6ES7322-1FL00-0AA0详细使用

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 随着经济的发展，城市的建筑物越来越多，预防和火情就显的十分重要。消防自控制系统就是为了预防和火情并能在火灾发生的早期就进行自动灭火的一种系统。当火灾发生时，报警系统发出火灾信号，并通知消防自控系统，然后消防自控制系统再进行灭火。现就自控消防系统做一具体介绍。

控制要求：

1. 本系统运用于大型某建筑物的消防系统中，该系统有43台消防设备，分布在建筑物的不同地方，两个设备之间距离较远（几十米到上百米）。现要将现场的43台设备联网，并进行监控。

2.为了保证工作的性，能够对现场的每一台设备都可以进行监控。并可时时将火灾信号传达到相应的设备，控制相应的设备进行灭火。同时还要求现场的设备不仅可以控制，到现场还可进行现场控制。

3.为了能查看着火现场的状况，要求将着火现场的视频切换到视频中，以方便查看现场的着火和灭火情况。

4.操作现场的某一设备时，也要切换到当前操作设备的视频，以实现手动控制。

5.当某一设备与网络通讯出现故障时，和现场都要能时时报警。

6.为了保证的控制稳定，要有两种以上的操作系统。

7.与43台设备之间的数据通讯的实时性，性要能够保证。

8.经济性和操作性也是实际施工的一个重要因素。

解决方案：

1、要将43台消防设备联网，远程控制。考虑到成本、布线和施工的方便，将采用RS－485络网。由于RS－485只需要拉两条线，布线方便，成本也较低廉，并且一个网络跨度的距离大，可长达1公里多。同时又考虑到网络通讯的数据量大而且台数多，不仅有开关量和数字量，还有现场的模拟量。单一通讯口通讯的实时性不够，考虑后决定采用3个RS－485网络来进行通讯，这样不仅保证了通讯数据量大和实时性的问题，也提高了工作的性。也给布线带来了方便，可多网络铺线。

2.现场的PLC控制单台消防设备的各种动作执行，通过网络对所有现场的单台设备进行控制，控制程序放在单台设备上，PLC放置通讯控制程序。

3. 当操作哪台设备时或是哪个区域发出火灾报警信号时还要能通过视频看到现场，所以在加一个视频用来查看现场的火灾情况。因为每台设备都有一个视频，所以加一个视频矩阵进行43路的视频切换。当火灾发生或是控制哪台设备时就自动切换到哪台设备的视频。

4.当网络出现故障，现场和都要有报警。故障报警：采用Haiwell（海为）PLC简单的通讯指令，每一个站地址的通讯只要一条指令完成，同时还有与每个通讯地址通讯成功与否的标志位，利用此标志位就可用来做通讯故障报警。以达到与现场的某台设备通讯故障做到有效的报警。现场网络故障报警：与通讯正常时，对本地的某一M位一直置“ON”。本地的程序一段时间就会对这个M位置“OFF”，若这个M位很长时间都没有为“ON”就说明与通讯故障，就可用这个M位来判断现场与的网络通讯是否成功来做网络故障报警。

5.是个重要的控制点，要有两套或两套以上的控制方式，所以在用一个计算机和一个触摸屏来对进行控制，以增加控制的性。两个控制相互立，又可对同一同时控制，当其中一个出现故障时，另一个可以控制，这样就不会影响的正常工作，达到地控制。

综上各要求，消防系统网络示意如下图所示：

《1》 COM1和COM2是海为PLC主机自身所带的两个通讯口，COM1口（RS－232）用与上位机联机监控，COM2（RS－485）口用于的触摸屏联。再扩展三个通讯口（COM3、COM4和COM5），用于43台消防设备的联网。海为每个通讯口都可上下载程序和通讯，并且支持并行执行，保了通讯时实时性。

