西门子模块6ES7231-0HF22-0XA0型号参数

西门子S7-200系列PLC的基本编程元件
1、数字量输入继电器（I）
输入继电器也就是输入映像寄存器，每个PLC的输入端子都对应有一个输入继电器，它用于接收外部的开关信号。输入继电器的状态地由其对应的输入端子的状态决定，在程序中不能出现输入继电器线圈被驱动的情况，只有当外部的开关信号接通PLC的相应输入端子的回路，则对应的输入继电器的线圈“得电"，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用数量（次数）不受限制。
2、数字量输出继电器（Q）
输出继电器也就是输出映像寄存器，每个PLC的输出端子对应都有一个输出继电器。当通过程序使得输出继电器线圈“得电"时，PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。
3、通用辅助继电器（M）
通用辅助继电器如同电器控制系统中的中间继电器，在PLC中没有输入输出端与之对应，因此通用辅助继电器的线圈不直接受输入信号的控制，其触点也不能直接驱动外部负载。所以，通用辅助继电器只能用于内部逻辑运算。
4、特殊标志继电器（SM）
有些辅助继电器具有特殊功能或存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息，称为特殊标志继电器。用户可以通过特殊标志来沟通PLC与被控对象之间的信息，如可以读取程序运行过程中的设备状态和运算结果信息，利用这些信息用程序实现一定的控制动作。用户也可通过直接设置某些特殊标志继电器位来使设备实现某种功能。
5、变量存储器（V）
变量存储器用来存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。
6、局部变量存储器（L）
局部变量存储器用来存放局部变量。局部变量与变量存储器所存储的全局变量十分相似，主要区别是全局变量是全局有效的，而局部变量是局部有效的。全局有效是指同一个变量可以被任何程序(包括主程序、子程序和中断程序)访问；而局部有效是指变量只和特定的程序相关联。
7、顺序控制继电器（S）
顺序控制继电器用在顺序控制和步进控制中，它是特殊的继电器。
顺序控制继电器用“S"表示，顺序控制继电器区属于位地址空间，可进行位操作，也可以进行字节、字、双字操作。
8、定时器（T）
定时器是可编程序控制器中重要的编程元件，是累计时间增量的内部器件。自动控制的大部分领域都需要用定时器进行定时控制，灵活地使用定时器可以编制出动作要求复杂的控制程序。
9、计数器（C）
计数器用来累计内部事件的次数。可以用来累计内部任何编程元件动作的次数，也可以通过输入端子累计外部事件发生的次数，它是应用非常广泛的编程元件，经常用来对产品进行计数或进行特定功能的编程。使用时要提前输入它的设定值(计数的个数)。当输入触发条件满足时，计数器开始累计其输入端脉冲电位跳变(上升沿或下降沿)的次数；当计数器计数达到预定的设定值时，其常开触点闭合，常闭触点断开。
10、高速计数器(HC)
高速计数器的工作原理与普通计数器基本相同，它用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲。高速计数器的当前值为双字长(32位)的整数，且为只读值。
11、累加器(AC)
S7—200PLC提供4个32位累加器，分别为AC0、ACl、AC2、AC3，累加器(AC)是用来暂存数据的寄存器。它可以用来存放数据如运算数据、中间数据和结果数据，也可用来向子程序传递参数，或从子程序返回参数。使用时只表示出累加器的地址编号，如AC0。
累加器可进行读、写两种操作，在使用时只出现地址编号。累加器可用长度为32位，但实际应用时，数据长度取决于进出累加器的数据类型

主要特征：
· 200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW；
· 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
· 矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；
· 高过载能力，内置制动单元； 三组参数切换功能。
控制功能：
· 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；
· 标准参数结构，标准调试软件；
· 数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
· 独立I/O端子板，方便维护；
· 采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接；
· 内置PID控制器，参数自整定；
· 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块；
· 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程；
· 可实现主/从控制及力矩控制方式；
· 在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能；
· 灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性；
· 快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸；
· 有直流制动和复合制动方式**制动性能。
保护功能：
· 过载能力为200％额定负载电流，持续时间3秒和150％额定负载电流，持续时间60秒；
· 过电压、欠电压保护；
· 变频器、电机过热保护；
· 接地故障保护，短路保护；
· 闭锁电机保护，防止失速保护； 采用PIN编号实现参数连锁。

