用输出（Q）存储区。外围输出存储区可以作为一个字节、一个字或一个双字读取。因此，通过一个线圈元素，不能新一个单的数字量输出。为了将一个数字量输出的状态立即写入输出模板， 包含相关位的Q存储器的字节、 字或双字可以有条件地复制到相应的PQ存储器中 （直接输出TPC1062K的模板地址）。

小心 
• 由于 Q 存储器的整个字节被写入输出模板，当进行立即输出时，该字节中的所有输出位都将被新。 
• 如果一个输出位在不应发送到输出模板中的整个程序中出现中间状态（1/0），立即写功能会造成危险情况（输出瞬时脉冲）。 
• 作为一般设计规则，在一个MT6100I的程序中，外部输出模板只能认为是一个线圈。如果遵守该设计规则，可以避免使用立即输出时的大多数潜在问题。

举例 
等效于立即写入外围数字量输出模板 5通道1的梯形逻辑程序段。 寻址输出Q字节 （5） 的位状态可以修改， 也可以保持不变。 Q5.1被赋给程序段1 中I0.1的信号状态。5被复制到相应的直接外围输出存储区（P5）。 字PIW1包含I1.1的立即状态。 PIW1与 W#16#0002进行与 （AND） 逻辑运算。 如果 PB1中的 I1.1（ 2位）为“1”，则结果非“0”。如果 WAND_W 指令的结果不等于“0”，则接点“A<>0”通过电压。

问题反映：一套设备，配备S7-400系统，一台TP 270触摸屏放置在操作台上，通过DP/MPI方式传送信息，奇怪的问题是：经常会出现PLC与TP屏无法建立连接，把想到的认为有干扰的地方全部检查，并且想办法进行屏蔽，有时可以解决问题，通讯正常，但不知什么原因又会引发同样的故障，而且有时候通讯的建立与中断转换频率快，一会儿连接，一会儿断开。
       系统内还有一台直流驱动装置590+，数台Emerson变频器，其余为常规电器，供电系统有TE、PE，而且互相隔离。
       如何解决通讯连接干扰问题呢？
       解决方案：可能是调速装置的干扰，或者是接地的问题。接地应严格分开控制地和保护地，控制系统一点接地。
      问题反映： 直流调速的影响是会有的，但通讯只是一个点对点的应用，而且采用西门子RS-485插头和6XV1830-0EH10电缆，接地系统已经分开，通讯线的接地是单做的数据地，PLC系统的机壳与机柜相连（金属机柜，原厂家装配的），供电系统的零、地合一。
     问题反映： 严重到找不到S7统计通讯了，

      解决方案： S7-400与TP的距离有多远？其线路是否与变频器的线路靠近？变频器与PLC有通信？
       问题反映：PLC到TP270直线距离大概有20米，通讯线放电缆槽沟内长度大约有35米，PLC柜紧挨着直流传动柜，直流传动柜旁边是低压柜(内有液压站电机、主电机风机的接触器、保护器，低压开关、微断等，还有几台变频器)，所有的电缆都在一个电缆沟里，有较大部分的平行放置；变频器与直流传动均没有与PLC实现网络通信，所有的运行指令及速度值由PLC输出，PLC通过电缆与相关设备连接。
      解决方案：变频器和TP通信线是否有屏蔽？变频器的布线和屏蔽如果处理得不好的话，可能会产生很重的干扰。
       是否可以试试将TP暂时放PLC旁边，或者临时拉一条通信电缆（不要放电缆沟）。如果没问题的话，说明是干扰的问题。
       问题反映：变频器功率不大，5.5Kw，但是变频器与TP没有通讯。PLC与TP通讯电缆是西门子电缆，屏蔽层接数据地线，但这根电缆与多根大电流的电缆平行放置，长度大约15米．
       已经将TP放在PLC旁边，没有任何问题的，今天准备换一根通讯电缆，而且远离动力电缆，不知是否有效果。PLC端的RS485总线插头的终端电阻不接，TP端的终端电阻接入。
      解决方案：如果只是PLC和TP的点对点通信，双方都应该接入终端电阻。
      问题反映：采用了上次提出的方法，两端都接入终端电阻，但是还频繁地出通讯中断的提示，等大修时间在换一下动力电缆再看看效果。

