6ES7321-1BP00-0AA0详细说明

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设计的指导思想是为污水处理厂提供目前国内较先进的污水处理厂自动化集中监控系统。通过采用了先进的自动化硬件和软件平台，使本设计充分满足了厂方的全部要求。该系统提供了以下主要的功能：
　　1）实时地集中监控并记录污水处理过程的各种品质参数；
　　2）实时地集中监控和记录污水厂有关生产设备的运行状况；
　　3）对污水处理过程设备由PLC进行集中协调控制；
　　4）自动完成班，日及月生产报表；操作员操作记录，报表打印。
　　5）报警一览及报警记录；设备维修指导；
　　监控系统 系统采用SCADA方案，将通过PLC系统输入卡件采集上来的数据根据逻辑控制方案进行运算处理，再由输出卡件去执行操作，同时通过工控机对现场检测仪表的信号、水泵的启停、阀门的开关状态等进行监控，以及浏览工艺流程图，可以直接在工控机上对泵、阀门等进行操作，还可以生成报警一览表，报表等。工程师也可以直接在工控机上查找相关程序用以查找故障原因、并且可以在线修改程序，以完善工艺要求。
　　报警系统 只要有一台泵、风机、搅拌器等发生故障将有一公共报警，通过安装在控制室内的音箱报警器来发出警报，以提醒操作人员注意。并通过工控机相应画面判断是那一台设备发生了故障，以便操作人员和设备维护人员及时处理故障。另外水位超限等报警也是用一个公共报警，通过安装在控制室内的音箱报警器来发出警报以提醒操作人员及时处理。
　　操作方式 我们将提供的自动化监控系统可以方便的实现三种操作方式："远程操作"指在现场控制室或电站控制室的工作站和操作员终端上能对现场设备、阀门等的启停、开关进行操作，即在计算机屏幕上操作。"就地操作"指这些设备也可以实现就地操作，在现场电气柜或机旁操作箱上按钮进行操作。"自动操作"指由于水位低等外部原因引起，通过PLC系统直接输出停泵等操作，以保护现场设备和工艺安全。
　　我们所设计的方案，具有先进、全开放、分布式结构；可靠、正常运行情况下几乎免维护；扩展灵活；掌握容易，中文界面友好；性/价比高；电缆敷设较少等特点

MM440 是西门子公司生产的通用型矢量变频器，它性能稳定、质量可靠、功能齐全，在电梯行业使用MM440。在本系统中的应用如图1

　　可编程序控制器PLC 和MM440 变频器之间的通讯可有两种方式一种是串行通讯,采用串行通讯只需一根双芯屏蔽电缆，西门子专用它大大减少了布线的数量，无须重新布线即可更改控制功能。可以通过串行接口设置和修改变频器的参数，还可以连续对变频器的特性进行监视和控制；另一种是并行通讯,图中所示为端子控制端子1_8 10 16 17 为输入控制端子，19_25 为输出控制端子，然后定义每个端子的功能，并且通过操纵面板设定其参数：如P701=2 为上行，P702=1 为下行，P1001=48 为正常运行频率，P1002=2 为爬行频率等。即PLC 通过逻辑分析后发出控制信号如正转反转高速中速点动爬行等信号给变频器，变频器接受指令并且按照预先设定好的曲线拖动轿厢正常运行。

　　另外变频器还发出信息如零速变频器是否故障抱闸等信号给PLC ，使其参加PLC 的逻辑运算，以保证电梯的安全运行；另外变频器上还安装了编码器模板，这使得这种通用型MM440 可以接成闭环速度反馈控制方式与无传感器矢量控制SLVC 。和变压/变频V/F 相比这种控制方式具有以下优点：

1 零速时仍然具有额定转矩的负载能力
2 速度控制的精度高
3 速度控制和转矩控制的动态性能得到改善

　　具体接线方式如上图18V LK VE A B 0V为编码器模板上的端子，它通过一根屏蔽电缆和曳引机轴上的旋转编码器相连来完成变频器和电机的闭环控制使电梯的安全性和舒适性得到**变频器的速度输出运行曲线。根据电梯的运行规律，电梯运行中是一个匀速运动，在启动和制动时为匀加速和匀减速运动且平层时能准确停靠。
输出曲线为如图2 所示

　　通过我们的现场试验，这种变频器可以用到电梯控制系统中且运行良好，而且它还有一个其它变频器所没有的优点就是进行电机参数自学习时电机的轴不转动，这样曳引机可在带负载的情况下也能进行自学习，而不必像其它变频器那样必须把轿厢吊起，使曳引机脱离负载后才能自学习，这样给电梯的安装改造带来很大方便

