西门子模块6SL3055-0AA00-3AA1详细说明
变频器，编码器，PLC的同步控制
PLC，编码器，变频器实现同步控制的一种方法简介：变频器与可编程序控制器通过RS485通信连接控制电机速度；可编程序控制器根据编码器测出的现场速度改变变频器频率；触摸屏设定工作参数。
1，设备工作原理简介。
设备的用途为印刷后续加工，全自动覆膜机。
工作方式为把单张纸表面覆一层塑料膜，使印刷品表面看起来更亮，并保护印刷表面的图文。比如色拉油的包装标贴，或者某些书籍的封面。
首先，一张张印刷后的纸张通过直线传送到腹膜滚筒，然后通过滚筒施加的压力，使纸张与薄膜贴合在一起，*后把纸张与薄膜接缝处切开，具体的工序不赘述。
2，主要技术难点。由于纸张是一张张的传送到滚筒，薄膜是缠绕在滚筒表面的，要使它们贴合在一起，并且每张纸之间不能有间隙。通俗的讲就是：把一张张的纸，首尾相接的贴在一卷薄膜上。纸张通过直线传送到滚筒上，薄膜通过开卷机构附在滚筒上，然后压在纸张表面。
这里，直线输纸机构与滚筒分别有两个变频电机驱动，所以要求两个运动机构的表面线速度必须一致。只有这样才能使纸张之间腹膜以后不留有空隙，控制精度要求误差不能大于1毫米。纸张的长度是可设定的，比如，某次是要求一万张同等长度的纸张，下一次有可能是另一种长度规格的纸张。滚筒的直径确定不变。
设备安装2个旋转编码器，分别检测输纸机构与滚筒的线速度，plc根据计算的速度调节变频器的输出频率使它们的线速度保持一致。在计算过程中由于存在圆周率，必需把计算的数据取整。这样经过乘除计算后才能得到比较准确的数据。计算的过程中数据取整只有把数据同时扩大1000倍或者10000倍才能得到比较准确的商。
plc的被除数是有限制的不能太大，否则溢出。在这里选择1000p/r的旋转编码器。就可以直接把纸张的长度分成1000份。并且把数据扩大1000倍。关于这些是具体设计变程过程中选取的。在这里只是说明一下。不再把数据计算一一演算。
根据数据计算结果不停的比较两个数据。依据比较结果加减从变频器的频率，使两个机构的表面线速度保持一致。比较周期为20毫秒，加减的频率单位为0.01赫兹。
3，系统组成。编码器2个，分别输入plc的两路高速计数通道。两个变频器通过plc的rs485通信口改变频率，组成简单的闭环控制系统。具体的关于plc与变频器通过485通信连接不在这里具体说明。大家可以参照modbus通信协议和支持它的变频器手册
S7-200SMART CPU 订货号
CPU型号规格订货号CPU SR20AC/DC/继电器6ES7 288-1SR20-0AA0CPU ST20DC/DC/DC6ES7 288-1ST20-0AA0CPU CR20s
AC/DC/继电器6ES7 288-1CR20-0AA1CPU SR30AC/DC/继电器6ES7 288-1SR30-0AA0CPU ST30DC/DC/DC6ES7 288-1ST30-0AA0CPU CR30sAC/DC/继电器6ES7 288-1CR30-0AA1CPU ST40DC/DC/DC6ES7 288-1ST40-0AA0CPU SR40AC/DC/继电器6ES7 288-1SR40-0AA0CPU CR40 (1)AC/DC/继电器6ES7 288-1CR40-0AA0CPU CR40s AC/DC/继电器6ES7 288-1CR40-0AA1CPU SR60AC/DC/继电器6ES7 288-1SR60-0AA0CPU ST60DC/DC/DC6ES7 288-1ST60-0AA0CPU CR60 (1)AC/DC/继电器6ES7 288-1CR60-0AA0CPU CR60s AC/DC/继电器6ES7 288-1CR60-0AA1(1)目前不支持固件版本≥V2.3，具体请参考S7-200 SMART 系统手册以了解您的特定 CPU 型号和版本。
S7-200SMART EM 订货号表2. S7-200SMART EM 订货号
