西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8产品

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我国虽然是农业大国，但要解决十二亿人口的吃饭问题还是个值得重视的问题。这个问题的 解决关键在于提高农业生产效益和增强抗灾能力。随着科学技术的不断发展，当前设施农业 （又称工厂化农业）已成为解决上述关键问题的一种农业新兴产业。设施农业是借助温室及其 配套装置来调节和控制作物生产环境条件的新农业生产方式，是农业摆脱自然制约的有效手 段，是对常规农业的性发展，是高产、、和技术密集型的农业。近年来，国外 如以色列、荷兰等国在设施农业中研究和生产方面已达到很高水平。我国近年来，塑料大棚和日光温室为主体的设施农业正发展，但与国外相比，普遍存在科技含量低、劳动强度大、生产水平和效益低下。因此，迫切需要技术改进，以提高我国设施农业的整体水平。 
  
  　要实现高水平的设施农业，涉及到关键技术中信息手段是重要的关键技术之一。因此 ，开发性能价格比高的设施农业用传感器是当务之急。作为传感器技术新世纪的发展方向， 本人认为把重视传感器在设施农业中的应用是势在必行的，这也是促进传感器产业化的重途径之一。 
  
  　设施农业用传感器的品种较多，按其检测参数分数，主要有以下几种： 
  
  　（1）温度和湿度：作物的生长与温度和湿度有密切关系，塑料大棚的控制参数中，温度与湿 度检测、控制是主要参数之一。 
  
  　（2）土壤干燥度：作物生长需要水份，在设施农业中如何，做到既不影响作物生长又不 浪费水资源是至关重要的问题。土壤干燥度的检测，需要用干燥度传感器。目前较广泛采用 的干燥度传感器是由负压传感器与陶瓷过滤管组成的。 
  
  　（3）CO2：农作物生长发育离不合作用，而光合作用又与CO??2有关，所以控制CO2的 浓度，有利于作物的生长发育。 
  
  　（4）光照度：设施农业中，采用栽培管理自动化系统其光源为人工光，而不用太阳光， 采用光传感器来检测和控制光照强度，使作物可以得到均匀一致的光照。 
  
  　（5）土壤养分：土壤养分依赖于施肥，合理施肥不仅可以提高作物产量，而且可以避免过施 肥而造成不必要的损失。土壤养分的测定包括土壤质、pH值、氮、磷、钾以及交换性钙 和镁的检测。土壤养分测定，广泛采用离子、生物传感器。 
  
  　由于设施农业用传感器是在系统中发挥作用，因此传感器的性能符合以下要求： 
  
  　（1）长期稳定性好　农业设施用传感器的使用环境比工业恶劣，如高温、高湿。因此传感 器长期稳定性要高，需要解决涉及传感器稳定性的关键技术包括材料、工艺等。 
  
  　（2）能适应系统要求　设施农业的实质是实现人为调节和控制作物生长环境条件，是通过一 个闭环系统来实现的。因此传感器的性能都应该与控制系统相适应。尤其是传感器的长距离 布点、传感器灵敏度的一致性、传感器的响应时间等，这样才能使系统真正做到快速反应和 调控环境的工作。 
  
  　（3）优良的性能价格比　由于用量较大，因此要求其价格较低廉，否则难于推广。 
  
  　由于我国农业现代化水平较低，设施农业刚起步，因此为了设施农业的发展，从传感器 生产过程中挖潜，尽量降，以满足性价比要求。 
  
  　这个新的应用领域开发的策略，本人认为应该是在充分调动传感器生产企业的积性的同时，又要防止一哄而上，低水平的重复。因此，电子敏感行业协会，应该有一个统一的规划，进行宏观调控，使设施农业用的传感器开发循序渐进，有条不紊地持续发展。 
  
  　“九五”计划中，“工厂农业工程”已列入国家工程项目，并已启动实施。21世纪必将推广，传感器技术学术界和产业界应抓住这良好的机遇，把传感器在设施农业中的 应用作为主要服务领域之一，这既能促进我国农业水平的提高，又能促进传感器产业化 自身的发展。 