西门子6SL3060-4AK00-0AA0

本系统中上位机采用Citect软件进行编制程序和画面组态，下位采用S7300可编程逻辑控制器、DT3000综合继电保护装置以及IQ220智能电量装置采集各厂房的配电参数，然后通过RS485传输至上位机。上位机通过软件编程将数据录入数据库，供给相关人员查询。

■工程方案

　　上位计算机以WINDOWS操作系统为平台，安装了IMPACC软件（西屋公司DT3000、IQ220及ARII的编程软件）与STEP 7软件（西门子公司S7300可编程逻辑控制器编程软件），这两套软件将所有现场信号采集并接收后传给人机界面软件（终操作员使用软件） - 澳大利亚悉雅特公司的CITECT软件。
　　
　　CITECT软件提供实时动态图形、多媒体报警、报表、趋势图等各种方式，使得操作员可以监视、控制并记录实时及需要的历史数据。

　　CITECT软件还提供了与厂区信息管理系统的接口。本计算机内安装的以太网卡与厂区服务器的以太网卡直接连接，使用TCP/IP协议，将服务器需要的数据上传。（使用WONDERWARE协议仿真通讯）

■系统功能

　　本系统是上海电器股份有限公司电器成套厂为淮阴卷烟厂35kV/0.4kV变电所成套设备定制，其中包括35kV高压开关柜的监控、35kV/0.4kV变压器参数监视、0.4kV低压抽屉式开关柜的监控以及直流屏参数监视。

　　IQ220智能电量装置共有两部分组成：设备本体、显示及操作面板。

　　计量回路的电流互感器（CT）及电压互感器（PT，低于600V电压不需要）接入IQ220设备本体，在显示及操作面板上进行对应操作后，IQ220智能电量装置即将该计量回路的电量参数在面板上就地显示，并通过设备本体上的计算机接口将所有就地显示数据通过计算机网络传递给上位计算机。

　　DT3000是真正意义的微机综合继电保护仪表，通过一个独立的以微机为基础的组件，取代了所有的常规的电磁式和感应盘过电流继电器、电流表和电流表转换开关，完成全面的每相和接地馈线回路保护，并可直接上位机通讯（所有参数设置，所有电**、运行状态、故障状态显示、远程分/合断路器）。

　　S7300是德国西门子公司的一种可编程逻辑控制器，它可以：
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(1) 接收各高压开关柜的接点状态 – PT断线、断路器位置、DT3000、加热器状态等； (2) 接收各低压开关柜的接点状态 – 所有低压断路器（主开关、联络开关及馈电开关）的分/合状态及故障状态；
(3) 接收模拟量信号 - 变压器温度信号及直流屏电流、电压信号；
(4) 发送上述所有接点状态至马赛克模拟屏动态显示。

■系统评估

　　该工程自投运以来运行正常，在配电房和计算机中心都能准确的了解各厂房车间的输配电情况，并且能够直接在计算机上进行手工分合闸等操作。同时系统自动生成日报表、月报表和年报表，对整个卷烟厂的输配电监控和日常调度起到了至关重要的作用，对车间的输配配电起到了良好的生产指导作用

西门子PLC是德国西门子公司生产的可编程序控制器，同类型的还有施耐德、欧姆龙、克罗韦尔，目前在我国各行业领域应用广泛，例如汽车制造、印刷行业、冶金行业，可以说占据国内PLC市场的半壁江山。它是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的新一代工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、计时计数等顺序控制功能，建立柔性的编程控制系统。

因其功能强大，各种不同规格型号模式非常多样化，可以适配不同领域不同设备中，既能发挥出更强大的使用功能，还能符合不同工作环境的需求，带来更高的性能优势。总结来说，西门子PLC类型多、价格便宜，老品牌值得信任是其在的原因。

西门子PLC在工业市场的地位也在无时不刻的影响到工业物联网，很多企业在接纳物联网设备的时候都会问一句：可以对接到西门子吗？甚至可以说，如果一款物联网无法对接西门子PLC无法解析西门子PLC的协议，那这款产品肯定活不久，至少销售面肯定是很小的。

国内PLC市场主要以西门子、施耐德、欧姆龙等外国PLC为主，同时台达、信捷等国产PLC也有很小份额。与西门子PLC的广泛适用性一样，这一特点在物联网网关也有体现。如果有人想要购买一款的物联网网关，那么一定具备以下要素。

