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6AV6648-0CE11-3AX0性能参数
一、 基本指令系统特点
PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的 PLC,其编程语言都具有以下特点:
1、图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件已把工业控制中所需的立运算功能编制成象征图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎
2、明确的变量常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由
产品型号决定,可查阅产品目录手册。
3、简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4、简化应用软件生成过程:使用汇编语言和语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。
5、强化调试手段:无论是汇编程序,还是语言程序调试,都是令编辑人员的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。
总之,PLC的编程语言是面向用户的,对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。
二、编程语言的形式
本教材采用常用的两种编程语言,一是梯形图,二是助记符语言表。采用梯形图编程,因为它直观易懂,但需要一台个人计算机及相应的编程软件;采用助记符形式便于实验,因为它只需要一台简易编程器,而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。
虽然一些的PLC还具有与计算机兼容的C语言、BASIC语言、的语言(如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP),还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样,各厂家的编程语言都只能适用于本厂的产品。
编程指令:指令是PLC被告知要做什么,以及怎样去做的代码或符号。从本质上讲,指令只是一些二进制代码,这点PLC与普通的计算机是相同的。同时PLC也有编译系统,它可以把一些文字符号或图形符号编译成机器码,所以用户看到的PLC指令一般不是机器码而是文字代码,或图形符号。常用的助记符语句用英文文字(可用多国文字)的缩写及数字代表各相应指令。常用的图形符号即梯形图,它类似于电气原理图是符号,易为电气工作人员所接受。
指令系统:一个PLC所具有的指令的全体称为该PLC的指令系统。它包含着指令的多少,各指令都能干什么事,代表着PLC的功能和性能。一般讲,功能强、性能好的PLC,其指令系统必然丰富,所能干的事也就多。我们在编程之前弄清PLC的指令系统
程序:PLC指令的有序集合,PLC运行它,可进行相应的工作,当然,这里的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计,PLC的厂家或代销商不提供。用语句表达的程序不大直观,可读性差,特别是较复杂的程序,难读,所以多数程序用梯形图表达。
梯形图:梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图,用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序,它与电气原理图很相似。它的连线有两种:一为母线,另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组,这个指令组一般总是从装载(LD)指令开始,必要时再继以若干个输入指令(含LD指令),以建立逻辑条件。后为输出类指令,实现输出控制,或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令,以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。
它有两组,组用以实现启动、停止控制。二组仅一个END指令,用以 结束程序。
将程序传进PLC中,SF灯和BF灯都亮,但在PLC的硬件诊断中没有错误;PLC带了模拟量模块,不知道是什么原因,PLC带了ABB变频器和触摸屏这两个通讯硬件,有可能出现在哪个上面啊?ABB没有通电呢!
答:事实很清楚,如果S7-300PLC上SF灯亮而BF灯闪烁,肯定是分布式现场总线PROFIBUS-DP通信或DP从站如ABB变频器的问题,不要怀疑其他软硬件问题;PLC带模拟量模块如果有问题,仅仅PLC上SF灯亮(比如具有硬件诊断模拟量模块可以设定模拟量信号断线、出量程等),而不会引起SF和BF灯同时亮;
根据以析,检查S7-300PLC的硬件组态与实际硬件是否一致(硬件订货号和固件版本号),DP从站地址设置与组态的地址是否一致;如果组态没有问题,完成硬件组态后,执行“保存并编译”,如果没有错误,将产生新的系统数据块,然后下载到PLC中;检查PROFIBUS电缆及其通信连接头是否正确,PROFIBUS电缆中有两根线,一根为红色连接PROFIBUS网络接头的B连接,另一根为与网络接头的A连接(进线分别为B1、A1,出线为B2、A2),不能接反;如果仅有一路电气网段,即从S7-300PLC的X2端口(PROFIBUS-DP端口)出发只有一根PROFIBUS电缆,那么尾(分别为S7-300PLC和后DP从站)上网络接头的红色末端电阻置“ON”位置,中间DP从站上网络接头置“OFF”位置;
如果ABB变频器没有通电,而你的硬件组态中包含作为DP从站的该变频器,那么S7-300PLC通电后,没有检测到ABB变频器,所以PLC上SF灯亮,而BF灯闪烁,这是正常现象;
一般PLC与触摸屏之间采用MPI通信协议,可以与PLC之间连接在一起同时运行,可以采用无组态的MPI通信、全局数据MPI通信和组态的MPI通信。由于S7-300PLC与触摸屏之间的MPI通信不需要STEP7软件组态,也不需要编写任何程序,只需在触摸屏组态软件上设置一下相关通信参数即可,所以触摸屏有问题是不会引起SF和BF灯亮的;
从以析,可以得知,如果S7-300PLC上SF灯亮而BF闪烁,而PLC带了ABB变频器和触摸屏这两个通讯硬件,那么可以肯定地说是ABB变频器没有通电的问题,与触摸屏和PLC所带模拟量模块是没有任何关系的。
在SIMATIC Manager上先选择站点中的CPU,然后点击菜单“PLC > Module inbbbbation...”并选择“Memory”标签,可以查看CPU存储器参数。
问:我想编一个时间循环控制的程序,例如一个小时运行一个小时停止,时间是可以设置的。请大家指点一下编程思路?
