6ES7222-1BF22-0XA8详解说明

6ES7222-1BF22-0XA8详解说明

1.项目介绍
    包装机行业未来发展的趋势是机械简单化，电气复杂化。越来越多的用伺服电机代替繁琐的机械传动，这就优化了机械结构，节省了设计成本，缩短了开发周期。

    以前的包装机只有一个普通电机做为主动力，各个部分的配合都是通过机械传动来实现，机械结构非常复杂，精度差，故障率高。现在全部用伺服电机代替之后，机械结构变的非常简单。枕式包装机是一个伺服电机带动包装机的切刀部分，一个伺服电机带动包装机的供膜部分，后一个伺服电机带动推料部分。通过各部分之间的追踪，来实现对包装物的包装。由于包装机是一个连续的，并且在运行中需要实时追踪调整，所以PLC必须保证伺服电机运行的稳定性及准确性。

在以往的三轴枕式包装机方案中，由于受PLC本体集成的脉冲输出轴数所限，通常采用两个 PLC通讯的方式，两者通过网络读写指令进行数据传递。由于控制器所支持的通信波特率太低，所以主站发出命令后，从站会有滞后的响应，这样在高速的情况下，三个电机的配合就会出差较大的误差，不能正常工作。S7-200 SMART本体集成3路高速脉冲输出，能够满足该机型的升级需求，因此设备改型中选择了该方案。

2．工艺流程介绍：
    本包装机由主机部分与输送机部分组成，主机部分主要是由横封刀部分与送膜部分组成。由色标传感器，接近开关等来确定包装膜与切刀之间的相对位置。通过温度传感器来测量横封刀的温度。控制系统如图所示：

 见图1

3.方案确定
    一方面，鉴于三轴脉冲输出的功能满足设备的改型需求，另一方面通过集成的以太网接口能够非常方便的下载程序，与新版的SMART LINE触摸屏也能实现良好的通讯。综合选型之下，终将S7-200 SMART PLC和SMART LINE触摸屏一起放到SF-G3机型上进行实验。

4.产品硬件配置
由于是实验机型，所以仅仅将原有的两个S7-200的CPU改为S7-200 SMART，其余的硬件部分并未做大的改动。

5.软件开发：
本系统中使用的I/O表如图所示

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数字量输入     17

数字量输出     13

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I0.0 刀零位接近开关:刀每旋转一周，接近开关接收一次信号。

I0.1 色标光电：包装膜，每走一个膜长，色标光电接收一次信号。

I0.2 推料零位光电：每走一个拔杈，光电接收一次信号。

I0.3 编码器A相

I0.4 编码器B相：自动接膜的时候，用于计算接膜的位置。

I0.5 急停按钮

I0.6 启动按钮

I0.7 点动按钮

I1.0 停止按钮

I1.1 刀伺服电机报警：如果伺服驱动器有报警的话，会给PLC一次个报警信号，立即停车。

I1.2 膜伺服电机报警：同上。

I1.3 推料伺服电机报警：同上。

I1.4 防护罩保护开关：当防护罩打开的时候，设备会报警，立即停车。

I1.5 左微动开关

I1.6 右微动开关

I1.7 中微动开关：以上三个微动开关，都是在自动接膜过程中使用。

Q0.0 Q0.1 Q0.3是三路高速脉冲输出，用于控制伺服电机的运行速度。

Q0.4 指示灯：该点控制一个中间继电器，分别用常开点与常闭点控制启动指示灯与停止指示灯。

Q0.5 指示灯：直接接近报警指示灯与蜂鸣器。

Q0.6 打码信号：用于给打码机提供打码位置信号。

Q0.7 吹气信号

Q1.2变频器启动信号

Q1.3 熨烫吸合控制

Q1.5 左刀电磁阀

Q1.6 右刀电磁阀

Q1.7 接膜电磁阀：三个电磁阀都是在自动接膜过程中控制气缸。

软件设计上主要分为以下三部分：

，频率计算：根据客户的要包装要求，将数据通过SMART LINE输入到PLC，通过复杂的数学运算，计算出每个工位下电机的运行频率。

第二，脉冲输出：通过向导，配置三个轴，调用向导配置后产生的子程序，来实现对三个电机的控制。

第三，自由口通讯：S7-200 SMART的485串口，设为自由口通讯，与宇电的温控模块进行数据交换。

6应用体会
S7-200 SMART较S7-200来说多了一路脉冲输出。当机器需要三轴时，S7-200只能通过两个PLC的通讯来实现。由于通讯的延时，所以很容易造成追踪效果不理想。而S7-200 SMART有效的解决了这个问题。尤其是S7-200 SMART程序的下载和与触摸屏的通讯都是通过网口通讯，大大的加快了通讯与下载程序的速度。