1.1程

    当进给运动过由软件设定的软限位或由限位开关决定的硬限位时，就会发生程报警，一般会在CRT上显示报警内容，根据数控系统说明书，即可排除故障，解除程。

    1.2爬行

    一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益过低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服和滚珠丝杠连接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠转动或伺服的转动不同步，从而使进给忽快忽慢，产生爬行现象。

    1.3窜动

    在进给时出现窜动现象，其可能原因有：1、接线端子接触不良，如紧固的螺钉松动；2、位置控制信号受到干扰；3、测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等。如果窜动发生在正、反向运动的瞬间，则一般是由于进给传动链的反向间隙或者伺服系统增益过大引起。

    1.4过载

    当进给运动的负载过大、参数设定错误、频繁正、反向运动以及进给传动链润滑状态不良时，均会引起过载的故障。此故障一般机床可以自行诊断出来，并在CRT显示屏上显示过载、过热或过电流报警。同时，在进给伺服模块上用指示灯或者数码管显示驱动单元过载、过电流等报警信息。

    1.5伺服电动机不转

    当速度、位置控制信号未输出、或者使能信号（即伺服允许信号，一般为DC+24V继电器线圈电压）未接通以及进给驱动单元故障都会造成此故障。此时应测量数控装置的指令输出端子的信号是否正常，通过CRT观察I/O状态，分析机床PLC梯形图（或流程图），以确定进给轴的启动条件，观察如润滑、冷却等是否满足。如是进给驱动单元故障则用交换法，可判断出相应单元是否有故障。

2伺服进给系统常见故障典型案例分析

    （1）一台配套FANUC7M系统的加工，进给加工过程中，发现Y轴有振动现象。

    为了判定故障原因，将机床操作方式置于手动方式，用手摇脉冲发生器控制Y轴进给，发现Y轴仍有振动现象。在此方式下，通过较长时间的移动后，Y轴速度单元上OVC报亮。证明Y轴伺服驱动器发生了过电流报警，根据以上现象，分析可能的原因如下：

    ①电动机负载过重；②机械传动系统不良；③位置环增益过高；④伺服电动机不良，等等。

    维修时通过互换法，确认故障原因出在直流伺服电动机上。卸下Y轴电动机，经检查发现2个电刷中有1个的弹簧己经烧断，造成了电枢电流不平衡，使电动机输出转矩不平衡。另外，发现电动机的轴承亦有损坏，故而引起-轴的振动与过电流。换电动机轴承与电刷后，机床恢复正常。

    （2）一台配套FANUC6ME系统的加工。轴在运动时速度不稳.由运动到停止的过程中，在停止位置出现较大幅度的振荡，有时不能完成定位，关机后，才能重新工作。

    分析与处理过程：仔细观察机床的振动情况，发现，X轴振荡频率较低，且无异常声。从振荡现象上看，故障现象与闭环系统参数设定有关，如：系统增益设定过高、积分时间常数设定过大等。

    检查系统的参数设定、伺服驱动器的增益、积分时间电位器调节等均在合适的范围，且与故障前的调整一致，因此可以初步判断，轴的振荡与参数的设定与调节无关。为了进一步验证，维修时在记录了原调整值的前提下，将以上参数进行了重新调节与试验，发现故障依然存在，证明了判断的正确性。

    在以上基础上，将参数与调整值重新回到原设定后，对伺服电动机与测量系统进行了检查。清理了测速发电机和伺服电动机的换向器表面，并用数字表检查测速发电机绕组情况。检查发现，该伺服电动机的测速发电机转子与电动机轴之间的连接存在松动，粘接部分已经脱开；经重新连接后，开机试验，故障现象消失，机床恢复正常工作。

    （3）一台数控铣床，采用FU6M系列三轴一体型伺服驱动器，开机后，X轴工作正常，但是手动移动Z轴，发现在较小范围内，Z轴可以运动，但继续移动Z轴，系统出现伺服报警。分析和处理过程：根据故障现象，检查机床实际工作情况，发现开机后Z轴可以少量运动，不久温度上升，表面发烫。