答:关键是如何读系统时钟:
S7-200的硬件实时时钟可以提供年、月、时、分、秒的日期/时间数据。
CPU221、CPU222没有内置的实时时钟,需要外插“时钟/电池卡”才能获得此功能。CPU224、CPU226和CPU226 XM都有内置的实时时钟。
S7-200的时钟精度典型值是2分钟/月(25°C),大误差7分钟/月(0 - 55°C)。
为了提高运算效率,应当避免每个程序周期都读取实时时钟。实际上可读取的小时间单位是1秒,可每秒读取一次(使用SM0.5上升沿触发读取指令)。
使用程序读取的实时时钟数据为BCD格式,可在状态图中使用十六进制格式查看。
CPU靠内置级电容(+外插电池卡)在失去供电后为实时时钟提供电源缓冲;缓冲电源放电完毕后,再次上电后时钟将停止在缺省值,并不开始走动。
要设置日期、时间值,使之开始走动,可以:
用编程软件(Micro/WIN)的菜单命令PLC > Time of Day Clock...,通过与CPU的在线连接设置,完成后时钟开始走动
编用户程序使用Set_RTC(设置时钟)指令设置
Micro/WIN可以通过任何编程连接实现实时时钟的设置。
使用 S7-200 的 READ_RTC(读取实时时钟)和 SET_RTC(设置实时时钟)指令时, 读取和设置的数据格式都是 BCD 码的。如果觉得不便计算、处理,可使用 Clock Integer 指令库。
Clock_Integer 指令库用于将 BCD 码格式的 S7-200 日期、时间转换为十进制整数格式,以及将十进制整数格式的日期、时间值设定为 S7-200 时钟。
要使用 Clock_Integer 指令库,须遵循下列步骤:
Clock_Integer 指令库文件,并添加到编程软件 STEP 7-Micro/WIN 中;
按照要求编写用户程序调用 Clock_Integer 指令库。
1.前言
铝型材经过挤压成型之后,一般都需要经过表面工艺处理之后,才能作为成品使用。经过阳氧化电解着色表面处理工艺的铝型材,其表面将得到一层具有良好的性、耐晒性、耐热性、耐蚀性和色泽稳定持久的氧化膜,被广泛应用在建筑和室内外装饰行业上。
在铝型材阳氧化电解着色表面处理工艺中,有一道电解着色处理工序,是在铝型材表面阳氧化工序之后,电泳或封孔工序之前,对需要着色的铝型材进行的一道工序,其原理是在槽体溶液中通过电化学作用使铝型材表面附着某些金属离子,从而显示出某一类的颜色来。不同的槽体溶液配置及工艺方法,铝型材电解着出的色彩效果也不一样,对所要求的着色电源提供的电流或电压的大小、波形及工作时间长短也不同。
其中有一种由日本发明的着色方法称为均匀化着色方法,可在较短的时间里得到效果好、颜色均匀的着色氧化膜。这种着色方法由于生产,成品率高,已在日本广泛应用,目前在国内也正在逐步推广开来。
2.着色电源系统要求
配合均匀化着色方法的着色电源(简称均匀化着色电源)需按规定要求输出电流波形。均匀化着色电源的工作过程是:输出正向直流电流(称为P处理)一段时间,然后输出频率为1~30Hz范围内特定值,正负方波占宽比为0.005~0.30内特定值的脉冲电流(称为C处理)一段时间,接着再进行一次C处理(称为C2处理)一段时间。在工厂生产中,C处理常用的频率为5Hz,正负方波占宽比为1:9,C2处理根据工艺的要求来选择可有可无。
均匀化着色电源的主要功能要求如下:
(1)输入电压及范围:三相、频率50Hz、380V±20%;
(2)额定输出电压:±30V~±80V;
(3)额定输出电流:1000A~4000A;
(4)小输出电流:额定输出电流的10%;
(5)输出电流精度:±3%以下;
(6)输出电流纹波:7%以下(在额定电流的30%~**内);
(7)入槽静泡时间:可在10~3000s内设定;
(8)P处理时间:可在0~3000s内设定;
(9)P处理与C处理间隔时间:可在10~3000s内设定;
(10)C处理时间:可在0~3000s内设定;
(11)C处理时脉冲周期:200ms(可根据要求在20ms~300ms范围内修改);
(12)C处理时正脉冲宽度:20ms(可根据要求在10ms~100ms范围内修改);