 1．西门子变频器的结构及各部分的功能。 整流部分：主要是把三相交流电整成直流； 
直流回路部分：对整流部分出来的直流电压进行稳压和滤波 逆变部分：将直流回路的电压逆变成可调频的三相交流电  
2．在变频器内部有的电路板，分别起的作用   CUVC控制板：控制功能及参数设定 
  电源板：24V控制电源的提供，直流母线的采集 
  IVI背板：电流互感器，变频器测温线，与触发板进行通讯   整流单元触发板：触发晶闸管，将三相交流电整流成直流   IGBT触发板：触发IGBT，将直流电转换为交流电  
3．西门子变频器CUVC控制板上的端子功能 
4个可以作为输入或输出的IO端子（3.4.5.6）， 3个只能作为输入的IO端子（7.8.9）。 两个模拟输入口（15.16和17.18），两个模拟输出口（19.20和21.22）  
4. 西门子变频器中如何使其运行在40HZ？ 
A．由面板直接给定40HZ 
B．由参数给固定频率，比如将P443=45，将P405=40HZ 
C．由模拟信号给定，比如为模拟通道1给定，设置P632.1=4（4—20MA），在模拟通道中输入16.8MA的电流值。  
5.在西门子变频器参数中，控制字和状态字的意思， 
并介绍以下参数的意思：P330、P443、P590、P571和P572、P578和P579。 控制字为变频器的输入型号，用来控制变频器的启动，停止，快停，方向，变频器内部的参数等， 
状态字为变频器的输出信号，用来显示变频器的运行状态，如准备信号，运行反馈信号，故障反馈等 
P330：负载类型（0为线性恒转矩负载，1为抛物线特性，如风机等） P443：为变频器的速度给定源 
P590：用来选择开关量连接器的BICO参数 
P571和P572：用来选择变频器的旋转磁场方向。 P578和P579：用来选择变频器内部的电机

 人机界面（Human Machine Interaction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。
人机界面是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，
嵌入式人机界面
嵌入式人机界面
信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入"（Input）与“输出"（Output）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令（命令）的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥大的效能并延长使用寿命，而市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。
特定行业的人机界面可能有特定的定义和分类，比如工业人机界面（Industrial Human-machine Interface或简称Industrial HMI）。
人机交互：
人机交互、人机互动（Human-Computer Interface，简写HCI，又称用户界面或使用者界面）：是一门研究系统与用户之间的互动关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。
人机交互（Human-Computer Interaction，简写HCI）：是研究关于设计、评价和实现供人们使用的交互计算系统以及有关这些现象进行研究的科学。
人机交互与人机界面是两个有着紧密联系而又不尽相同的概念。
人机交互与人机界面的关系：
人机交互是指人与机器的交互，本质上是人与计算机的交互。或者从更广泛的角度理解：人机交互是指人与含有计算机的机器的交互。具体来说，人机交互用户与含有计算机机器之间的双向通信，以一定的符号

西门子模块6ES7516-3FN02-0AB0

分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成 profibusⅠ线，CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线。
    系统配置功能图如图所示:
871cb7635df57119afb9773dcdd4e271.jpg

    系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2～12个，标准型的接口模块其范围为2～63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关。
    系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8‘电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。
    网络设备按照适应工业现场环境的程度，以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块，对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块，置于生产线滚轮下方，由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境，因此需要有防水防油防尘等功能。
    3 目标控制系统
    3.1 系统设计
    汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程。由于工艺的繁琐性，工程的计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为核心构成的计算机控制系统，各独立工位控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享。该装配线在整个生产过程中较为关键，由于每个工位之间是流水线生产，因此每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能保证生产的连续性和稳定性。从站中的每个ET200S站和其对应的 ET200eco站共同构成一个工位, ET200eco主要是采集现场数据之用。ET200S站的模块置于小型控制箱内, 对于工位的基本操作有两种方式，就地控制箱手动方式和就地自动方式。由于每个控制工位的操作进度不*，操作工可以按照装配要求进行手自动切换。特殊情况下亦可通过手动操作进行工件位置的修正。
    安装在各工位的分布式I/O模块ET200S和ET200eco通过现场检测元件和传感器将系统主要的监控参数（主要是开关量）采集进来，ET200S和ET200eco将现场模拟量信号转换为高精度的数据量，通过zui高速度可达12M的Profibus-DP现场总线网络将采集数据上传到*控制器，控制器根据具体工艺要求进行处理，再通过Profibus-DP网络将控制输出下传给ET200S，实现各工位的控制流程。 PROFIBUS是应用zui广泛的过程现场总线系统。PROFIBUS有三种类型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自动化;PROFIBUS-DP用于制造业自动化;PROFIBUS-PA用于过程自动化。使用PROFIBUS过程现场总线技术可以使硬件、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS-DP的技术性能使它可以应用于工业自动化的一切领域，包括冶金、化工、环保、轻工、制药等领域。除了安装简单外，它有*的传输速率，可达12Mbits/s，通讯距离可达到1000米，如果加入中继器可以将通讯距离延长到数十公里，具有多种网络拓扑结构（总线型、星型、环型）可供选择。在一个网段上zui多可连接Profibus-DP从站即ET200S或是ET200eco 32个。
    整个控制系统根据工艺划分由转台、举升台、举升转移台、翻转机五种工位组成。各部分可独立完成各自的控制任务，并通过工业以太网实现和上位监控系统的连接，由上位系统实现各部分的协调控制。