    分析引起以上故障的原因，可能是机床电气控制系统故障或机械传动系统不良。为确定故障部位，考虑到本机床采用半闭环结构，维修时松开伺服与丝杠的连接，并再次开机实验，发现故障现象不变，故确认报警是由于电气控制系统不良引起。

    由于机床Z轴伺服带有制动器，开机测量制动器的输入电压正常，在系统、驱动器关机的情况下，对制动器单加入电源进行试验，手动转动Z轴，发现制动器松开，手动转动轴平稳、轻松，制动器工作良好。

    为了进一步缩小故障部位，确认Z轴伺服的工作情况，维修时利用不同规格的X轴在机床侧进行互换实验，发现换上的同样出现发热现象，且工作时故障现象不变，从而排除了伺服本身原因。

    为了确认驱动器的工作情况，维修时在驱动器侧，对Z轴的驱动器进行互换实验，即将X轴驱动器与Z轴伺服链接，Z轴驱动器与X轴连接。经实验发现故障转移到X轴，Z轴工作恢复正常。

根据以上实验，乐意确认以下几点：

    ①机床机械传动系统正常，制动器工作良好；

    ②数控系统工作正常，因为当Z轴驱动器带动X轴时，机床无报警；

    ③Z轴伺服工作正常，因为将它在机床侧与X轴互换后，工作正常；

    ④Z轴驱动器工作正常，因为通过X轴驱动器在电柜侧互换，控制Z轴后，同样发生故障。

    综合以上判断，可以确认故障是由于Z轴伺服的电缆连接引起的。

    仔细检查伺服的电缆连接，发现该机床在出厂时电枢线连接错误，即驱动器的L/M/N端子未与插头的A/B/C连接端一一对应，相序存在错误，重新连接后，故障消失，Z轴可以正常工作。

    （4）一台配套FU6ME系统的加工，X轴在静止时机床工作正常，无报警；但在X轴运动过程中，出现振动，伴有噪声。

    分析与处理过程：由于机床在X轴静止时机床工作正常，无报警，初步判定数控系统与驱动器无故障。考虑到X轴运动时定位正确，因此，进一步判定系统X位置环工作正常。检查X轴的振动情况，经观察发现，振动的频率与运动速度有关，运动速度快振动频率较高，运动速度慢则振动频率低，初步认为故障与速度反馈环节有关。分析引起以上故障可能的原因有：

    ①测速发电机不良；②测速发电机连接不良；③直流伺服电动机不良。

    维修时检查X轴伺服电动机的测速发电机连接，未发现不良。检查X轴伺服电动机与内装式测速发电机，发现换向器表面积有较多的碳粉，用压缩空气进行清理后，故障未。进一步利用数字万用表，测量测速发电机换向片之间的电阻值，经比较后发现，有一对片间的电阻值比其他各对片间的电阻值大了很多，说明测速发电机绕组内部存在断路现象。换新的测速发电机后，机床恢复正常。

通过课程设计，我们知道：机械手能模人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身，因而广泛应用于、冶金、、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等立运动方式，称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般机械手有2～3个自由度。

和学别的学科一样，在学完plc理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。我们做的是机械手臂的plc控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了plc设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。

通过这次设计实践。我学会了plc的基本编程方法，对plc的工作原理和使用方法也有了深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到plc中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积向同学说明自己的想法。能过比较选出的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。

订货号含有23的s7-200 cpu及 micro/win v4.0以上的软件已经支持数据归档功能。

数据归档通常是指按照日期时间排序的一组数据，每条记录都是某些过程事件的一套过程数据。这些记录可以包含时间及日期标签。用户可以通过程序控制保存过程数据记录到存储卡中，也就是说要使用数据归档功能，在上插入一块64k或256k的存储卡。 数据归档数据存储在存储卡中，可以节约s7-200的v存储区，因为这些数据以前需要存储在v存储区，占用了很大的数据区空间。

