6ES7214-1AD23-0XB8参数选型

1． 引言
随着生产力的发展和自动化水平的提高，在越来越多的控制系统中需要灵活可靠的微型控制系统。M40DR是V80系列小型PLC中的CPU单元，它具有24路输入回路、16路继电器输出回路。具有功能丰富、可靠性高、自我知识产权、自主品牌及本地化服务等特点，目前已被广泛应用于各种控制领域，实现逻辑、步进、数字、模拟量等的自动控制。V80系列PLC提供了功能强大的运动控制功能块，可实现灵活的过程控制。本文以自动读卡机系统为例，介绍V80系列PLC的脉冲输出功能。

2． 脉冲输出功能设置及模式
V80有两路独立的高速脉冲输出接口，每路脉冲输出有两种输出模式可选择，即：PWM模式和PTO模式。
2.1 PWM模式
PWM模式是指输出任意占宽比的无限个数的脉冲序列。通过调用PWM设置功能块（PWMSET）可以选择脉冲输出工作在PWM模式。
在设置好相关参数后，调用脉冲输出运行功能块（PLSRUN）就能把新设置好的PWM波形输出去。图1是设置脉冲输出回路1为PWM输出模式的一个例子。

2.2 PTO模式
PTO模式是指输出等占宽比的有限个数的脉冲序列。根据不同的情况又有3种不同的参数设置方式，见表格1。
用户可以根据实际需要选择某种设置模式来设置PTO。
在设置好相关参数后，调用脉冲输出运行功能块（PLSRUN）就能把新设置好的PTO波形输出去。下面将结合一个自动读卡机控制系统的案例来具体阐述脉冲输出PTO的使用。

3． 自动读卡机控制系统的梯形图设计及编程范例
3.1自动读卡机系统简述

自动读卡机系统由上位机、V80-M40DR、两个步进电机及机械系统组成（参见图2）。上位机与PLC之间进行通讯，完成对PLC的编程，以及命令控制和过程监控，PLC用于控制2个步进电机的动作。具体的工艺流程是：上位机发“推卡”命令，PLC做出相应的控制，并且由脉冲输出接口1驱动电机1把卡推放到工作台，然后等待上位机进行数据读写处理；接着上位机根据读写情况，发“好卡” 或“坏卡”命令，PLC由脉冲输出接口2驱动电机2把卡推放到目标位置。要使电机以一个比较“平稳运动”的方式运作，电机应该从一个比较低的速度平稳加速到目标速度，再以目标速度匀速运行一定时间后，然后平稳减速到停止，V80系列PLC的PTO包络输出方式能很好满足平稳运动的性能要求。本系统中还需配合电机的运动做一些与顺序相关的其它I/O的控制，本系统将采用V80的CAM功能块来完成此项任务。
3.2自动读卡机系统编程范例
1） 初始化程序
利用扫描标志调用一个子程序，在子程序中初始化脉冲输出参数。参见图3、图4。

图3. 扫描标志调用子程序1

图4.子程序1中初始化电机参数

2） 电机的控制

图5.PLC判断是否接收到新命令

图6.收到新命令后重启定时器

参见图5、图6。选定一个用户变量单元来（40020）保存每次上位机发来的命令字，并与上一次保存的命令字（40030）做比较，当命令字有变化，则表明有新命令，否则就没有新命令。有新命令时，重启一个定时器（41103）由0开始计数。即开始一个新的控制过程。
图6中，CAM功能块的作用是：把定时器（41103）的当前值与一系列用户设定目标值相比较（用户设定目标值的首地址是41200），比较的情况反映在从00065单元开始的目标单元中。
利用CAM的输出可以控制电机的重新开始运行或相应的I/O。在已经运行了PLSRUN功能块后，只要重新设置一下PTO设置功能块，就可使脉冲序列再次输出。参见图7。

图7. 电机和IO的控制

4． 结束语
该系统通过本身具有的高速脉冲输出功能有效地解决了运动控制配置复杂、开发成本高等问题，在客户中获得良好的评价。V80系列PLC以其脉冲输出功能的灵活性及其实用性，使其在以简单运动控制为特征的机械加工领域开拓了广阔的市场空间。

