西门子6ES7211-0AA23-0XB0优质产品

西门子6ES7211-0AA23-0XB0优质产品

对于模拟量信号的控制PID（比例+积分+微分）算法控制。S7-200 系列PLC有专门的PID回路指令，对模拟量进行PID控制十分方便。PID指令使用的算法：（ n SP 为第n个采样时刻的给定值，n为过程变量值，MX 为积分项值）PID 指令根据表格（TBL）中的输入和配置信息对引用LOOP执行PID 循环计算。在执行PID 指令前，要建立一个参数表，一般要对表1 中的参数进行初始化处理。

1、串联电路块的并联连接指令OLD

两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDN指令，分支结束用OLD指令。OLD指令与后述的ALD指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。OLD有时也简称或块指令。

2、并联电路的串联连接指令ALD

两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ALD指令。分支的起点用LD、LDN指令，并联电路结束后，使用ALD指令与前面电路串联。ALD指令也简称与块指令，ALD也是无操作目标元件，是一个程序步指令。

3、输出指令 =

1、= 输出指令是将继电器、定时器、计数器等的线圈与梯形图右边的母线直接连接，线圈的右边不允许有触点，在编程中，触点以重复使用，且类型和数量不受限制。

4、置位与复位指令S、R

S为置位指令，使动作保持；R为复位指令，使操作保持复位。从的位置开始的N个点的寄存器都被置位或复位,N=1～255如果被复位的是定时器位或计数器位,将清除定时器或计数器的当前值。

5、跳变触点EU,ED

正跳变触点检测到一次正跳变(触点的入信号由0到1)时,或负跳变触点检测到一次负跳变(触点的入信号由1到0)时,触点接通到一个扫描周期.正/负跳变的符号为EU和ED,他们没有操作数,触点符号中间的"P"和"N"分别表示正跳变和负跳变

6、空操作指令NOP

NOP指令是一条无动作、无目标元件的一个序步指令。空操作指令使该步序为空操作。用NOP指令可替代已写入指令，可以改变电路。在程序中加入NOP指令，在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。

7、程序结束指令END

END是一条无目标元件的一序步指令。PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理，在程序的后写入END指令，表示程序结束，直接进行输出处理。在程序调试过程中，可以按段插入END指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。采用END指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END指令。要注意的是在执行END指令时，也刷新监视时钟

图2 字循环左移8次

而且，由于接入12位输出的单圈型编码器，需屏蔽掉IW0字内的I1.4—I1.7，将需要的格雷码数据存入VW2中。如图3所示：

图3 逻辑与运算

在实际应用中，为了计算编码器转过的角度或位置，需使用格雷码指令GRAY_BIN_W功能块将格雷码解码为字类型的标准二进制码，对应放到VW4中。如图4所示：

功能；可使用编程器显示程序执行中的状态，可以不通过用户程序而修改变量，以及输出堆栈内容。信息功能；通过编程器以文本形式为用户提供存储能力信息、CPU的运行，以及主存储器和装载存储器当前的使用情况、当前的循环时间和诊断缓冲区的内容。集成的通讯功能编程器/OP 通讯全局数据通讯S7 基本通讯S7 通讯(只是)集成功能计数器；3个计数器(zui高30kHz)，具有方向的比较器，可直接连接到24V增量编码器。3通道测量；允许进行测量（高达 30 kHz），例如，测量轴速或吞吐量（每个测量周期内的件数）。

通过 IM 360/361 扩展： 3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的远距离为 10m。单独安装：对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达 10m。灵活的安装选项： CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以大限度满足空间要求。通信 S7-300 具有不同的通信接口：连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。用于点到点连接的通信处理器多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中；是一种经济有效的方案，可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。

河南西门子代理商

提供了各种模块等级，可使用户在其应用中实现优质扩展。 模块本身通过标签进行相应标记：
? BA（基本型）： 简易低成本模块，无诊断功能，没有参数
? ST（标准型）： 具有与模块或负载组相关的诊断的模块，如果适用，带有参数；模拟量模块： 准确度等级 0.3%
? HF（高性能型）： 具有与通道相关的诊断和参数设置的模块；对于模拟量模块： 准确度等级 0.1%，抗扰度和电流隔离程度tigao
? HS（高速型）：具有滤波和转换时间的模块适用于超高速应用；例如 8 通道模拟量模块，无论激活的通道数如何，基本执行时间都是 62.5 μs。

I/O 模块的附件：
? 标签纸：
可插入到 I/O 模块中（10 张 DIN A4 标签纸，每张标签纸带有 10 个标签，预穿孔，可使用标准激光打印机进行打印；可用颜色： Al 灰）
? 屏蔽连接：
SIMATIC S7-1500 系统（模拟量模块和工艺模块）提供了一个简易屏蔽连接套件，无需使用工具即可安装。 此套件包含一个 24 V DC 馈电元件、一个屏蔽夹和一个通用屏蔽端子。 该屏蔽端子可用于单根细干线电缆、多根细干线电缆或一根粗干线电缆。 由于对 24 V DC 电源和测量信号进行分离，并且在屏蔽和信号电缆之间具有低阻抗连接，因此可确保较高的 EMC 稳定性和抗干扰性。
? 统一的 40 针前连接器
? I/O 模块的前门或自组装背板总线的 U 型连接器等其它附件