EM型号规格订货号EM DE088点数字量输入6ES7 288-2DE08-0AA0EM DT088点数字量输出6ES7 288-2DT08-0AA0EM DR088点继电器型数字量输出6ES7 288-2DR08-0AA0EM DT168点数字量输入/8点数字量输出6ES7 288-2DT16-0AA0EM DR168点数字量输入/8点继电器输出6ES7 288-2DR16-0AA0EM DT3216点数字量输入/16点数字量输出6ES7 288-2DT32-0AA0EM DR3216点数字量输入/16点继电器输出6ES7 288-2DR32-0AA0EM AE044点模拟量输入6ES7 288-3AE04-0AA0EM AQ022点模拟量输出6ES7 288-3AQ02-0AA0EM AM064点模拟量输入/2点模拟量输出6ES7 288-3AM06-0AA0EM AR022点16位RTD6ES7 288-3AR02-0AA0EM AT044点16位TC6ES7 288-3AT04-0AA0EM DP01Profibud-DP SMART6ES7 288-7PD01-0AA0EM AM032点模拟量输入/1点模拟量输出6ES7 288-3AM03-0AA0EM AR044点16位RTD6ES7 288-3AR04-0AA0EM AE088点模拟量输入6ES7 288-3AE08-0AA0EM AQ044点模拟量输出6ES7 288-3AQ04-0AA0EM DE1616 点数字输入模块6ES7288-2DE16-0AA0EM QR1616 点继电器型数字量输出模块6ES7288-2QR16-0AA0EM QT1616 点晶体管型数字量输出模块6ES7288-2QT16-0AA0S7-200 SMART 信号板 订货号表3. S7-200SMART 信号板 订货号
SB型号规格订货号SB DT042点数字量输入/2点数字量输出6ES7 288-5DT04-0AA0SB AQ011点模拟量输出6ES7 288-Q01-0AA0SB CM01RS485/RS2326ES7 288-5CM01-0AA0SB BA01 (2)电池板6ES7 288-5BA01-0AA0SB AE011点模拟量输入6ES7 288-E01-0AA0(2)电池板插入 S7-200 SMART CPU（固件版本 V2.0 及更高版本）的信号板插槽中，购买 SB BA01 电池板时不含电池（类型 CR1025）。必须单独购买电池。
S7-200 SMART 前连接器订货号表6. S7-200 SMART 前连接器订货号
端子排/连接器规格订货号7针端子排镀锡：7个端子，4个/包6ES7 292-1AG30-0XA08针端子排镀锡：8个端子，4个/包6ES7 292-1AH30-0XA011针端子排镀锡：11个端子，4个/包6ES7 292-1AL30-0XA012针端子排镀锡：12个端子，4个/包6ES7 292-1AM30-0XA020针端子排镀锡：20个端子，4个/包6ES7 292-1AV30-0XA07针端子排
镀金：7个端子，4个/包6ES7 292-1BG30-0XA0上表中仅仅是不同类型举例，如果想要具体查询模块型号与端子排定义关系，需要查看S7-200 SMART系统手册 F.5 备件和其它硬件 章节
S7-200 SMART 网络总线连接器、电缆以及中继器订货号表7.S7-200 SMART 网络总线连接器、电缆以及中继器订货号
中继器规格订货号RS485 网络总线连接器带编程端口，垂直电缆出口6ES7 972-0BB12-0XA0RS485 网络总线连接器不带编程端口，垂直电缆出口6ES7 972-0BA12-0XA0RS485 网络总线连接器带35°电缆出口，不带编程端口连接器6ES7 972-0BA42-0XA0RS485 网络总线连接器带35°电缆出口，带编程端口连接器6ES7 972-0BB42-0XA0PROFIBUS 网络电缆按米销售6XV1830-0EH30RS485 中继器IP 20，隔离6ES7972-0AA02-0XA0S7-200 SMART I/O扩展电缆订货号电缆规格订货号I/O扩展电缆1m6ES7288-6EC01-0AA0MPI电缆5m6ES7901-0BF00-0AA0USB/PPI 多主站电缆5m6ES7901-3BD30-0XA0TD/CPU 连接电缆2.5m（用于TD400C与S7-200SMART连接）6ES7901-3EB10-0XA0