数据归档功能通过micro/win软件中的数据归档向导来完成配置

使用数据归档向导可以多生成4个立的数据归档 （每个数据归档可以拥有不同的数据结构）

同一数据归档的数据结构相同

cpu可以通过编程，将数据写入存储卡；写入存储卡中的数据不能再读回cpu

数据归档在存储卡中可储存的数据记录的数目没有限制（65535条）， 数据归档是一个环形队列，当归档记录满时，一条新的记录将代替条记录

数据归档的上载通过s7-200资源管理器完成，上载的文件可以直接用excel软件打开

也可利用bbbbbbs的计划任务工具（scheduling task）将数据归档记录设定为在某一时刻自动上载到pc机

武汉辉达工控技术有限公司专为窑炉行业量身设计的窑炉控制系统方案，满足实际的应用需求，并且通过科学的管理和有效的技术手段，为窑炉用户提高窑炉使用效率、降、提高产品质量，自动化的管理提升了企业的综合管理能力，通过实际项目证明，此方案在窑炉行业中应用良好。

系统简介：（采用PC上位机组态软件+触摸屏软件实现远程序及现场人机界面监控）；温度控制系统：（采用辉达KY系列一体化可控硅调压温度控制器）；过程控制：（采用西门子PLC系统及变频器进行速度风量等过程控制调节），信号检测部分：（采用辉达HD-M-A4000系统模块）。

   窑炉升温时不同温区曲线设置不同，根据各区工艺曲线设置要求，采用公司的通讯管理模块作为管理中继，通过触摸屏或管理模块，一键操作实现自动同步控制升温动作及升温速率，从而达到快速稳定升温。大的减为失误造成不必要的损失，操作简便同时控制精度高。

恒流控制

    连续使用硅碳棒时，希望缓速增加电压以维持命。当碳棒老化后其阻值将变大，使用恒流模式则通过PID计算的输出值（同温度下）可不用调节输出，通过恒流原理直接自动调节电压，使碳棒上电流保持该温度维持电流大小，从而减小由于碳棒老化带来的调节与控制温度震荡。

限流控制

   此工作模式主要针对负载为硅钼棒的情况而开发。

    硅钼棒电热体的电阻随温度升高急剧增大，开始加热时，电热体的电阻较小，所需电压较低，约为工作电压的1/4～1/3，根据硅钼棒电热体的工作电压及其电阻和温度的正向特性，变压器输出电压采用多抽头的方式来满足加热体在不同温度时需要的工作电压，从而提高电网功率因数。

    由于以上因素，硅钼棒的特性低温下其阻值几乎为零，则限制电流是非常关键的，不但可以保护硅钼棒还可以保护相关电气设备的正常工作。自动限制调节作用，当硅钼棒进入正常使用范围时，则阻值增大，对应温度电流自动降下来。自动限流技术可以在升炉时操作不当带来对硅钼棒的损害。

大型炉子干燥时间长，使用其它发热元件烘炉，以免硅钼棒低温氧化，炉子烘干后，即可按以下步骤起动升温。

    负载检测

系统可实时测量负载的电压值及电流值，所测电压电流值为真有效值，根据欧姆定律R=U/I得出负载阻值，判断负载阻值来检测负载使用情况，如图3-1，具体判断方法如下表。实际应用中因非线性负荷的谐波电流引起的电流失真普遍存在，真有效值仪表工作时，先采集输入电流的瞬时值平方，按时间取平均值，后显示此平均值的平方根植，采用真有效值测量对于很多非线性负载的装置有重要意义。

预先设置负载的老化率、监测点等参数，控制器根据采集负载电压、电流，并对负载的老化情况进行判断，显示负载的性能状况，并给出负载监测情况的报表，供用户查验。负载监测界面如图3-2所示，主要内容包括：1、负载参数设置；2、负载实际阻值显示；3、负载性能监测报警指示。

多区电量监控

通过对电量参数设置，按设定时段，分区分时段记录电量使用情况，支持使用数据导出，提供电量查询。电量界面如图3-4所示。

班次电能、费用统计

根据用户设置提供不同班次使用的电量和电价报表，相关参数设置界面如图3-5所示，报表如图3-6所示，并支持数据导出存档。

 PID控制算法

系统支持的PID控制算法是公司，具有调小，控制精度高，快速、稳定的特点。同时支持定值控温和时间程序控温，即工艺曲线控温。其中，时间程序控温有升温速率和时间-温度两种控温模式可选，用户可根据自身设备特点和使用习惯等选择适合的控制模式。程序运行初期，可自动跟踪室温，减少运行时间，提高工作效率等。