      总结：通过实验，可以肯定干扰的根本原因是通信电缆与多根大电流的电缆（特别是变频器的输入、输出电缆）平行放置在同一电缆沟内，且距离很近。
       这个系统比较简单，只是点对点通信，简单的实验方法就是将两台设备暂时放置在一起，或者临时拉一条通信电缆（不要放电缆沟）。如果干扰消失，肯定是电缆布线引入的干扰。可以用示波器观察RS-485的A、B线对数字地（5针）的波形，如果有强烈干扰，可以看得到干扰信号的波形。

西门子PLC间接寻址方法，本文提到的主要是西门子S7-300plc.
1．区域内间接寻址
       指针的位（31位）x为0时为区域内的间接寻址，此时区域标示号rrr也为0，地址指针的格式与存储器间接寻址的相同。下面是区域内间接寻址的例子：
L      P#5.0                           //将间接寻址的指针装入累加器1
LAR1                                    //将累加器1的内容送AR1
A      M[AR1, P#2.3]                  //AR1中的P#5.0加偏移量P#2.3，对M7.3进行操作
=      Q[AR1, P#0.2]                   //逻辑运算的结果送Q5.2，P#5.0+P#0.2=P#5.2
L      MW[AR1, P#19.0]                //将MW24装入累加器1
       方括号内为操作数的地址，它等于AR1中的地址值P#5.0加上逗号后面的地址偏移量，例如3条指令中操作数的地址为P#5.0+P#2.3=P#7.3，即操作数为M7.3。
       2．区域之间的间接寻址
       指针的位（31位）x = 1时为区域间的间接寻址，下面是区域间的间接寻址的例子：
L      P#M 6.0                     //将M6.0的双字地址装入累加器1
LAR1                                //将累加器1的内容送到AR1
L      W [AR1,P#20.0]             //将MW26的内容传送到累加器1
       P#M6.0对应的二进制数为2#1000 0011 0000 0000 0000 0000 0011 0000。因为地址指针P#M6.0已经包含有区域信息（rrr=2#011表示M区），3条指令“L  W[AR1, P#50.0]”没有必要再使用标识符M。
       用地址指针读写字、字节或双字时，指针中小数点右边的位编号为0，否则将会出错

从西门子PCS7V5.1开始，可以使用调试工具“PCS7PIDTuner”来优化控制器。这个工具可以通过测量方式识别控制对象参数并给出优化参数的设置建议。如果用户需要，可以立刻使用这些参数。

从PCS7V7.1开始，可以优化“PCS7Library”和“PCS7AdvancedProcessLibrary”中的控制器，以及有类似功能的控制器。同样也可以调整步进控制器的马达启动时间。

要求：

西门子PCS7的PID整定器软件安装在工程师站上。在正常PCS7的工程师站安装中就可以安装此工具。

安装相应授权。从PCS7V7.1开始，不再需要额外的PCS7PID整定器授权。

CFC已经编译并下载到PLC中。

ES和PLC之间有在线连接。

对于控制回路需要了解以下几方面：

1.控制对象的过程特性（是否存在积分环节）

2.控制回路状态（手动或者自动）

3.控制器的阶跃工作点

4.控制器类型（比例积分微分，比例积分或者比例控制器）

说明：

以下以连续型的比例积分控制器为例解释如何使用PCS7的PID整定器。

注意：

1.请注意优化过程会干扰实际系统运行。如果影响了实际过程运行，在相应优化步骤中会有提示。用户需要知道可能出现的后果。

2.在优化工作之前，对操作工做合适的人员安排。

3.优化过程中，密切关注过程曲线记录。

序号步骤

1为控制器优化做准备

优化之前，控制器需要切换到“优化”模式。可以在CFC中或者在上位机OS面板上设置。

在CFC中将“OPTI_EN”管脚设为“Enable”，这个管脚默认隐藏。如果在OS面板上，在“bbbbbeter”视图中勾选“EnableOptimiz”选项。