    装配I线工程PLC控制系统和网络通讯系统具有下列特点:
（1）计算机集成自动化过程控制系统，分布式、高可靠性、高稳定性。
（2）从站作为相对独立的系统分散控制各个工位的运行。
    3.2 系统控制要点
   （1）该系统网络中一个主站CPU下两条profibus网络所带的从站有44个之多，在利用Simatic Manager编程软件进行硬件配置时，根据S7-300CPU中CPU31XC的地址分配的参数规范，对于数字量输入输出，其地址分配的参数范围为0.0～127.7。因此在进行硬件配置时, S7～300CPU自带的profibus-DP接口上的profibus I线上的模块数字量I/O地址一般规定在0.0～127.7的范围中,如有超出则采用间接寻址的方式来处理。profibus Ⅱ线上的模块的数字量I/O地址无论处在哪个范围中,都必须采用间接寻址方式。
ced27bb6203db6ba6a9f0ed61cd507bc.jpg

   （2）关于接触器的硬件互锁。对于转台工位，转台有正转和反转两种工作状态，因此转台的回转电机需要有一个负荷开关和两个接触器一并来控制（而举升电机一般只需要一个负荷开关和对应的一个接触器即可进行控制），接触器分正转接触器和反转接触器，输入端为380AV。正转接触器的三相电压A、B、 C分别和反转接触器的C、B、A短接。如图2所示，当程序在执行过程中，若存在某些漏洞使得正转接触器和反转接触器的输出点同时置1时，则会出现正转接触器和反转接触器各自的A相和C相短接，造成接触器短路损坏，主电源开关跳闸。为了避免这种事故的发生，首先保证程序中不能出现两个接触器同时置1的情况，其次即是采用接触器上硬件互锁，如图2所示，点Q1、点Q2是输出控制点，Q1两端本应接在正向接触器的两个输入端子，同理， Q1两端本应接在正向接触器的两个输入端子，但是改接成如图所示。接触器上有自带的一个常开点和一个常闭点，互锁中只需用到常闭点，当输出点Q1闭合时，正向接触器上常闭点随之断开，则Q2输出点两端之间不可能形成回路，也就不会出现短路跳闸的事故。
   （3）该项目中涉及到的变量数目较多，根据现场情况随时可能有更改，为了便于管理，采取S7程序界面和Wincc人机界面共用一套变量。这样可以将建立变量的工作量减少一半，也将出错概率减少一半。先安装step7软件，之后自定义安装Wincc软件，将Wincc通讯组件安装完整。然后在 step7软件中插入OS站，可点击右键打开并编辑Wincc项目。在Wincc项目中需要引用变量的位置进行变量选择，出现变量选择对话框，即可在 step7项目变量表中选择需要的变量，从而保证人机界面和下位机所用变量的*性。
    3.3 系统控制功能
   （1）手自动回路的切换
    在Wincc人机界面上可以很方便地知道每个工位的手自动状态，但是手自动状态的切换是在从站的控制箱面板上实现的。在自动状态下，工位的操作全由下位控制，可实现全自动控制机械的操作流程。在手动状态下，操作具有自保护功能，在某些机械操作动作下通过软件互锁可杜绝相应的危险动作的发生。
   （2）安全保护
    上位监控系统设定了若干级操作密码，管理员和操作员分别有自己的操作权限，且操作员在进行操作时有必要的警告提示框和信息提示框出现。
   （3）查询源程序代码
    当上位机画面显示某个工位出现故障时，可从画面直接点击按钮进入相应的下位机梯形图程序界面，即可迅速查找出故障的根本原因，节省了维修时间。
   （4）故障报警和报表打印
    当设备出现故障时，报警框中会出现提示，并伴随有声音报警。操作员可根据需要打印与生产相关的报表信息