为更好地满足应用要求，S7-200 SMART 系列包括各种扩展模块和信号板。 可以将这些扩展模块与标准 CPU 型号（SR20\ST20、SR30\ST30、SR40\ST40、或 SR60\ST60）一起使用，给 CPU增加附加功能。 下表列出了当前提供的扩展模块。 有关特定模块的详细信息，请参见S7-200 SMART系统手册：技术规范 。
注意：
紧凑型CPU不支持扩展功能。
表1.SMART 扩展模块基本信息
类型 仅输入 仅输出 输入/输出组合 其他
数字信号模块
8 个直流输入
8 个直流输出
8 个继电器输出
8 个直流输入/8 个直流输出
8 个直流输入/8 个继电器输出
16 个直流输入/16 个直流输
16 个直流输入/16 个继电器输出
模拟信号模块
4 通道模拟量输入
2 通道 RTD输入
4通道TC输入
2 个模拟量输出 4 个模拟量输入/2 个模拟量输出
信号板 1 个模拟量输出 2 个直流输入/2 个直流输出
RS485/RS232
BA 01电池板
S7-200 SMART CPU 附加的模块个数
表2.S7-200 SMART CPU V2.0 版本附加的模块个数
CPU型号 连接扩展模块数 信号板
CPU CR40 -- --
CPU CR60 -- --
CPU ST20/SR20 多6个 1
CPU ST30/SR30 多6个 1
CPU ST40/SR40 多6个 1
CPU ST60/SR60 多6个 1
CPU CR20s -- --
CPU CR30s -- --
CPU CR40s -- --
CPU CR60s -- --
注意：
1、模块连接个数还需要受CPU 5V电源预算限制
2、S7-200 SMART CPU V1.0 标准型CPU多只支持4个扩展模块连接
1 简介
在电镀金属做成的真空系统，就像是锌和铝薄膜那样是非常普遍的电容行业。它的主要目标是尽可能在保持薄膜张力的同时增加薄膜传输速度。薄膜的张力和速度应以一个参考价值被保存起来，主要问题就是薄膜速度和张力之间的耦合。而它们之间的速度有很多的扰乱源（辊非圆，膜滑动。如果传递速度波动，将会导致模的处理不均匀；另一方面，不适当的张力可能导致皱纹或者薄膜破裂，而一旦薄膜破裂，操作工人就需要再次打开绕组室，从而，真空绕组室的气压就回到了标准大气压下。然后，又需要大约20~30分钟来使绕组室达到所需气压（大约1.3 × 10^1--2.67×10-2Pa）。因此，产量将明显下降；因而，一个用来避免薄膜破裂的检测张力波动的监测系统是非常必要的。
CC-bbbb是一个能够提供高速的过程控制和信息数据处理的局部网络系统，为客户提供高效、综合性产业和过程自动化。使用CC-bbbb的用户可以减少控制变量数、复杂生产线路所需的电源线路。因此用户可以从支持CC-bbbb的其余的354个领域的设备中选择出合适的设备，那么多供应商环境的扩展将会变得很容易。
至于高速通信，它使得通信传感器的输入能够满足需要大量数据通信的智能设备和高速响应的要求。作为一个CC-bbbb的功能，RAS功能是：待机主功能，分离从站功能，这些功能使得在通信故障和系统调试时自动恢复过来。至于测试和监控功能，对确认数据连接状态，硬件测试和电路测试都是可用的。CC-bbbb网络图如图1所示，其监控系统由主站>从站>“个人电脑”>逆变器>伺服电机>远程I / O单元等。
为了满足自动化和灵活性的要求，许多复杂的制造系统都是由可编程逻辑控制器（PLC）来控制的。这是因为PLC的是适应性强，模块化，便于使用和购买成本低。而真空卷绕镀膜就是这样一个复杂的制造系统。
本文介绍了基于CC-bbbb现场总线的智能监控系统，其中包括上位个人电脑和下位用于控制和信息管理的可编程逻辑控制器。这一监控系统中采用了CC-bbbb现场总线这一新的技术。
2 监测系统的结构
基于现场总线的监控系统有两种功能，包括监测区域的监控和信息管理单元、控制室里的控制单元。位于清盘真空机附近的所有智能监测单位都有微处理器，具有以下功能：各自的信号采样，A / D转换，数据计算等。现场总线是单位从站中离散检测单元和主站之间*重要的连接。模拟信号被数字信号取代以构成双向沟通，以利于操作者在控制室里进行控制、检查和参数设置。这种结构，一方面提高了监测系统的精度和抗干扰能力，另一方面还节约了投资成本。
数字智能监测单元应根据实际需要而定，该系统具有五种监测单位：温度，真空度，轧辊直径，薄膜张力和传输速度。
