西门子6ES7211-0AA23-0XB0参数选型
2.3配线规格
一般I/O点配线就不再赘言了，可以关注一下PLC比较少用到的差分输入输出方式，在信号中有一部分是这样的，一定要注意否则将不能正确完成，参见图2、图3。
图2差分输入配线示意图
点击此处查看全部新闻图片
图3差分输出配线示意图 3 台达运动控制型PLC软件结构
3.1DVP20PM程序结构
由于20PM主机结合了PLC顺序逻辑控制及双轴插补定位控制的功能，因此在程序架构上主要分为O100主程序、Ox运动子程序及Pn子程序等三大类，结合了基本指令、应用指令、运动指令及GCode指令，使程序设计更多元化，结构更清晰；程序采用PMSOFT软件进行编辑，参见图4。
图4程序设计界面
点击此处查看全部新闻图片
（1）主程序。主程序以O100作为起始标记，M102作为结束标记，是PLC顺序控制程序，主要为控制主机动作执行，在O100主程序区域中，可以使用基本指令及应用指令，或在程序中启动Ox0~Ox99运动子程序及调用Pn子程序。主要提供主控制程序的建立，以及运动子程序的设定及启动控制。
（3）运动子程序。Ox0～Ox99运动子程序为运动控制程序，主要为控制20PM系列主机进行X-Y轴双轴运动之子程序，于Ox0～Ox99运动子程序区段中，有支持基本指令、应用指令、运动指令及G码指令，并在程序中可规划呼叫Pn指针子程序，通过PLC提供的内部特D特M进行子程序的控制。主要提供运动子程序的建立，以及运动子程序的运动控制，在架构上可算是20PM的运动指令及G码指令规划区域。
（4）子程序。这里所说的子程序是指以Pn开头的一般用子程序，主要是被O100主程序及Ox运动子程序调用的子程序。如在O100主程序调用Pn指针，则Pn指针子程序支持基本指令及应用指令；若在Ox0~Ox99运动子程序中调用Pn指针时，则Pn指针子程序区段可支持基本指令、应用指令、运动指令及G码指令。
3.2PMSOFT软件介绍
与台达PLC的WPLSoft软件相似，DVP20PM的编程软件PMSOFT按照IEC61131标准设计，具有梯形图和语句表两种编程方式，且具有G码汇入、错误提示、区段注释、装置注释、标尺、完善的监控窗口、运动指令追踪等便利工具提供给用户，特别值得一提的是该软件具有运动轨迹仿真功能，当您编辑好程序后可利用此功能对加工轨迹进行模拟演示，参见图5。
2.2I/O点规格
参见图1，DVP20PM提供的数字量输入输出点规格与台达通用PLC规格基本相同，输入点支持SINK（漏极）和SOURCE（源极）两种方式，输出点也有继电器输出和晶体管输出可选。
图1
点击此处查看全部新闻图片
需要提到的是其在运动控制中的特殊输入输出点，简述如下：
START0、START1：启动输入
STOP0、STOP1：停止输入
LSP0/LSN0、LSP1/LSN1：右极限输入/左极限输入
A0+、A0-、A1+、A1-：手摇轮A相脉波输入+,-（差动信号输入）
B0+、B0-、B1+、B1-：手摇轮B相脉波输入+,-（差动信号输入）
PG0+、PG0-、PG1+、PG1-：零点讯号输入+,-(差动信号输入)
DOG0、DOG1：原点回归的近点信号输入或多段运动的启动信号
CLR0+、CLR0-、CLR1+、CLR1-：清除信号（Servo驱动器内部偏差计数器清除信号）
FP0+、FP0-、FP1+、FP1-：脉冲输出端口
RP0+、RP0-、RP1+、RP1-：脉冲输出端口
（注：0表示轴，1表示第二轴，如START0表示启动轴，START1表示启动第二轴，其他信号依次类推）
从端子分布可以看到，除了常用的极限和启动停止信号外，配置了过零脉冲PG和手摇轮功能输入端，手摇轮是机床应用中常用而必备功能，而利用过零信号在jingque控制场合往往会用到，当然更不用说定位控制中都会用到的DOG原点信号。
0 引言
供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在泵站供水中可完成以下功能：(1)维持水压恒定；(2)控制系统可手动/自动运行；(3)多台泵自动切换运行；(4)系统睡眠与唤醒。当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求时自动唤醒；(5)在线调整PID参数；(6)泵组及线路保护检测报警，信号显示等。
将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵转速加快，供水量增加，迫使管网压力上升。反之水泵转速减慢，供水量减小，管网压力下降，保持恒压供水。
1 系统硬件构成
系统采用压力传感器、PLC和变频器作为中心控制装置，实现所需功能。
安装在管网干线上的压力传感器，用于检测管网的水压，将压力转化为4～20mA的电流信号，提供给PLC与变频器。