问：S7-300CPU供电，stop灯大约1.5秒闪一次，一直闪，cpu启不来。CP模块stop灯常亮，run灯大约1秒闪一次，插入网线，CP中灯都不亮，连不上CP，求救各位大虾！

答：不论什么状态，如果STOP灯在慢闪，则无法访问CPU，因这时CPU在申请复位。而且报错为"找不到其他激活的伙伴"，这说明你的MMC内有无效数据需要格式化。也只有STOP灯慢闪时在能在CPU上对MMC进行格式化的操作。

1.5DC的灯是常亮，不闪烁，如果闪烁不正常，检查24V电源是否接好，及够不够24V的电压。
2.STOP的灯，当你Rrun/Stop 开关打到Stop 时应该常亮，不闪烁，打到Run时应该Run 闪烁亮起，直到常亮，
如果打到Run时还是时Stop 灯闪烁和在Stop 时Stop 灯闪烁，说明有问题，如果此时其它灯（不包括5DC的灯）不闪烁或直亮，就说明是CPU的MMC卡有问题。此时你要确认的是：
A.有没有MMC卡插在CPU的MMC插槽内。
B.MMC卡有方向性，请注意插对和插到位。注：要重插的话一定要关掉CPU的电源，否则MMC卡会损坏。
C.就是你有没有带电拔插过MMC卡，如果有的话MMC卡是很容易损坏的。
D.就是有没有用MMC读卡器（非西门子专用）在PC上格式化过，如果有的话这个卡就不能被CPU认识，需要用西门子专用的读卡器来格式化。
E.那就是本身MMC卡有问题，如果可以的话，可以换一张MMC卡来试试！

1. 将模式开关打到 MRES 位置并保持住直到STOP灯变为常亮（大约9秒钟）。 
2. 变常亮后必须在3秒内将开关释放回STOP位置并 再次将开关打到 MRES 位置。这时STOP灯会快闪，此时MMC正在被格式化。当STOP灯从快闪变为常亮就说明MMC格式化完成，将开关切换至RUN，CPU应该可以运行。
如果正确作了上述步骤，STOP灯仍然慢闪，则说明MMC损坏需要更换。
注意一定不能使用非西门子读卡器来格式化MMC否则MMC将不再可用！！

西门子plc的立即写操作 
对于立即写（Immediate Write）功能，必须如下面举例所示，生成符号程序段。 
对于有时间限制的应用，可以以比每OB1 扫描循环一次的正常情况快的速度，将一个数字量输出的当前状态发送到输出模板。立即写功能可以在扫描立即写逻辑程序级的同时，将一个数字量输出写入输出模板。否则，当 Q存储区使用 P存储状态更新时，必须等到下一OB1扫描循环结束。 
为了将一个输出立即写入输出模板，应使用外围输出（PQ）存储区，而不使用输出（Q）存储区。外围输出存储区可以作为一个字节、一个字或一个双字读取。因此，通过一个线圈元素，不能更新一个单独的数字量输出。为了将一个数字量输出的状态立即写入输出模板， 包含相关位的Q存储器的字节、 字或双字可以有条件地复制到相应的PQ存储器中 （直接输出TPC1062K的模板地址）。
小心 
• 由于 Q 存储器的整个字节被写入输出模板，当进行立即输出时，该字节中的所有输出位都将被更新。 
• 如果一个输出位在不应发送到输出模板中的整个程序中出现中间状态（1/0），立即写功能会造成危险情况（输出瞬时脉冲）。 
• 作为一般设计规则，在一个MT6100I的程序中，外部输出模板只能认为是一个线圈。如果遵守该设计规则，可以避免使用立即输出时的大多数潜在问题。
举例 
等效于立即写入外围数字量输出模板 5通道1的梯形逻辑程序段。 
寻址输出Q字节 （QB5） 的位状态可以修改， 也可以保持不变。 Q5.1被赋给程序段1 中I0.1的信号状态。QB5被复制到相应的直接外围输出存储区（PQB5）。 
字PIW1包含I1.1的立即状态。 PIW1与 W#16#0002进行与 （AND） 逻辑运算。 如果 PB1中的 I1.1（第 2位）为“1”，则结果非“0”。如果 WAND_W 指令的结果不等于“0”，则接点“A<>0”通过电压。