(13)能满足二次C处理的要求;
(14)能满足补色(即再进行C处理)的要求;
(15)有必要的保护措施。
3.着色电源系统组成及工作原理简介
为实现上述的输出波形及满足工艺要求,均匀化着色电源主要由主回路和控制部分组成。
3.1主回路
主回路包括进线断路器,整流变压器TM,三相全控整流桥A组、B组,电抗器,逆变部分等。整流变压器TM付边采用双绕组的形式,一组Y接法,连到一整流桥A组,另一组Δ接法,连到另一整流桥B组。整流桥各自整流后经电抗器滤波,再逆变,然后并联输出。
其中一组逆变部分的主电路图,如图所示,当主臂晶闸管V1、V4导通时,电流经电抗器L、主臂晶闸管V1,流向负载,然后从主臂晶闸管V4流回,此时负载承受的是正向电压、电流,当要使负载承受反向电压、电流时,应关掉主臂晶闸管V1、V4的控制脉冲,然后控制辅助晶闸管V11、V14导通,使电容C1、C2放电再反向充电,强迫关断主臂晶闸管V1、V4,接着关掉辅助晶闸管V11、V14的控制脉冲,再控制主臂晶闸管V2、V3导通,这时电流经电抗器L、主臂晶闸管V2,流向负载,然后从主臂晶闸管V3流回,此时负载承受的就是反向电压、电流。要使负载从承受反向电压、电流转换到承受正向电压、电流,其原理一样,先关掉主臂晶闸管V2、V3的控制脉冲,然后控制辅助晶闸管V12、V13导通,使电容C1、C2放电再反向充电,强迫关断主臂晶闸管V2、V3,接着关掉辅助晶闸管V12、V13控制脉冲,再控制主臂晶闸管V1、V4导通,就完成了负载从承受反向电压、电流到承受正向电压、电流的转换。主臂晶闸管和辅助晶闸管的导通是通过PLC发出的逆变脉冲来控制的,由于负载承受正向电压、电流向反向电压、电流转换,或由反向转换到正向,都是在短的时间内完成(一般只有几百个微秒),因此PLC的选型和编程设计将直接关系到整个逆变部分的正常工作和输出波形的准确性。
3.2控制部分
控制部分包括A组、B组整流调节单元,逆变脉冲触发单元,信号接口电路,可编程逻辑控制器PLC和触摸屏等。
A组、B组整流调节单元主要功能是按照PLC发出的给定信号来调节三相全控整流桥输出的电流,其内部包括PI调节电路、移相触发电路、功放电路等。
逆变脉冲触发单元主要是接收PLC的逆变脉冲,对逆变脉冲再进行调制、功放后控制逆变部分的主臂晶闸管和辅助晶闸管准确的导通,从而实现P处理和C处理的波形输出。
信号接口电路主要功能是对各种信号进行整理变换,以满足各个单元对信号的需求。
可编程逻辑控制器PLC选用西门子的S7-200 CPU226 DC/DC/DC 和一模拟量扩展模块EM235组成。PLC作为本电源系统的控制器件,主要完成下列功能:
(1)开、停机控制;
(2)运行流程控制;
(3)逆变部分晶闸管的导通控制;
(4)整流给定控制;
(5)电源装置状态量的采集;
(6)模拟量采集;
(7)设置、显示参数的计算;
(8)与触摸屏通讯。
触摸屏采用Hakko的MONITOUCH V708C型彩色触摸屏,与PLC之间进行点对点(PPI)通讯。触摸屏主要实现如下功能:
(1)表计功能指示;
(2)装置的启动、停止操作;
(3)增、减操作;
(4)进线断路器的分、合操作;
(5)电流调节设置;
(6)着色档选择;
(7)生产工艺过程选择;
(8)P处理时间、间隔时间、C处理时间设置;
(9)装置状态显示;
(10)装置故障闪烁报警。
4.软件编程
软件主要由触摸屏程序和PLC程序组成。
触摸屏共编辑了25个画面,包括1个主显示操作画面、16个着色档参数设置画面、1个补色参数设置画面、2个着色数据查询画面、1个PLC内部数据查询画面、1个时钟调整画面和2个欢迎画面、1个帮助画面。当电源装置出现故障时,触摸屏还会自动弹出故障小画面,并以红色闪烁报警,引起运行人员的注意。触摸屏的画面不仅完成了上述的功能,而且良好的中文界面非常方便用户操作使用。
着色电源的操作执行、控制、设置参数的计算等都是通过PLC的程序来实现完成的,PLC的程序设计是着色电源控制性能的关键。