多区工艺曲线同步运行

窑炉升温时不同温区曲线设置不同，根据各区工艺曲线设置要求，采用公司的通讯管理模块作为管理中继，通过触摸屏或管理模块，一键操作实现自动同步控制升温动作及升温速率，从而达到快速稳定升温。大的减为失误造成不必要的损失，操作简便同时控制精度高。

 自动温区功率分配

通过通讯管理模块集中管理控制，根据监测到的各温区加热运行情况，自动分配各个温区的加热功率，实现有效的加热控制，减少不必要的损耗。

故障监测及报警

在窑炉辊道的辊棒被动端一侧安装传感器，通过HD-M-D4000系列开关量模块采集信号，并通过通讯接口直接传送到上位机监控系统，实现对辊棒运动状态监测，保证在传动过程中对于辊棒断裂、跑偏等故障的自动处理和报警，以减小窑炉事故及棍棒断裂等故障带来的能耗损失。

三菱fx系列的硬件包括基本单元、扩展单元、扩展模块、模拟量输入输出模块、各种特殊功能模块及外部设备等。

一、fx系列plc的基本单元

基本单元是构成plc系统的部件，内有cpu、存储器、i/o模块、通信接口和扩展接口等。由于三菱fx系列plc有众多的子系列，现以fx0s，fx0n，fx2n三个子系列为例加以介绍。

1．fx0s系列的基本单元

fx0s系列的功能简单，价格，适用于小型开关量控制系统，它只有基本单元，没有扩展单元。其基本单元如表1所示。

表1 fx0s系列的基本单元

2．fx0n系列的基本单元

fx0n的基本单元共有12种，大的i/o点数为60，它可带3种扩展单元，7种扩展模块，可组成24～128个i/o点的系统。其基本单元如表2所示。

表2 fx0n系列的基本单元

3．fx2n系列的基本单元

fx2n系列是fx家族中的plc系列。

fx2n基本单位有16/32/48/65/80/128点，六个基本fx2n单元中的每一个单元都可以通过i/o扩展单元扩充为256i/o点，其基本单元如表3所示。

表3 fx2n系列的基本单元

二、fx系列的i/o扩展单元和扩展模块

fx系列具有较为灵活的i/o扩展功能，可利用扩展单元及扩展模块实现i/o扩展

用usb转串口线无法连接,尝试过修改过com口，但是还是无法建立连接。有人说可以连接，可我怎么也连接不了。是不是不兼容。特别说明，usb转串口驱动已经安装，我是用驱动精灵自动检测自动安装的。

答：1.初学习200plc时，没有编程线缆，我都是用机带的232的com口，当时用232转485的转换器一个，d型9针公插头，3接正，8接负，自己焊就行。如果有条件，232转485的转换器选一个好点的，带隔离的。当时测试了好几个厂家有源和无源的转换器，大部分都通信不正常，但和西门子mm4系列通信都很正常，可能存在兼容性。所以楼主的选用232/485转换器还需要进行实际测试才能知道能用不能用。

2.我后用的是研华adam4520，缺点就是4520体积有点大，加个串口延长线就方便多了，可以临时取plc上的dc２４v电源。但带隔离，不会因为意外烧plc通信口。再有条件的，插头可选dp接头，正接绿*1，负接红色a1。pg/pc接口选择pc/ppi cable(ppi)。

３.如果你是笔记本，现在基本上没用串口了。你现在所用的usb转串口线可能兼容性不太好，无法建立连接。可以买条力特的usb转串口的线缆，我用的是力特的533a线缆，测试没问题，我的笔记本一直在用，现场即可调试mm4系列的变频器又能调试200plc。和200plc通信再加个232转485的转换器就可以啦。

4.以上只是针对口袋羞涩的初学者，如果你的经济实力雄厚，倡议购买使用西门子的编程线缆，订货号6es7972-0cb20-0xa0 （usb接口），这个编程线缆可以给s7-200/300/400的plc上载和下载程序调试，建议楼主考虑，就可以应对西门子s7系列的plc。