1、即写操作
    关于当即写（Immediat Write）功能，必需如下面举例所示，生成符号程序段。关于有时间约束的运用，能够以比每OB1扫描循环一次的正常状况快的速度，将一个数字量输出的当前状况发送到输出模板。当即写功用能够在扫描当即写逻辑程序级的一起，将一个数字量输出写入输出模板。不然，当 Q存储区运用 P存储状况更新时，必需等到下一OB1扫描循环完毕。
    为了将一个输出当即写入输出模板，应运用外围输出（PQ存储区，而不运用输出（Q存储区。外围输出存储区能够作为一个字节、一个字或一个双字读取。因而，经过一个线圈元素，不能更新一个独自的数字量输出。为了将一个数字量输出的状况当即写入输出模板，包含有关位的Q存储器的字节、字或双字能够有条件地复制到相应的PQ存储器中 直接输出TPC1062K模板地址）
    当心，因为 Q存储器的整个字节被写入输出模板，当进行当即输出时，该字节中的一切输出位都将被更新。
假如一个输出位在不该发送到输出模板中的整个程序中呈现中间状态（1/0当即写功用会造成危险状况（输出瞬时脉冲）
2、防治脉冲丢失
    作为通常规划规矩，一个MT6100I程序中，外部输出模板只能认为是一个线圈。假如恪守该规划规矩，能够避免运用当即输出时的大多数潜在疑问。
    1用高速计数器功用收集，只需保证高速计数高作业频率高于脉冲频率，就不会丢掉脉冲。
    2用守时中止及脉冲收集子程序收集，只需保证收集时刻距离小于脉冲频率的倒数就不会丢掉脉冲。
    3如果中止（有中止功用的输入）及脉冲收集子程序收集，也要保证中止响应速度足够快，才不会丢掉脉冲。
    4假如脉冲频率不高，如每20次/s以下，通常的输入点直接进行收集，疑问也不大。

这个功能分2步骤，步编辑200plc程序，读取PLC系统时间。在指令树中“时钟”，调用读取时钟块“READ_RTC”和修改时钟块“SET_RTC”。
8个字节时间缓冲区格式（T）
T字节 说明 字节数据
0 年 (0-99) 当前年份 (BCD值)
1 月 (1-12) 当前月份 (BCD值)
2 日期 (1-31) 当前日期 (BCD值)
3 小时 (0-23) 当前小时 (BCD值)
4 分钟 (0-59) 当前分钟 (BCD值)
5 秒 (0-59) 当前秒 (BCD值)
6 00 保留 ?始终设置为00
7 星期几 (1-7) 当前是星期几，1=星期日 (BCD值)
用字节比较指令与你期望是时间值进行比较，结果输出驱动位报警信息。同时执行停机指令的告诫和执行。
在触摸屏中编辑组态与之对应的报警信息，提示用户设备保养计划按计划实施。
这样的方案好是配置电池卡进行，以免长期停电造成PLC时间丢失而回到出厂时间。

tdc是霍尼韦尔的dcs。plc是以功能命名，DCS是以体系结构命名。从原理上看 PLC就可以组成DCS。当然两者性能差异还是存在的，要具体看产品和需要。DCS控制系统与PLC控制区别:DCS是一种“分散式控制系统”，而 PLC(可编程控制器)只是一种控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。DCS网络是整个系统的中枢神经,DCS系统通常采用的协议 TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络，系统的拓展性与开放性更好.而 PLC因为基本上都为单个小系统工作，在与别的PLC或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构，网络协议也经常与不符。在网络安全上PLC没有很好的保护措施。DCS整体考虑方案，操作员站都具备工程师站功能，站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系，任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制，协调控制;而单用 PLC互相连接构成的系统，其站与站(PLC与PLC)之间的联系则是一种松散连接方式，做不出协调控制的功能。DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口，外接系统或扩展系统都十分方便，PLC所搭接的整个系统完成后，想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。为保证DCS控制的设备的安全可靠,DCS采用了双冗余的控制单元，当重要控制单元出现故障时，都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元，保证整个系统的安全可靠。PLC所搭接的系统则需要配置双 PLC实现冗余。对各种工艺控制方案更新是 DCS的一项基本的功能，当某个方案发生变化后，工程师只需要在工程师站 长将更改过的方案编译后，执行下装命令就可以了，下装过程是由系统 白动完成的，不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺对象的控制精度tigao。而对于 PLC构成的系统来说，工作量大。在控制精度上也低些。这就是为什么在大中型控制项目中(3000点以上)，基本不采用全部由PLC所连接而成的系统。原因DCS系统所有 I/O模块都带有 CPU，可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换，故障带电拔，随机更换。而PLC模块只是简单电气转换元，没有智能芯片，故障后相应单元全部瘫痪。当然随着技术的与时俱进PLC功能也越来越向DCS靠拢了。