1. 多网接入：3G/4G/5G/WIFI/以太网等等多样网络接入可以保证设备联网，若是带有远距离低能耗的LORA功能就又是加分项。

2. 协议解析：支持西门子、施耐德、欧姆龙等PLC、水表电表等仪器仪表、CNC数控机床、工业机器人等等工业设备的对接，Modbus TCP/MQTT/OPC-UA等等主流协议的解析转换。

3. 数据采集：网关设备数据采集是基础核心，具备高速率的采集可以保证设备的正常运行监控，若是附带有边缘计算功能也是加分项。

4. 云端智能：网关对接的云平台也有差异，具备数字化整理形成可视化报表的云平台才更实用，可以自由选择自主开发或者是第三方云平台。

5. 远程维护：工业生产兹事体大，一旦停产将是真假企业的瘫痪。若是可以实现设备的远程监控维护就能尽量的避免这些问题。

Rema Control AB, 位于瑞典维斯，是的锯磨设备自动化解决方案提供商。在他们的一个工程中用户需要将整个工厂升级到西门子S7控制器系统和Profibus DP总线上。但是现有的锯处理系统中的几个部分还使用老式的康PLC，它们连接在Modbus Plus网络上。这个系统工作得很好因此应该保留，而工厂的其它部分则应该更新。为此Rema Control必须找到一种方案将现有Modbus Plus网络上现有的数据传送到新的Profibus-DP网络上。

解决方案:

　　Rema Control 通过两个步骤使用AnyBus Communicator 串行网关将Modbus Plus 的数据传送道Profibus 上面:
个Modbus Plus 网关作为Modbus Plus 网络的适配器，在Modbus Plus上读写32个字节输入和32个字节输出。
在Profibus侧使用 Profibus 网关作为一个Profibus 从站，也配置为32个字节输入和32个字节输出。
然后将这两个AnyBus 网关使用RS-422串口内部相连。

　　兰纳特 海德曼，Rema Controls公司系统集成负责人说： “AnyBus 网关帮助我们解决了一个棘手的难题，使我们的用户能够将现有系统融入Siemens S7自动化系统。" 海德曼先生还说：“AnyBus网关灵活的设置可以实现从Modbus Plus系统中选择特定的数据并很方便地将它们通过另外一个网关映射到Profibus中。"　

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控制任务：

　　为了实现生活区的全自动恒压供水，平抑用水高峰期和低谷期的水压差，要求对相距较远的四台深井泵分别进行远程控制；同时用微型计算机和变频器等组成恒压供水控制系统。

使用的变频器：

MIDIMASTER ECO

技术参数：

型号ECO1-7500/3
输入电压3 相，380-500V ±10%
输入频率47-63Hz
输出功率75kW
输出电压0-500V(大值由输入电压决定）
输出电流138A(124A)
频率范围0-150Hz
过载能力110%,60 秒
环境温度0-50°C
防护等级IP20(或IP56)

设备的配置：

* ECO1-7500/3 变频器一台
* 75kW 1 恒压控制主控泵及电动机
* 75kW 1 恒压控制辅控泵及电动机
* 45kW 1 常开泵及电动机
* 45kW 1 备用泵
* 微型计算机一台
* 压力传感器

用户受益：

* 供水管网的水压稳定，不随用水量的变化而变化，**了供水质量；
* 避免了供水管网水压的异常增高造成的跑水，漏水现象，降低了维修费用；
* 节能，一年多可全部回收采用恒压供水系统增加的投资；
* 避免了水资源的浪费，防止过量开采地下水形成的水位降落漏斗区的进一步扩大。

系统说明：

* 一台75kW 深井泵，安装一套微型计算机- 变频器恒压自动供水控制设备；作为主控泵，在用水量变化时调节水泵转速，实现供水管网的恒压供水；
* 一台75kW 深井泵，安装一套全数字式交流电动机软起动控制器；作为辅控泵，在供水量变化较大时，如果主控泵已全频 (或频) 工作的情况下，仍不能保证供水管网压力的恒定，就通过软起动控制器使辅控泵投入 (或停止) 运行，再由主控泵变速运行，调节管网的水压，使它保持恒定。
* 一台45kW 深井泵作为常开泵；
* 一台45kW 深井泵作为备用泵。

