西门子模块6ES7222-1HF22-0XA8参数规格

西门子模块6ES7222-1HF22-0XA8参数规格

问题1.  SFC chart有哪些状态，各种状态之间如何转换？

SFC chart是顺序功能图(Sequential Function Chart)的简写，SFC chart有16种状态，如下图1所示：

图1 SFC chart状态结构图
·         稳定状态：需要通过事件触发才会退出该状态，包括：Ready、Run、Completed、Aborted、stopped、Held、Held（error）
·         非稳定状态：不需要事件触发，顺控程序执行完之后会自动退出该状态，包括：Starting、Completing、error（Completing）、Holding、Error、Resuming、Resuming（Error）、Aborting、Stopping
注：

• Ready状态也称为Idle，Abort命令也称为Cancel

·         图中黑色细线表示顺控程序会在处理完毕之后会自动转入下一个状态，例如StartingàRun，holdingàheld等
·         图中黑色粗线表示事件触发，即状态改变需要事件触发，例如ReadyàRun需要Start命令。事件可以是命令、条件、外部信号、内部信号。SFC chart的命令窗口如下图2所示：

图2 SFC chart的命令窗口
SFC chart简单的状态变化如下：
1)      SFC chart初始状态为Idle，Start命令将SFC chart从“Idle”转换到“Starting”状态。
2)      “Starting”状态下的顺控程序执行完成后，SFC chart会自动进入”Run”状态。
3)      “Run”状态的改变受SELFCOMP参数影响。SELFCOMP=1时，”Run”状态的顺控程序执行完成后SFC chart会自动进入“Completing”状态；SELFCOMP=0时，需要Complete命令才能使SFC chart由“Run”状态转换到“Completing”状态。
4)      “Completing”状态的顺控程序执行完成后，SFC chart会自动进入“Completed”状态，
5)      SFC chart会稳定在“Completed”状态，直到受到新的事件触发，例如“Reset”命令会使SFC chart回到“Idle”状态；Start命令会使SFC chart回到“Starting“状态。

问题2.  SFC chart 与顺控程序有何差异？

顺控程序中包含步和转移，在步中编辑程序实现对工艺设备的控制；SFC chart允许用户通过图形化的方式组态和调试顺控程序，单个SFC chart中可以创建8个顺控程序。
SFC chart 有16种状态，如图1所示；而顺控程序仅有五种状态，如下图3所示。
SFC chart的命令窗口的控制命令改变的是SFC chart的状态，而不是顺控程序的状态。SFC chart的状态改变会触发顺控程序状态改变，通过在SFC chart不同的状态来触发不同的顺控程序执行。
 

图3顺控程序的状态结构图
SFC chart状态和顺控程序的状态相互独立，同时又相互影响。如下图4所示的SFC chart中包含三个顺控程序RUN_KM，HOLD_KM，ABORT_KM。

图4 SFC chart和顺控程序的状态结构

• 顺控程序和SFC chart都有自己的状态。SFC chart处于“Holding”状态，但是顺控程序RUN_KM处于“Held“状态，而顺控HOLD_KM处于”Running”状态。

• 顺控的状态可以影响SFC chart的状态。顺控程序HOLD_KM未执行完成之前，SFC chart会一直处于“Holding”状态，当HOLD_KM执行完之后SFC chart会自动转入“Held”状态。

• 如果在顺控程序的启动条件中加入SFC chart的状态，SFC chart的状态可以控制顺控程序的运行。RUN_KM的启动条件为SFC chart处于“Run”状态，HOLD_KM的启动条件为SFC chart处于“Holding”状态。hold命令使SFC chart从“Run”状态转入“Holding”状态，导致RUN_KM顺控的暂停和HOLD_KM顺控的执行。

问题3. 顺控程序的每一步是如何执行的？

在顺控程序的步中，都可以设置“Initialization“、”Processing“、”Termination“三种执行程序，如下图5所示。除START步和END步之外，步和转移交替布置。

图5顺控程序的步属性
顺控程序在处理“Processing“的程序过程中会判断转移条件是否满足（转移逻辑和步的少执行时间）。如下图6所示：在未满足转移条件T4时，顺控程序会一直执行S4步的“Processing“程序，如图绿色部分Execution阶段。T4满足后的下一个处理周期，开始执行S5步。S4的”Termination“和S5的”Initialization“在同一个处理周期执行，而且仅执行一个处理周期，如图红色部分。

图6顺控程序步和转移的执行

问题4. 为什么顺控程序的不能启动？

顺控程序只有在满足启动条件后才能启动。需要为每个顺控程序定义启动条件，如下图7所示。选中顺控程序后右击在弹出的菜单中选择“Sequence Properties”，在顺控程序属性窗口的“Start condition”选项卡中设置启动条件。下图所示的顺控程序在SFC chart的状态为“Run”时才会启动执行。

图7顺控程序的启动条件
在顺控程序的“General”选项卡中可以设置顺控程序的优先级，如下图8所示。因为在几个顺控程序同时满足启动条件时，优先级高的会先执行。如果有相同优先级的几个顺控程序同时满足启动条件，则左面的顺控程序会执行。

图8顺控程序的优先级
除了满足顺控程序的启动条件，还需要判断SFC chart的是否允许启动：
·         要求SFC chart允许启动，即ENSTART=1，和LI_ERR=0
·         要求比启动优先级高的信号，如 INTERROR 、 LOCKERROR 、 LOCKCOMPLETE 、 LOCKHOLD 、LOCKABORT  或  LOCKSTOP  没有置1
·         在手动模式下没有操作员错误，即OP_ERR=0