，一种为恒速皮带秤间歇式给料系统，另一种是新上的核子秤。



图1 原配料系统结构
　　两种配料系统控制上相对独立，各自有相应的控制室且相距较远，给操作和管理带来了不便。因此，在产品的产量、质量方面都需要得到进一步提高，在现有系统结构不变的条件下，进行自动化改造可以满足上面目的。
本文给出了基于PLC并且针对水泥工业上不同种类秤混合配料的控制系统，该系统已经投入使用，实践证明此系统自动化程度高、稳定性好、运行可靠。
2 配料控制系统设计
　　本文设计的配料控制系统是双层式结构，类似一个小型的DCS系统。控制系统结构如图2所示。上层是在工业控制计算机上实现监视管理；下层通过PLC完成配料及负荷控制。西门子PLC中的S7-200系列可以满足多种多样的自动化控制需求。S7-200系列不仅稳定可靠而且还具有紧凑的设计、良好的扩展性、强大的指令，使得其可以近乎完美的满足小规模的控制系统要求。

图2 控制系统硬件结构图
　　根据实际现场布局，系统是由2套西门子PLC S7-200和一台工控机构成；
　　因为核子秤控制室和皮带秤控制室距离较远，所以之间采用RS 485总线进行通讯；
　　因为水泥厂配料系统中数据量较大，实时性要求较高，所以PLC采用自由口通讯，自己定义通讯格式；
　　考虑整个配料系统的可靠性和安全性，让S7-200_1 作为主站，主要负责7路核子秤的配料控制，让S7-200_2作为从站，负责5路皮带秤的配料控制，上位机作为从站，主要负责生产监控和管理。

3.自由口通信实现
　　S7-200 CPU内部集成的PPI通讯接口为用户提供了强大的通讯功能。PPI接口的电气特性为RS485，可在三种方式下工作：
（1） PPI方式
（2） MPI方式
（3） 自由通讯口方式
　　本系统采用自由通讯口方式，自由口通讯是通过用户程序可以控制S7-200 CPU通讯口的操作模式，利用自由口模式，可以实现用户定义的通讯协议连接多种智能设备。通过使用接受中断、发送中断、发送指令（XMT）和接受指令（RCV），用户程序控制通讯口的操作，通过SMB30（通讯口0）允许自由口模式，而且只有在CPU处于RUN模式时才能允许。当CPU处于STOP模式时，自由口通讯停止，通讯口转换成正常的PPI协议操作。PPI通讯协议是西门子专为S7-200系列PLC开发的一个通讯协议，可通过普通的两芯屏蔽双绞线电缆进行联网。波特率可选。

　　S7-200使用STEP-7 MicroWin基本编程软件，因为测点数量较多，功能相对比较复杂，所以程序中大量使用子程序和中断，采用结构化编程。由于PLC采用自由口通讯，所以需要用户自己定义数据通讯协议，PLC通讯初始化子程序梯形图：
　　上位机软件采用了Borland公司出品的基于bbbbbbs平台的软件开发工具C++ Builder 6.0，作为当前受欢迎的R&D开发工具，C++ Builder 6.0具有以下优点：
　　VCL可视组件库是当前为功能完备和高效的bbbbbbs基础类库之一。提供对bbbbbbs系统平台上开发所需的全方位支持。
　　基于C＋＋这样一种面向对象的结构化程序设计语言。带有快速C语言编译器。
　　基于组件设计和可视化的开发环境。
　　基于组件的设计思路，丰富的属性配置和事件驱动的方法提供了快速开发bbbbbbs应用程序的途径。
　　丰富的数据库组件提供对各种不同类型的数据库的全面支持。独具特色的BDE数据库引擎提供多种数据库的访问支持。
4 结束语
　　该系统经过现场的运行，结果令人满意，系统显示画面丰富、直观，现场运行可靠，不仅各项指标满足技术要求，同时系统的效益也有很大提高，主要表现在管理成本的降低、岗位的缩减、系统检修周期的延长和检修费用的降低等。
　　另外，随着PLC技术水平的提高，其计算能力、响应速度、联网能力、灵活性和可维护性已经达到或超过了传统的DCS，性能价格比有了更大的提高，从而进一步推动了PLC控制系统在中小型水泥厂的应用。