2启动PCS7的PID整定器

选择控制器功能块，在CFC中通过菜单“Edit>OptimizePIDController...”启动此工具。

3设置曲线记录参数

为了使当前显示符合实际，停止曲线记录并点击“Settings...”按钮。

4启动控制器优化

点击"StartControllerOptimization"按钮。

5读取测量值（步骤1到5）

步骤1到3中，需要定义读取测量值的条件。步骤4中读取测量值，监视曲线记录。这时可以取消过程。

1.选择过程特性（是否存在积分环节）

2.选择操作模式（手动/自动），输入实现阶跃的起始点

3.输入新的设定值，实现阶跃

4.读取测量值

5.取消过程

6控制器的行为及结果（步骤6到8）

在步骤6和7中选择控制器行为和类型。步骤8中使用优化控制器参数控制回路。可以通过不同阶跃值和控制器参数来测试。

6.设置控制器行为（适当的扰动/适当的主控动作）

7.参数结果并选择控制器类型（比例积分微分，比例积分或者比例控制器）

8.使用优化参数控制回路

7设置控制器（步骤9）

后一步，决定是否采用老的还是新的设置。点击“Finish”按钮结束参数优化。

9.控制器参数选择（老/新）

8关闭PID整定器

控制器已经采用新的参数设置。通过“Endandsave”按钮关闭PID整定器。控制器被复位到初始的操作状态

1：采样周期默认设置为1S，实际编程中这个应该怎么进行设置?
2：用SM0.0调用，可是我想在一段时间内才进行PID运算，怎么设置？
3：当偏差变大，则PID输出也变大；那么当设定值小于过程值，即偏差变成负值时候，PID输出怎么变化？
4：S7-200用向导编程PID之后，直接用SM0.0调用就可以了吗？我看有的资料说还要写入回路控制 0才能运行？。
5：向导生成PID输出的范围是多少？如果用这个输出值来控制一个+-10V的阀门，怎么把PID输出转化到+-10V上面？

6：程序中的PID子程序运行时，怎么能让它运行20MS，然后退出运行？

答：1：采样周期默认设置为1S，实际编程中这个应该怎么进行设置?
、编程时的PID控制器采样时间与实际的采样时间一致。S7-200中PID的采样时间精度用定时中断来保证。
、定时中断：
S7-200有四个定时中断定时器，两个特殊寄存器（SMB34/SMB35）和两个定时器（ T32/T96）中断。中断定时计时，可以用来执行模拟量定时采样等任务。
2：用SM0.0调用，可是我想在一段时间内才进行PID运算，怎么设置？
定时中断（SMB34/SMB35）长定时为255ms，如何实现长时间的定时？
可以采用T32/T96中断，长时间可到32.767s。在定时中断服务程序中对进入中断的次数进行计数，也能实现长时间的中断延时。
3：当偏差变大，则PID输出也变大；那么当设定值小于过程值，即偏差变成负值时候，PID输出怎么变化？
、过程变量过设定值很多就会很大的调。产生原因：积分时间（Integral time)可能太高
解决方法：降低积分时间 。
、得到一个非常不稳定的PID。产生原因：如果用了微分，可能是微分参数有问题。没有微分，可能是增益（Gain）值太高。
解决方法：
调整微分参数到0－1的范围内 ，根据回路调节特性将增益值降低，可从0.x 开始逐渐增大往上调，直到获得稳定的PID。
4：S7-200用向导编程PID之后，直接用SM0.0调用就可以了吗？我看有的资料说还要写入回路控制 0才能运行？
详见上传的图片。
5：向导生成PID输出的范围是多少？如果用这个输出值来控制一个+-10V的阀门，怎么把PID输出转化到+-10V上面？
应用在指令库中，子程序Scale_I_to_R可用来进行模拟量输入到S7-200的转换；子程序Scale_R_I可用于内部数据到模拟量输出的转换。
6：程序中的PID子程序运行时，怎么能让它运行20MS，然后退出运行？
PID需要有一个调节过程，是根据反馈连续地调节才能趋于稳定。不知楼主的用意是什么？20MS，对于信号的反馈时间与硬件有关。