问题5. 顺控程序中如何编辑链接CFC的结构变量？

在顺控程序的步中编辑CFC 功能块的结构变量时，会提示如下图9的错误信息，显示类型不匹配。

图9顺控程序步中使用结构变量提示信息
转移条件不支持结构变量，会提示如下图10错误。

图10转移中使用结构变量错误信息
 
需要在结构变量上右击，通过“Open Structure”命令来打开结构变量，然后选择其中的value数值，如下图11所示。注意：转移条件不支持结构变量。

图11如何在步中配置结构变量

问题6. 如何通过程序控制SFC chart切换到自动模式？

SFC chart能以外部视图的方式显示为功能块，可以像CFC一样通过IO互联控制SFC chart的执行。在工厂层级下选中SFC chart右击，通过“Open External View”打开外部视图；或者在SFC chart编辑界面通过菜单ViewàExternal View打开外部视图。如下图12所示：

图12如何调用SFC chart的外部视图
SFC chart与控制模式相关的外部视图IO如下图13所示，表格显示了手动模式和自动模式输入/输出IO的对应关系。从手动模式切换到自动模式要求ENAUT=1和AUT=1，且MAN=0。注意：AUT和MAN不能都=1，否则会提示LI_ERR错误，无法实现模式切换。

图13手动模式和自动模式切换

问题7. 如何让CPU启动后SFC chart就运行？CPU重启后SFC chart能否继续执行？

在SFC chart的属性中可以设置启动选项和CPU重启后SFC chart的运行方式。如下图14所示：

图14 SFC chart 属性
·         Autostart：CPU启动后SFC chart是否自动启动。不勾选时CPU启动后SFC chart处于“Idle”状态，勾选后CPU启动以后SFC chart自动进入“Starting”状态。

利用西门子PLC输出的模拟量、伺服控制器完成了对伺服电机转速的控制。提高了系统控制的可靠性和jingque度。满足了工业现场的需要。 
  1.引言
　　伺服电机在自动控制系统中用作执行元件，它将接收到的控制信号转换为轴的角位移或角速度输出。通常的控制方式有三种：
①通讯方式，利用RS232或RS485方式与上位机进行通讯，实现控制；
②模拟量控制方式，利用模拟量的大小和极性来控制电机的转速和方向；
③差分信号控制方式，利用差分信号的频率来控制电机速度。
简单、方便的实现对伺服电机转速的jingque控制是工业控制领域内的一个期望目标，本文主要研究如何利用PLC输出的模拟量实现对伺服电机的速度较为的控制。
2.控制系统电路
　　控制装置选用西门子S7-200系列PLC CPU224XPCN，这种型号的PLC除了带有输入输出点外。还有1个模拟量输入点和1个模拟量输出点，这一型号PLC所具有的模拟量模块，能够满足控制伺服电机的需要。触摸屏选用西门子触摸屏，型号为TP177B。
　　具体控制方案如图l所示，触摸屏是人机对话接口，初的指令信息要从这里输入。输入的信息通过通讯端口传送到PLC。经运算后，PLC输出模拟量，并连接到伺服控制器的模拟量输入端口。伺服控制器对接收到的模拟量进行内部运算，而后驱动伺服电机达到相应的转速。伺服电机通过测速元件将转速信息反馈到伺服控制器，形成闭环系统，实现转速稳定的效果。

图1   控制方案

 
方案中的伺服电机，设计工作转速范围为500～6000RPM，精度要求为±3RPM。
3.控制过程
　　在触摸屏中设置一个对话框，可输入4位数值，然后将此对话框中的数据属性设置成对应PLC中的整形变量数据(如VW310)。目的是当在对话框中输人数值后，电机就能够达到与该数值相同的速度。
　　PLC输出的模拟量是0～10V，对应的整形数据是0～32000；而伺服电机的输入模拟量是0～l0V。对应的转速是0-6500 RPM。由于这些数值都是理论上的，并且终希望得到的还是输入值对应上转速即可。因此，模拟量作为中间环节仅做参考。需要重点考虑的还是输入值、整形数据和实际转速。经过直接实测，测试数据如表1所示。

表1　直接实测数值表

由表1可看出，输入值和实际转速相差甚远，而唯一的办法是通过运算将输入值转换成能对应上实际转速的整形数值。但是还要首先找到高转速和低转速对应的数值。通过实验发现，对应关系如表2所示

表2   实测对应数值表

PLC的模拟量输出和伺服电机转速输出都是线性的，可以根据表2的数据列出直线方程组，计算出输入值和整形数值之间的关系。
2711＝500×a+b
30854＝600×a+b
解得：a=5117；b=152
　　设实际转速为x，整形数值为y；那么关系方程为：
y=5117×x+152
通过PLC。实现则需妻用到数字运算指令，具体如图2所示
图2数字运算指令实现对应关系
运算后，将数据直接传送到模拟量输出口就完成了转换工作(由于输出口不接受双字数据；所以仅传字数据，VB2232即可)。如图3所示
图3模拟量输出口传送指令
这样．就基本上完成了从对话框输入速度值，经过PLC运算后输出模拟量。伺服控制器接收到模拟量驱动伺服电机，伺服电机的转速等于输入速度值的过程。通过经过实际检验，测得输入值、整形数值、实际转速如表3。

表3　运算后的实测数值表

4.结束语
　　本文提出了一种利用西门子200系列PLC所配备的模拟量输出模块，控制伺服电机的方法，方法简单，易于实现，且能够满足转速精度为±3 RPM的工作要求。