《2》 DI模块用于将火灾报警信号传至，再跟据火灾报警的信号通过处理传至对应的消防设备，并在产生火灾报警提示，将当前着火的区域通过DO模块输出信号给视频矩阵，通过视频矩阵切换当前着火的视频在视频电视中。

系统优点：

1、程序容量大：16K

2、可扩展的通讯口多：可扩展3个通讯，达到5个通讯口。每个通讯都支持并行工作，且都可上下载程序或通讯。

3、控制点数多：一个主机可扩展7个模块

4、通讯指令简单：一台设备一条指令完成，人为控制时序来避免端口的通讯冲突，并且通讯成功与否都有标志位，方便了技术人员的调试工作，提高了工作效益。

5、通讯效：通讯程序与扫描周期无关，通讯程序与其它程序分在不同的CPU执行，保证了通讯的实时性。

总结

Haiwell（海为）强大的组网通讯能力和无间隔的通讯执行，简单易用的通讯指令，使这种大组网也可用RS－485网络来实现，降、保证了通讯的实时性和性。

 一、加工机械原理与系统功能

在脆性材料（如石材）加工中，异型加工应用日渐 广泛，确定其控制方案时，采用PLC进行设计是一种性价比较高的选择。图1为截面形柱体加工机械的示意图。其工作过程分析如下：

图1 加工机械的示意图

运动过程：矿车带动工料作Z向往返运动（此时固定）;可作X、Y两方向运动：X方向分片进给将工料上部去除（当分片距离足够小时，由于是脆性材料，这些片实际上不存在）;-Y运动为的进量;Y向运动时带动用于形的光电对管运动。

形原理：按所需的形状用硬质材料剪裁制成模板，形状曲线朝上，当随-Y向运动的光电对管往下碰到模板上边缘时发出信号，-Y向往下不再进给，一分片加工结束可进入下一分片的Y向往下进给加工，如此循环，直至X向分片运动结束。由于位置固定时，矿车带动工料作Z向往返运动，故可加工出截面形的柱状体。

针对上述加工要求，PLC控制系统设计如下功能：

（1）设置粗、精加工两道工序，以实现较好的形效果。粗、精加工的转换有手动和自动两种方式。

（2）X向的分片距离可设置和显示。

（3）Y向往下进给量可设定和显示。

（4）整个系统有手动与自动两种操作方式选择，有电机过载和X、Y、Z向限位保护。

（5）旋转速度和Z向矿车速度利用电磁调速。

（6）加工一工料后，系统自动停止;另外设有急停和暂停（即从停止工位可起动继续加工）。

二、PLC的I/O安排

为实现上述控制功能，PLC选用三菱FX2N系列，I/O点数为64点。具体安排如下：

输入点：X0：加工系统起动;X1：手动/自动选择开关;X2：急停;X3：暂停;X4/X5：+/- Z向点动;X6/X7：+/-X向点;X10/X11：+/-Y向点动;X12/X13：+/-Z向到位开关;X14/X15：+/-X向到位开关;X16：+Y到位开关;X17：+/-X、Y、Z六个限位保护开关（由于限位保护时，故障现象直观，为节省输入点数将六个常开并联）;X20：粗/精加工选择;X21：粗、精加工自动连续（即粗工结束后自动进入精加）;X22～X25：X、Y、Z向电机过载保护;（如锯片）旋转电机过载保护;X26：-Y向下降进给量设定确认;X27：X向分片距离设定确认;X30：形用光电开关;X31～X34：进给量和分片距离设定值拨码开关。X35：故障排除或暂停再起动。

输出点：Y0：控制旋转电机对应的接触器;Y1～Y2：矿车Z/-Z向运动;Y3～Y4：X/-X运动;Y5～Y6：Y/-Y向运动;Y7：手动指示;Y10：自动指示;Y11：粗加工指示;Y12：精加工指示;Y13：粗、精自动连续指示;Y14：暂停指示;Y15：系统运行指示;Y16：故障报警;Y17：限位故障指示;Y20：旋转电机过载故障指示;Y21：矿车电机过载指示;Y22：分片电机过载指示;Y23：Y向电机过载指示;Y24～Y27：4位设定值BCD数字选通控制;Y30～Y37：4位数码管显示控制。

