芜湖西门子（中国）授权总代理商

更新时间：2024-05-08 07:10:00

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芜湖西门子（中国）授权总代理商

德国的西门子( SIEMENS)公司是欧洲的电子和电气设备制造商之一，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于地位。其代可编程序控制器是1975年投放市场的SIMATIC S3系列控制系统。之后在1979年，西门子公司将微处理器技术应用到可编程序控制器中，研制出了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，目前S5系列产品仍然在工业现场使用，在20世纪末，西门子又在S5系列的基础上推出了S7系列产品。的SIMATIC产品为SIMATIC S7和C7等几大系列。C7是基于S7-300 PLC性能，同时集成了HMI。

SIMATIC S7系列产品分为：通用逻辑模块(LOGO!)、S7-200 PLC、S7-1200 PLC、S7-300 PLC和S7-400 PLC 5个产品系列。S7-200 PLC是在德州仪器公司的小型PLC的基础上发展而来，因此其指令系统、程序结构、编程软件，这些和S7-300/400 PLC有较大的区别。S7-1200 PLC是在2009年才推出的新型小型PLC，定位于S7-200 PLC和S7-300 PCL产品之间。S7-300/400 PLC是由西门子的S5系列发展而来。西门子的PLC产品系列的定位见表2-1。

表2-1 SIMATIC控制器的定位

序号	控制器	定位	主要任务和性能特征
1	LOGO!	低端独立自动化系统中简单的开关量解决方案和智能逻辑控制器	简单自动化作为时间继电器、计数器和辅助接触器的替代开关设备模块化设计，柔性应用有数字量、模拟量和通信模块用户界面友好，配置简单使用拖放功能的智能电路图开发串行模块结构、模块化扩展
2	S7-200	低端的离散自动化系统和独立自动化系统中使用的紧凑型逻辑控制器模块	紧凑设计，CPU集成I/O 实时处理能力，高速计数器、报警输入、中断易学易用的软件多种通信选项
3	S7-1200	低端的离散自动化系统和独立自动化系统中使用的小型控制器模块	可升级及灵活的设计集成了PROFINET接U 集成了强大的计数、测量、闭环控制及运动控制功能直观高效的STEP 7 Basic工程系统可以直接组态控制器和HMI
4	S7-300	中端的离散自动化系统中使用的控制器模块	通用型应用和丰富的CPU模块种类高性能模块化设计，紧凑设计由于使用MMC存储程序和数据，系统免维护
5	S7-400	的离散和过程自动化系统中使用的控制器模块	特别高的通信和处理能力定点加法或乘法的指令执行速度快为0.03μs 大型I/O框架和20MB的主内存快速响应，实时性强，垂直集成支持热插拔和在线I/O配置，避免重启具备等时模式，可以通过PROFIBUS控制高速机器

PROFIBUS-DP 是一种通讯标准，一些符合PROFIBUS-DP规约的第三方设备也可以加入到PROFIBUS网上作为SIMATIC主站的从站。支持PROFIBUS-DP的从站设备都会有GSD文件。GSD文件是对设备一般性的描述，通常以*.GSD或*. GSE文件名出现，将GSD文件导入到STEP7软件中就可以在硬件配置界面的目录中找到这个设备并组态从站的通讯接口。

如果是要实现不在一个STEP7项目中的两个CPU集成DP接口之间的主从通信也需要导入从站CPU的GSD文件。

现以CPU314C-2DP集成的DP接口做主站，另一个CPU314C-2DP集成的DP接口做从站，两个S7-300 CPU分别在两个STEP7项目中进行配置为例，详细介绍怎样导入GSD文件，组态从站通讯接口区进而建立通讯。

FB 58 “TCONT_CP”用于使用连续或脉冲控制信号来控制温度过程。脉冲控制功能使用脉宽调制，将模拟量可调节变量值 LMN 转换成一系列周期为PER_TM 的脉冲信号。通过设置PULSE_ON=TRUE 激活PULSEGEN，并在CYCLE_P 周期中对其进行处理。

哪些参数决定脉冲输出的周期？

首先，需要熟悉几个FB 58 “TCONT_CP” 脉冲输出的重要参数：

CYCLE_P ：脉冲发生器的采样周期
CYCLE：PID 运算的采样周期
PER_TM：脉冲输出的周期

如图1，PID输出LMN变量为30.0，CYCLE=PER_TM=10 *CYCLE_P ，则每个PER_TM循环时间调用SFB/FB“PULSEGEN”10次，则：

脉宽=PER_TM x LMN%
对于前3个SFB/FB“PULSEGEN”（10次调用的30 %），输出“QPOS”为“1”
对于其余7个SFB/FB“PULSEGEN”（10次调用的70 %），输出“QPOS”为“0”

图01

如图2，设置参数，LMN=50.0。根据上图的关系，理论上输出的脉冲周期应该为10秒。但是通过 WINCC 捕捉的脉冲轨迹可以看到，实际的周期为20秒，如图2。那这是为什么呢？

图02

图03

其实，参数 PER_TM 和CYCLE_P 只是决定了脉宽调制精度G，G=PER_TM/CYCLE_P 。脉宽调制精度，决定了一个脉冲周期内执行的脉冲计算的次数，次数越多精度越高。如图4，FB 58 “TCONT_CP” 通过“SELECT” 参数决定PID 运算和脉冲运算的关系，通常我们使用默认的模式，也就是同一个FB 58 “TCONT_CP” 执行两者，因此在同一个循环中断中执行的FB 58 “TCONT_CP”，每次循环中断进入都会执行脉冲运算，而PID 运算和脉冲运算成1:G 关系。因此实际脉冲运算的周期 CYCLE_P* 是由程序块执行的间隔决定的，所以实际周期 PER_TM*=CYCLE_P * x G。

图04

在上面的例子中，G = PER_TM / CYCLE_P =10/0.1=100；OB35循环周期200MS，所以CYCLE_P * =200MS ，PER_TM* =100X200=20S。因此，要想脉冲输出的周期和设置的一致，必须保证 CYCLE_P=CYCLE_P *（循环中断的时间）我们只需要调整OB35的循环中断时间到 100MS，就可以实现10S周期的脉冲，如图5。

图05

经验关系时间法则如下：

CYCLE_P<=PER_TM/50
PER_TM<=TI/5
CYCLE<=TI/10
CYCLE(=N x CYCLE_P)=<PER_TM;N 为整数
P_B_TM>=CYCLE_P

如果PID CYCLY和周期PER_TM不同会怎么样？

可以为CYCLE 选择一个小于脉冲重复周期PER_TM 的数值。此设置适用于需要尽可能高的脉冲重复周期以减小执行器上的磨损，但快速过程需要的采样时间却又比较短。如果CYCLE< PER_TM，意味着一个完整周期还没有结束，新的 PID 结果将会产生，脉冲的输出状况将会改变。

图06

如图7，CYCLE<PER_TM，当前输出LMN=50.0，周期20S。一旦 PID 的结果发生更改，如图8，当脉冲高电平输出到20%时，新的 PID 结果LMN=80.0 到来，则脉冲会在之前的基础上继续输出余下的60%的高电平后再变为低电平，整个周期仍然保持20S。

图07

图08

如果新的PID 的结果发生在脉冲的高电平，则会有以下两种情况(黄色箭头：已经输出的高电平脉冲；绿色箭头：新的 PID 结果)：