变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将0～50Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速。ACS变频器功能强大，预置了多种应用宏，即预先编置好的参数集，应用宏将使用过程中所需设定的参数数量减小到小，参数的缺省值依应用宏的选择而不同。系统采用PID控制的应用宏，进行闭环控制。该宏提供了6个输入信号：启动/停止(DI1、DI5)、模拟量给定(AI1)、实际值(AI2)、控制方式选择(DI2)、恒速(DI3)、允许运行(DI4)；3个输出信号：模拟输出(频率)、继电器输出1(故障)、继电器输出2(运行)；DIP开关选择输入0～10V电压值或0～20mA电流值(系统采用电流值)。变频器根据给定值AI1和实际值AI2，即根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制宏自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以保证管网压力恒定要求。
根据泵站供水实际情况与需求，利用一台变频器控制3台水泵，因此除改变水泵电机转速外，还要通过增减运行泵的台数来维持水压恒定，当运行泵满工频抽水仍达不到恒压要求时，要投入下一台泵运行。反之，当变频器输出频率降至小，压力仍过高时，要切除一台运行泵。所以不仅需要开关量控制，还需数据处理能力，采用FX－4AD(4模拟量入)获得模拟量信号。它在应用上的一个重要特征就是由PLC自动采样，随时将模拟量转换为数字量，放在数据寄存器中，由数据处理指令调用，并将计算结果随时放在指定的数据接触器中。通过其可将压力传感器电流信号和变频器输出频率信号转换为数字量，提供给PLC[1>，与恒压对应电流值、频率上限、频率下限(考虑到水泵电机在低速运行时危险，必须保证其频率不低于20Hz，因此频率上限设为工频50Hz，下限设为20Hz)进行比较，实现泵的切换与转速的变化。
系统在设计时应使水泵在变频器和工频电网之间的切换过程尽可能快，以保证供水的连续性，水压波动尽可能小，从而提高供水质量。但元件动作过程太快，会有回流损坏变频器。为了防止故障的发生，硬件上必须设置闭锁保护，即1Q与4Q，2Q与5Q，3Q与6Q不能同时闭合。
2 系统软件设计
控制系统软件是指用梯形图语言编制的对3台泵进行控制的程序。它对3台泵的控制，主要解决系统的手动及自动切换、各元件和参数的初始化、信号及通讯数据的预处理、3台泵的启动、切换及停止的条件、顺序、过程等问题。
当变频器输出频率达到频率上限，供水压力未达到预设值时，发出加泵信号，投入下1台泵供水。当供水压力达到预设值，变频器输出频率降到频率下限时，发出减泵信号，切除在工频运行方式中的1台泵。系统刚启动时，情况简单，首先启动一号泵即可。但考虑3台泵联合运行时情况复杂，任1台或2台泵可能正在工频自动方式下运行，而其他泵则可能在变频器控制下运行，因此必须预先设定增减水泵的顺序。即获得加泵信号后，按照1号泵、2号泵、3号泵的顺序优先考虑。获得减泵信号后，按照3号泵、2号泵、1号泵的顺序优先考虑。
为了防止故障的发生，软件上也必须设置保护程序，保证1Q与4Q、2Q与5Q、3Q与6Q不能同时闭合。在加减泵时必须设置元件动作顺序及延时，防止误动作发生。系统切换泵流程见图3。
考虑到系统工作环境对运行状态的影响，在设计中采用硬件、软件上的双重滤波来消除干扰的影响。硬件上变频器提供了滤波时间常数，当模拟输入信号变化时，63％的变化发生在所定义的时间常数中；软件上采用数字滤波的方式，系统采用平均值的方法[2>。
计算近10次采样的平均值，其计算公式如下：
点击此处查看全部新闻图片
3 系统参数的确定
系统变频运行主要靠变频器来实现。变频器有一数量很大的参数群，初始情况下，只有所谓的基本参数可以看到。只需设定简单的几个参数，变频器就可以工作。
除基本参数外，还必须对完整参数进行设定。
完整参数的设定主要是PID参数的整定，它是按照工艺对控制性能的要求，决定调节器的参数Kp，TI，TD。控制表达式为：
变频器根据偏差调节PID的参数，当运行参数远离目标参数时，调节幅度加快，随着偏差的逐步接近，跟踪的幅度逐渐减小，近似相等时，系统达到一个动态平衡，维持系统的恒压稳定状态[3、4>。
4 试验结果
由于系统的显示和通讯功能，可以对系统工作情况进行监测。考虑到管网覆盖面积大，泵站海拔高度相对低，远端供水压力需维持3kg，因此泵站出水口压力必须维持5kg。试验条件为管网初始无压力，电磁阀控制一定量相同用水情况下启动系统。获得的数据经MATLAB进行插值拟合可得系统在不同条件下跟踪压力变化的曲线[5>。
试验记录的数据显示，系统在未进行滤波和PID控制时，响应速度特别慢、误差大、振荡严重，见图5。在未进行滤波而引入数字PID控制时，响应速度明显加快，但振荡问题未能得到解决，这是由于喘振现象的存在；当管道压力与设定值近似相当时，水锤效应影响明显，压力波动异常，PID的参数跟踪整定，形成恶性循环，管道中空气的存在也会导致振荡问题。