控制特点：

　　为了防止辅控泵出现振荡型起动和停止，影响电动机，水泵和电器的使用寿命，软起动控制装置中设计了两个
定时器，分别控制水泵的起动和停止。即在压力的变化达到设定值时，经过适当延时，再起动或停止水泵，从而避免了瞬时的压力波动导致错误的水泵起动或停止。

运行效果：

　　陕西兴平化肥厂采用ECO变频器的生活区恒压供水系统已投入运行三年多，取得了良好的经济效益和社会效益：

* 控制装置运行可靠，故障率低；
* 供水压力平稳，消除了用水高峰期高层住户断水和用水低谷期管压过高的弊端；
* 解决了开泵时的排沙问题和运行中的溢流问题；
* 经济效益显著，实际运行的统计数字表明，一年可节电43.26 万度。
以每度电0.3元计算，约节约电费12.98万元；此外，由于节水可少交开采地下水应上交的资源费。两项合计节约的开支，一年多即可收回采用恒压供水自动控制系统增加的全部投资

在S7-200 SMART系统中，无论是组成PPI通信、还是自由口通信，用到的主要部件都是一样的：

PROFIBUS电缆：电缆型号有多种，其中***基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速连接）Standard电缆（订货号6XV1 830-0EH10）

PROFIBUS网络连接器：网络连接器也有多种形式，如出线角度不同等等

A. 电缆和剥线器。使用FC技术不用剥出裸露的铜线。

图1. 剥好一端的PROFIBUS电缆与快速剥线器（FCS，订货号6GK1905-6AA00）。

B. 打开PROFIBUS网络连接器。首先打开电缆张力释放压块，然后掀开芯线锁。

图2. 打开的PROFIBUS连接器

C. 去除PROFIBUS电缆芯线外的保护层，将芯线按照相应的颜色标记插入芯线锁，再把锁块用力压下，使内部导体接触。应注意使电缆剥出的屏蔽层与屏蔽连接压片接触。

图3. 插入电缆

 由于通信频率比较高，因此通信电缆采用双端接地。电缆两头都要连接屏蔽层。

D. 复位电缆压块，拧紧螺丝，消除外部拉力对内部连接的影响。

网络连接器主要分为两种类型：带和不带编程口的。不带编程口的插头用于一般联网，带编程口的插头可以在联网的同时仍然提供一个编程连接端口，用于编程或者连接HMI等。

图4. 左侧为不带编程口的网络连接器（订货号：6ES7 972-0BA52-0XA0）
右侧的是带编程口的网络连接器（订货号：6ES7 972-0BB52-0XA0）

通过PROFIBUS电缆连接网络插头，构成总线型网络结构。

图5. 总线型网络连接

在上图中，网络连接器A、B、C分别插到三个通信站点的通信口上；电缆a把插头A和B连接起来，电缆b连接插头B和C。线型结构可以照此扩展。

注意圆圈内的"终端电阻"开关设置。网络终端的插头，其终端电阻开关必须放在"ON"的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在"OFF"位置。

西门子6SL3060-4AF00-0AA0

初学PLC梯形图编程，应要遵循一定的规则，并养成良好的习惯。下面以西门子PLC为例，简单介绍一下PLC梯形图编程时需要遵循的规则，希望对大家有所帮助。有一点需要说明的是，本文虽以西门子PLC为例，但这些规则在其它PLC编程时也可同样遵守。

输入采样

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

用户程序执行

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

输出刷新

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。

西门子plc编程中应该注意的问题：

1.中断程序中可以调用子程序

累加器和逻辑堆栈式的存蓄器在中断程序和被调用的子程序中都是共用的

2.中断程序和主程序下数据是可以共享的

中断程序虽说是可以共享的，但是我们要注意的是中断事件中事情异步特性的因数影响，来解决共享数据的一致性问题，在中断事件中主程序执行的任何一个地方都是有可能出现的。

3.通信接口的中断

PLC的串行通信口是可以有梯形图或者语句表程序控制的。通信口的这种操作模式称为自有端口的模式。在自由的情况下，就可以用程序定义波特率，每个字节的位数等等，在执行主程序的过程中，申请中断，才能定义自由端口模式，利用接收和发送中断可以简化程序对通信的控制。

4.I/O中断

I/O中断包括上升或下降沿中断，告诉计数器中断和脉冲串输出中断。S7-200CPU用输入I0.0~I0.3的上升或下降产生了中断，则发生的事件被输入端子捕获，这样的上升沿或者下降可被用来指示当某个事件发生时必须引起注意的条件。

5.时基中断

6.中断的优先级和排队

7.中断的限制