S7-200定时器TON指令（需要维持）
启用输入为"打开"时，开始计时。当前值（Txxx）大于或等于预设时间（PT）时，定时器位为"1"。定时器仍继续计时，达到大值32767时，停止计时。
启用输入为"关闭"时，接通延时定时器当前值被清除，定时器位为"0"。
使用（R）指令复位定时器时，定时器当前值被清除，如果启用输入为"打开"，然后继续重新计时。
S7-300定时器( SD )指令（需要维持，需要上升沿重新激活）
启用输入为"上升沿"时，开始计时。达到预设时间时且启用输入为"打开"时，定时器位为"1"。
启用输入为"下降沿"时，定时器处于空闲，定时器位为"0"。
使用（R）指令复位定时器时，定时器当前值被清除，即使启用输入为"打开"，也不再计时。只有启用输入再次为"上升沿"时才能重新计时。
S7-300定时器S_ODT指令（需要维持，需要上升沿重新激活）
启用输入为"上升沿"时，开始计时。当前值BI等于预设时间（TV）且启用输入为"打开"时，定时器位为"1"。
启用输入为"下降沿"时，定时器停止，定时器位为"0"。
使用（R）指令复位定时器时，定时器当前值被清除，即使启用输入为"打开"，也不再计时。只有启用输入再次为"上升沿"时才能重新计时。

数据通过网络传输的速度是波特率，其单位通常是Kbaud或者Mbaud。波特率是指在给定时间内传输的数据是多少。例如，19.2Kbaud表示的1秒内传输19200位数据。在同一个网络中通讯的器件必须被配置成相同的波特率，网络的高波特率取决于连接在该网络上的波特率低的设备。

表1 S7-200支持的波特率
在网络中要为每一个设备指定一个唯一的地址. 唯一的地址可以确保数据发送到正确的设备或者来自正确的设备。S7-200支持的网络地址为0到126。对于有两个通讯口的S7-200，每一个通讯口可以有自己的站地址。

表2 S7-200设备的缺省地址

1、定时器在子程序中的表现：
在条件调用子程序的主程序中，当停止子程序调用时，如果定时器已经激活正在计时，停止调用这个子程序会造成定时器的失控。不管此时定时器前面的激活条件如何变化，定时器（1ms、10ms 时基的）会一直走到大值，定时器输出也会在达到设定值时接通；（100ms 时基的定时器会在上述情况下停止计时，但在逻辑上处于失控状态）。
 如果用 SM0.0 调用子程序；或者在控制逻辑的时序上做到能够保证定时功能完整执行，定时器会正常运行。使用条件调用含有定时器的子程序时，一定要注意时序逻辑，以免造成程序运行错误。
2、使用定时器加自复位做一个不断重复的计时，调用其他功能或子程序时，为何看起来工作不规律？
请注意《S7-200系统手册》中，或者前文关于三种定时器刷新规律的描述。
按这种方法使用定时器时，定时器的置位、复位可能与程序扫描周期不配合，存在造成上述问题的机制。
定时比较短的定时任务应使用“定时中断”功能，这样更为可靠。

EM231/235温度模块调零方法：
1. 切断模块电源。选择需要的输入范围。
2. 接通CPU和模块电源。使模块稳定15分钟。
3. 用一个变送器、一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。
4. 读取适当的输入通道在CPU中的测量值。
5. 调节OFFSET(偏置)电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。
6. 将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个。读出送到CPU的值。
7. 调节GAIN(增益)电位计，直到读数为32000，或所需要的数字数据值。
8. 必要时，重复偏置和增益校准过程。
如果这个温度偏差成线性比，则可以在程序中添加四则混合运算进行校正或通过上述2个电位器修调，注意编辑程序优先。如果不成线性，则在线监控找到温度偏差范围，用四则混合运算处理。
大多数情况是连接接触问题为多或电气干扰。

PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。

PID控制器参数的工程整定方法，一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。

PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

温度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

压力P： P=30~70%，T=24~180s；

液位L： P=20~80%，T=60~300s；

liuliangL： P=40~，T=6~60s。

这里介绍一种经验法，方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。