该系统是按照工业生产需求设计的，实现了预定的一系列功能，保证了系统的稳定和安全性，在长时间运行中取得了良好的效果。只需作相应修改就可推广到相关供水系统中。
SIMATIC HMI 精智面板 - 标准设备
优异的人机界面功能，适用于要求苛刻的应用
宽屏 TFT 显示屏，对角尺寸为 4 英寸、7 英寸、9 英寸、12 英寸、15 英寸、19 英寸和 22 英寸（全部 1600 万色），与此前的设备相比显示面积增加高达 40%
集成功能，带有归档、脚本、PDF/Word/Excel 查看器、Internet Explorer、Media Player 和 Web 服务器
可通过 PROFIenergy、HMI 项目或控制器在 0 - 范围内调节显示屏亮度
现代工业设计，7" 及以上型号采用铸铝前端
所有触摸式设备都进行垂直安装
设备发生电源故障时，可确保数据安全和 SIMATIC HMI 存储卡的数据安全
创新服务于调试方案
画面刷新时间短
通过了多种认证（例如，ATEX 2/22 和船舶认证），适用于条件极为恶劣的工业环境
所有型号都可用作 OPC UA 客户端或服务器
按键操作设备，每个功能键带 LED，全新文本输入机制，与手机键盘类似
所有按键都具有 200 万次使用寿命
使用 TIA Portal WinCC 工程软件进行组态工程框架
提供了 7" 和 15" 精智户外型。这些设备是专门针对恶劣环境中的户外应用设计的。具有显示质量（甚至在阳光下）、具有抗紫外线前端等。
优势
全集成自动化(TIA) 的集成组件：
提高生产率，小化工程费用，减少生存周期成本
当安装空间有*也可用在垂直位置（所有触控设备）。
具备下列特点，可降低维修和调试成本：
组态效率高，项目下载快，因此组态和调试时间较短
可通过可选的 SIMATIC HMI 存储卡进行自动备份
背景照明寿命周期长
免维护设计
断电时可保证数据安全
由于具有输入/输出字段、图形、趋势曲线、柱状图、文本和位图等要素，可以简单、轻松地显示过程值
带有预组态屏幕对象的图形库
可全球使用£º
可组态 32 种联机语言（包括亚洲和西里尔字符集）
可以在线切换 32 种语言
相关语言文本和图形
标准硬件和软件接口可提高灵活性，并省去附加硬件：
内置 PROFIBUS 和 PROFINET 接口（7 英寸及以上型号，两个 PROFINET 端口，带集成开关）
两个 SD 卡插槽，可用于存储归档和用户数据并用于自动备份
USB 设备接口可用于方便地下载项目
USB 主机接口可用于连接 USB 闪盘、键盘、鼠标和打印机
对于 7 英寸及以上型号，可将音频输入/输出接口与集成的媒体播放器结合使用
标准 Windows 存储格式（CSV），用于归档和配方，以使用标准工具（如 Microsoft Excel）实现进一步处理
可通过 Sm@rtServer 选件进行模块化扩展，以便在各种 SIMATIC HMI 系统之间进行通讯和进行远程维护
西门子PLC代理商硬件分析2、PLC硬件故障①PLC主机系统故障A、电源系统故障。电源在连续工作、散热中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。B、通讯网络系统故障。通讯及网络受外部干扰的可能性大，外部环境是造成通讯外部设备故障的大因素之一。系统总线的损坏主要由于PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。
CPU 内用户程序中的通信数据长度不能超过 512 个字节。之后，即可在 HMI 设备上通过
Read/Write 变量对这些数据进行一致性访问。
如果需一致性传输的数据量超出了系统的数据大量，则需在应用程序中使用特殊措
施确保数据的一致性。
确保数据一致性
通过指令访问公共数据：
如果在用户程序中通过一些通信指令访问公共数据（如 TSEND/TRCV），则可使用诸如
“DONE”等参数对该数据区进行访问。因此，在用户程序中使用指令进行数据传输，可确
保通信过程中数据区中数据的一致性。
说明
用户程序中采取的具体措施
要确保数据一致性，可将待传输数据复制到一个单独的数据区（如，全局数据块）中。用
户程序继续传输源数据时，可通过通信指令将一致性地传输单独数据区中存储的数据。
在复制过程中，系统将使用相应的不可中断型指令，如 UMOVE_BLK 或 UFILL_BLK。这
些指令可确保高达 16 KB 的数据一致性。
使用 PUT/GET 指令或通过 HMI 通信进行 Write/Read 操作：
使用 PUT/GET 指令进行 S7 通信或通过 HMI 通信进行 Write/Read 操作时，编程或组态
中需考虑一致性数据区的大小。将 S7-1500 用作服务器时，用户程序没有可用于数据传
输的指令。在用户程序运行过程中，可通过 PUT/GET 指令进行数据交换，对 S7-1500
进行更新。但在循环执行用户程序时，不支持对数据进行一致性传输。待传送数据区的长
度应小于 512 个字节。
HMI触摸屏TD200 TD400C TP177,