监测系统能否正常工作取决于传感器的性能是否在要求的水平之上，它们的精度和稳定性对监测系统有直接影响。从这些传感器获取的数据经PLC处理并在HMI人机界面上显示出来，如图2所示。
智能监控模块有两个功能：一方面它的过滤器、放大和调节输出信号的传感器能由PLC（FX系列）处理得到适当值；另一方面，它凭借通信接口的可编程控制器进行数据采集，A / D转换，数据处理，软件抗干扰，计算参数并利用PLC上的通信接口把数据传输到中央控制单元。
中央控制装置（CCU）是该监控系统的中心，它包含了个人电脑和RS232。它的工作状态时控制智能监测的每个单位，将得到的数据和一场信息进行处理，并保存他们。此外，控制器还支持上位用户的计算机访问，而且，它的数据分析是切实可行的，并利用数据管理和故障诊断软件对数据进行诊断。
监测系统采用CC-bbbb现场总线构成的模块和双绞线作为通信介质。*多可以把六十四个站连接到这个现场总线上，通讯模块则是通过CC-bbbb现场总线把监测单元和分站连接起来。当现场总线的通信速率为156kps时传输距离可以达到1.2公里。
3 PLC编程
在这个绕组系统中，我们使用三菱A系列PLC作为主站，因为它具有快速反应能力和强大的信息处理能力。它是用来控制总卷绕系统与FX系列的PLC缠绕系统的舒展共存系统的行为的。而系统的操作动作以及动作序列已经由设计人员事先编入控制程序中。控制程序则给绕组系统设置了一系列的操作动作，指导PLC来控制整个系统。所有传感器或执行机构的当前状态都作为输入、输出或者旗语信号存储在PLC内存中。因此，PLC程序是一个PLC控制制造系统监测的基础。
PLC编程使用的主要方法是梯形图方法，它提供了一个这样的设计环境：就是软件工具运行在主机终端，以便于构造、验证、测试和诊断梯形图。首先，将**程序写在梯形图中；其次，梯形图应转换成二进制代码以使它们可以存储在随机存取存储器（RAM）或存储代码可擦除可编程只读存储器（EPROM）中。每个连续的指令由CPU解码和执行。CPU的功能就是根据程序来控制内存和I/O接口来处理数据。PLC上的每个输入输出结点都可用来区分I/O地址。数据的直接代表方法与输入，输出和记忆有关，基于这样一个事实，将PLC的内存分成了输入图像存储、输出图像存储和内部存储器三个部分来直接代表输入、输出和内存的相关数据。
PLC程序采用主程序循环扫描的方法，例如输入的变数定期检查。该循环项目的启动是采用扫描输入系统和存储器在内存中的固定位置（输入图像存储器），梯形图程序之后执行响应，扫描程序，解决逻辑梯级确定的输出状态，更新后的输出状态存储在固定的内存位置（输出图像存储器）。程序扫描的*后，内存中保存的输出值被用来设置和重置PLC的物理输出。
我们都知道，逻辑控制是PLC的显着特征，它可以用来有效地处理模拟数据。
1）模拟数据采集和转换模拟量的输入输出，如压力、温度需要实时测量，例如温度首先由铂金电阻获取，然后信号转换模块将其转换为1-5V的电压信号，这个转换模块的输出*终被采集并传输到上述PLC中。
2）PLC控制算法模拟变量可以是任何一种变量，如我们这个绕组系统中的温度和压力。事实上，有自动和手动两种控制模式。手动模式下，操作人员根据所需水平修改输出值；而自动模式下，输出值根据预先设计的控制算法给出。值得一提的是，PLC的输出总是增量值，虽然自整定PID控制器可以满足要求，但是手动调谐总是用来初始化常规生产，并经该系统切换到自动模式；我们强调，用户的经验型模糊逻辑控制，用来改善生产状况也是适用的。薄膜张力控制系统采用PLC的模糊逻辑控制器（PLC），以克服绕组系统的不确定性。模糊逻辑算法已经由基本的PLC控制器实现。
对于固定的模式和常规PID的参数处理已经达到了一个很好的阶段，但是稳定是相对的，绕组系统的参数在一定范围内波动，因此控制器必须具有鲁棒性，以获得较高的性能。为了这个目的，模糊推理用于适应PID控制，通过这种办法，PID因素就能根据系统状态和电厂参数得到调整。
3）伺服电机控制一开始薄膜以低速传输，然后伺服电机被加速到设定的约每秒8米的高速绕速，传感器检测薄膜张力并控制伺服电机速度以保持恒定的张力。对控制目标不仅要保持薄膜张力不变，而且同时卷绕速度也要在*短时间内达到设定值。因此，*主要的问题是如何控制伺服电机的**。