为了便于查找、修改和调试程序,以及缩短CPU的扫描周期,均匀化着色电源设计的PLC程序除主程序外,还有10个子程序和4个中断程序,PLC的程序方框图见图4、图5、图6所示。如图中所示,主程序主要完成采样、操作、故障处理、判断开停机等内容;子程序0主要完成运行时的工作流程控制;子程序1主要完成在静泡时间内的控制操作;子程序2主要完成P处理时间内的控制操作;子程序3主要完成在间隔时间内的控制操作;子程序4主要完成C处理时间内的控制操作;子程序5主要完成着色完成后的处理工作;子程序6是在P处理和C处理起动前对逆变脉冲的控制;子程序7是停机时对逆变脉冲的控制;子程序8主要完成停机时着色参数的输入和计算等内容;子程序9主要完成补色参数的输入和计算等内容。中断程序主要是完成C处理时对逆变脉冲的控制,其中逆变脉冲的立即开通和立即关断时间间隔是采用语句延时来实现的。
5.实测波形
一台输出能力为±55V,3000A的均匀化着色电源在试验室的电阻性负载下输出的电流、电压的波形全过程。图中P处理时间是3s,输出电流是750 A,电压30V;间隔时间是10s;C处理时间是5s,输出电流是1000 A,电压±40V,正向脉冲宽度为20ms,周期为200 ms,与设置值符合。
同台均匀化着色电源在现场输出3000A,±30V,正向脉冲宽度为20ms,周期为200 ms的C处理电压电流波形。图12是在现场输出2000A,±20V,正向脉冲宽度为20ms,周期为200 ms的C处理电压电流波形。
6.结论
均匀化着色电源是为了取代进口,降,按照生产工艺要求国内的一种大功率电源产品。从设计之初,选用西门子的小型PLC S7-200来进行小于毫秒级的逆变换流控制,曾是一种大胆的设想,如今通过实践证明是可行的。在现场,均匀化着色电源满足生产工艺的要求,铝材着出的颜色效果与国外进口设备一致,并且均匀化着色电源选用西门子的




一、引言
在水源地内,多眼井星罗棋布在水库上。为了确保供水生产的、、连续。针对水厂制水过程的特点和控制系统的功能要求,我们采用基于西门子PLC的恒压力供水系统。
二、编程控制器概述
PLC即可编程控制器,是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。电工(IEC)对PLC曾作了如下定义:“PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备,都应该按易于与工业控制系统形成一个整体。易于扩充其功能的原则设计。”这段话道出TPLC的特点和应用领域。其主要有以下特点:
1.性高。为了满足工业生产对控制设备性的要求,PLC采用了微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。
2.环境适应性强。PLC具有良好的环境适应性,可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情况下,仍可正常工作,具有很好的抗宅间电磁干扰的能力,它一般对环境温度要求也不高。在环境温度-20至65度、相对湿度为35%至85%情况下仍可正常工作。
3.灵活通用。在完成一个控制任务时,PLC具有很高的灵活性。,PLC产品L三经系列化,结构形式多种多样,在机型上又很大的选择余地。其次同一机型的PLC其硬件构成具有很大的灵活性,用户可以根据不同任务的要求,选择不同类型的输入输出模块或特殊功能模块组成不同硬件结构的控制装置。
4.使用方便、维护简单。PLC控制的输入输出模块。特殊功能模块都具有即插即卸功能,连接十分容易。对于逻辑信号,输入输出均采用开关方式,不需要进行电平转换和驱动放大;对于模拟信号,输入输出均采用传感器仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块与外部设备的连接十分简单。整个连接过程仅需要一把螺钉旋具即可完成。
三、变频恒压供水系统控翻方案的设计与选择
变频恒压供水系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元馒变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵,实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与J:频水泵的切换,同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求,结合系统的使用场所,有以下方案可供选择:
1.有供水的变频器+水泵机组+压力传感器。这种控制系统结构简单,它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上,通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能。它虽然简化了电路结构.降低了设备成本,但对压力设定和压力反馈值的显示比较麻烦,无法自动实现不同时段的不同恒压要求,在调试时,PID调节参数的系统优化比较困难。调节范围小,系统的稳态,动态性能不易保。其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,数据通信困难,并且限制了带负载的容量,因此仅适用于要求不高的小容量场合。
2.通用变频器+单片机(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器。这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便,具有较高的性能价格比,但开发周期长,程序一旦固化,修改较为麻烦,因此现场调试的灵活性差,同时变频器在运行时,将产生干扰。变频器的功率越大,产生的干扰越大,所以采取相应的抗干扰措施来保证系统的性。该系统适用F某一特定领域的小容量的变频恒压供水。
3.通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制)+组态软件十压力传感器。这种控制方式灵活方便,具有良好的通信接口,町以方便地与其他的系统进行数据交换:通用性强,由于PLC产品的系列化和模块化,用户可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。在硬件设计上,只需确定PLC的硬件配置和UO的外部接线,当控制要求发生改变时,可以方便地通过Pc机来改变存储器中的控制程序,所以现场调试方便。通过对以上这几种方案的比较和分析,可以看出“变频器主电路++PLC(包括变频控制、调节器控制)十组态软件十压力传感器”的控制方式适合于本系统。这种控制方案既有扩展功能灵活方便、便于的优点,又能达到系统稳定性及控制精度的要求。
四、变颏恒压供水控制器性能特点
1.节能。优化的节能控制软件,使水泵实现大限度地节能运行。由电机学公式可知。系统电机功耗与电机转速成立方关系,在压力不变时。水泵出水量与电机转速成上E比。本设备采用恒压量:r作方式。当用水量减小时,系统保持管嗍恒压,通过降低水泵转速来减少供水量,耗电量按立方特性降低。根据实际用水情况设定管网压力,自动控制水泵出水量,减少了水的跑、漏现象。
2.设备投资省、占地面积小。本系统与其它供水方式比较,由于主要设备只是控制柜及水泵,省去了大量的设备占地面积,从而大幅度节省了上建投资,而且就设备本身而言,供水量越大,采用变频恒压供水设备的价格优势就越显著。
3.设备运行合理、性高、配置灵活。采用闭环调节控制技术,达到了恒压供水,避免了由于压供水造成的电能浪费。变频器采用软起动工作方式,了直接起动对电网的冲击和干扰,避免了水泵启动时大电流和水压突增的情况,减少对供电电网的冲击,降低了电机及电气元件的故障率。
4.联网功能。采用全中文工控组态软件一Kingview,实时监控各个站点,如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量,累积每台泵的出水量,同时提供各种形式的打印报表,以便分析统计。
5.减少污染。由于变频恒压调速宜接从水源供水,减少了原有供水方式的二次污染,防止了很多传染疾病的传染。
五、恒压供水设备的应用场合
1.居民区、住宅楼、村镇的集中生活供水系统;
2.高层建筑、宾馆、饭店等生活供水系统;
3.综合市场、写字楼、商务楼宇的生活供水系统:
4.自来水厂、供水加压泵站;
5.工矿企业的生产、生活供水、恒压流量供水工艺流程等。