三、程序设计

控制程序主要包括点动调整、粗加工、精加工和设定值处理与显示程序，采用步进功能指令设计。在这些程序中也包括停止、保护和故障处理的环节。

加工开始前，应根据工料的自然尺寸确定Y、±X、±Z的到位开关;点动调整和矿车到初始（原

图2 形原理示意图

图3 粗加工程序流程图

位置;根据工料材质设定好-Y下降和X分片进量;选择加工方式即粗加工或粗—精连续加工或精加工方式。

下面分析主要程序的控制原理。

1、粗加工控制程序流程

粗加工原理是将工料形截面的上部分割成一片片，由于工料是脆性材料，当分片距离足够小，已分割完的片实际是不存在的。如图2所示。

粗加工的PLC控制流程如图3所示。

2、精加工程序

精加工程序X分片距离程序设定为粗加工的1/2，加工过程没有-Y下降进给，采用一直下降至光电开动作后，再Y上升至光电开关不动作（这也是补偿控制原理），然后进行Z或-Z运动，流程略。

3、关于再起动问题与初始化

为减少加工过程中出现的可避免废品，除了急停外，对电网停电、故障保护、暂停等引起的加工过程中断，对每一步进状态，将自动控制流程所用的状态器Sn～Sm送入悼电保护的数据寄存器中;此外，对于进量，采用积算原理和减计数的方法设计。这样，用户可在停机处理后按再起动（X35）继续加工。

在初始化程序化程序中，根据不同的开机情况对相关的状态器和数字寄存器赋初值。

四、结语

本文所分析的形加工PLC控制方案，已在石材加工得到较好的应用。在实际系统运行一段时间后发现由于丝杆隙动量的问题，-Y向下降到光电开关处往往会出现过冲现象，因而在精加工程序中加入补偿方法，能较好地解决这一问题。

当然利用计算机集成制造技术或PLC的运动控制中的示教功能也能实现形加工［2］，但对简易形和脆性材料加工，本系统具有较高的性价比，值得推广应用。

 德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子(SIEMENS)公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能强，性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC(如S7-200)，小规模性能要求的PLC(如S7-300)和中、要求的PLC(如S7-400)等。

1.SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2.SIMATIC S7-300 PLC

S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速(0.6~0.1μs)的指令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了为复杂的算术运算;一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值;方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送;CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如：时，模块换，等等);多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改;S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统;串行通信处理器用来连接点到点的通信系统;多点接口(MPI)集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

3. SIMATIC S7-400 PLC

S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，，同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

4. 工业通讯网络

通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间兼容。

5. 人机界面(HMI)硬件

HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200(可显示中文)，OP3，OP7，OP17等;图形/文本操作面板OP27，OP37等，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等;SIMATIC面板型PC670等。个人计算机(PC)也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件(如ProTool)组态才能配合PLC使用。

6. SIMATIC S7工业软件

西门子的工业软件分为三个不同的种类：

(1)编程和工程工具 编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC Wi基于制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在bbbbbbs平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线软件。

(2)基于PC的控制软件 基于PC的控制系统Wi允许使用个人计算机作为可编程序控制器(PLC)运行用户的程序，运行在安装了bbbbbbs NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。Wi提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC(在用户计算机上安装一个PC卡)，它具有硬件PLC的全部功能。Wi与SIMATIC S7系列处理器兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具(如STEP 7)，编制的程序既可运行在Wi上，也可运行在S7系列处理器上。

(3)人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面(HMI)或SA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于监控级的WinCC。

ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于bbbbbbs平台的监控系统。

WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SA(Supervisory Control and Data Acquisition)软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和的过程信息和数据处理能力，其新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。