节能目标 

系统的是汇聚所有信息的全局服务器，使用贝加莱的操作员站可以运行所有系统的可视化应用软件，这些设备还能取代报警处理和进一步的数据处理。“该控制系统的优点是，在单个系统中我们可以获得至少98%的供应技术，因此可以记录和分析所有系统的复杂关系。除此之外，它有针对性地减少了电力需求，比如关闭不必要的设备”，Siegfried Weitkunat解释道。 

“该控制系统的优点是，在单个系统中我们可以获得至少98%的供应技术，因此可以记录和分析所有系统的复杂关系。” 

在贝加莱PCS和PLC技术的帮助下，特别是对于压缩空气来说，按需准备压缩空气可以大大改善能源效率。通过为25个空气压缩机安装压缩空气控制器，奥迪设定了12.5%的能源节约为目标。空气压缩机分布过20公里，在6bar和12bar的管网中装有总量达95000m3和24000 m3的空气。作为APROL项目的一部分，自给自足的控制器可以为每一个压缩空气执行严格的控制任务。主站控制器确定哪些压缩机需要使用当前压力和流量，并且按照规定满足合适的压缩空气的需求。与此同时，根据负荷分配调节各站点的压力水平，从而将损耗降到小。运作中的涡轮增压压缩机通过连续调整设定值确保优化能源效率。该系统甚至能使公司当初的目标。 

按需冷却 

冷却任务是使用贝加莱的控制技术工厂能源效率的又一方面。数年来冷却系统的规模不断扩大，奥迪为此建立了一个崭新的能源，将贝加莱现有的控制器产品集中于一个APROL系统中。制冷机组的制冷量约30兆瓦，并且可以根据奥迪设计的特殊控制概念按需控制。多重冗余加上其他措施确保高水平的可用性。“控制器的性能，奥迪雇员在使用过程中一次次地证实了这点，很少出现CPU或磁卡错误，” Siegfried Weitkunat申明。 

贝加莱解决方案的性为奥迪树立的信心也是显而易见的，他们在其他方面的技术要求也依依得到了满足，如楼宇的供暖系统、通风系统、网络水泵和辅助系统。 

APROL系统配备了冗余服务器和15个操作员站，用于供暖系统的开闭环控制。为了尽量减少外部影响，贝加莱还开发了一个自给自足的冗余光纤环形网络。其他标准的现场可视化系统功能有限，取而代之的是图形化APROL控制终端，它具有冗余功能和高的性。这样，系统操作人员就可以掌控APROL控制系统。 

APROL集成局域网 

这是APROL网络的又一个优势。所有控制和可视化技术都可以纳入奥迪公司的局域网。使用静态IP无法实现网络，取而代之的是分配的IP地址。为了满足办公室和自动化应用的不同需要，IT部门事先定义了额外的边界条件。通过奥迪公司的局域网，系统甚至可以实现交换信息。“如果网络出现问题，这一架构可以使每个系统都能持续立运行，否则就进行IT维护工作，”Anton Hagl道。这确保了必需的系统有效性。随着接口和网络机制数量的减少，通过建立PCS网络，能源需求也能相应保持小化。 

降低系统化能源消耗和相关二氧化碳排量是奥迪环保活动重要的组成部分。奥迪股份公司以此致力于可持续发展和环保事业。的过程控制系统可以支持这一汽车制造商实现潜在的优化，并对新要求做出灵活的反应。“贝加莱的支持与服务物所值。我们的代理商随时恭候，问题一出现就能立即解决，” Siegfried Weitkunat后说道。