Sinamics S120 是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的、相对定位。

Sinamics S120 产品包括：用于共直流母线的DC/AC 逆变器和用于单轴的AC/AC 变频器。
? 共直流母线的DC/AC 逆变器通常又称为Sinamics S120 多轴驱动器，其结构形式为电源模块和电
机模块分开，一个电源模块将3 相交流电整流成540V 或600V 的直流电，将电机模块(一个或多个)
都连接到该直流母线上，特别适用于多轴控制，尤其是造纸、包装、纺织、印刷、钢铁等行业。优
点是各电机轴之间的能量共享，接线方便、简单。
? 单轴控制的AC/AC 变频器，通常又称为Sinamics S120 单轴交流驱动器，其结构形式为电源模块
和电机模块集在一起，特别适用于单轴的速度和定位控制。

西门子中国一级代理商概述：

　　 西门子近日推出全新一代紧凑型工业以太网交换机Scalance XC-200系列，和针对特种场合应用的Scalance XP-200系列，以及工业级的超高频RFID读写器Simatic RF680R，为工业通讯与识别领域再添新产品，丰富了西门子在该领域的产品线，适应更复杂的操作环境，为客户提供更多样的解决方案。

　　工业以太网交换机家族全新升级，产品线覆盖各种应用环境

　　此次推出的Scalance XC-200系列与Scalance XP-200系列均为新一代紧凑型工业以太网交换机。用户可利用该产品系列在工业网络中以星形或环形拓扑，布设电气和光纤通道。该系列交换机配备大量端口和连接端子、适应复杂环境的变化，工作温度范围扩大至-40至+70 °C。

1、开关量的逻辑控制
这是PLCZUI的基础和广泛应用的领域。它取代了继电器电路，实现了逻辑控制和顺序控制。它不仅可以用于单台设备的控制，还可以用于多机集qunkong制和自动化线路。如注塑机、印刷机、装订机、组合机床、磨床、包装生产线、电镀生产线等。
2、模拟量控制
在工业生产中，数量上有许多连续的变化，如温度、压力、liuliang、液位和速度都是模拟量。为了使可编程控制器能够处理模拟量，必须在模拟量和数字量之间实现a/d转换和d/a转换。plc制造商生产支持的a/d和d/一个转换模块，允许可编程控制器用于模拟控制。
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西门子PLC在德国的应用
3、运动控制
PLC可用于控制圆周运动或线性运动。从控制机构配置的角度来看，早期使用开关I / O模块来连接位置传感器和致动器现在通常使用专用的运动控制模块。例如可以驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。所有主要PLC制造商的产品几乎都具有运动控制功能，广泛应用于各种机械，机床，机器人，电梯等。
4、控制
控制是指温度、压力、liuliang等模拟量的闭环控制。PLC作为工业控制计算机，可以编制各种控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制中常用的一种调节方式。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也有此功能模块。一般来说，PID处理是运行一个特殊的PID子程序。控制广泛应用于冶金、化工、热处理、锅炉控制等领域。
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5、数据处理
现代PLC具有数字运算(包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传输、数据转换、排序、查表、位运算等功能。它可以完成数据的采集、分析和处理。可以将这些数据与存储在存储器中的参考值进行比较以完成某些控制操作，也可以通过通信功能将这些数据传送到其他智能设备，或者将它们打印并制成表格。数据处理一般用于大规模控制，如无控制的柔性制造，也可用于控制，如造纸、冶金、食品等行业中的一些大型控制。
6、通信及联网
PLC通信包含PLC与PLC与其它智能设备之间的通信。随着计算机控制技术的发展，工厂自动化网络的发展很快，所有的PLC厂商都具有PLC的通信功能，并引入了相应的网络。新生产的PLC具有通信接口，通信非常方便。

设计和功能

安装简便

通过前连接器连接传感器/执行器。更换模块后，只需将前连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前连接器带自动编码功能可避免发生错误。S7-400 也可以检测前连接器是否已插入。

快速连接

SIMATIC TOP 连接使连接变得更加简单、快速。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前连接器，和带有前连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。

高组装密度

模块中为数众多的通道实现了节省空间的设计。例如，可使用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16 个模拟通道的模块。

简单参数设置

使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数设置，并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储，如果更换了模块，数据会自动传输到全新模块，避免发生任何设置错误。使用新模块时，无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息，例如用于标准机器。

诊断、中断

许多模块还会监控信号采集（诊断）和从过程（过程中断，例如边沿检测）中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程事件（例如数字量输入时的上升沿或下降沿）立刻做出反应。使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。在数字量输入模块上，每个模块可以触发多次中断。

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2.变频器的选型

    变频器的正确选用对于机械设备电控系统的正常运行是至关重要的。选择变频器，首先要按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、起动转矩和使用环境的要求，然后决定选用何种控制方式和防护结构的变频器合适。所谓合适是在满足机械设备的实际工艺生产要求和使用场合的前提下，实现变频器应用的性价比。

    2.1机械设备的负载转矩特性

    人们在实践中常将生产机械根据负载转矩特性的不同，分为三大类型：恒转矩负载、恒功率负载和流体类负载。

    2.1.1恒转矩负载

    在这类负载中，负载转矩TL与转速n无关，任何转速下TL总保持恒定或基本恒定，负载功率则随着负载速度的增高而线形增加。传送带、搅拌机、挤压机和机械设备的进给机构等摩擦类负载以及起重机、tisheng机、电梯等重力负载，都属于恒转矩负载。

    变频器拖动恒转矩性质的负载时，低速时的输出转矩要足够大，并且要有足够的过载能力。如果需要在低速下长时稳速运行，应该考虑标准笼型异步电动机的散热能力，避免电动机温升过高。

    2.1.2恒功率负载

    这类负载的特点是需求转矩TL与转速n大体成反比，但其乘积即功率却近似保持不变。金属切削机床的主轴和轧机、造纸机、薄膜生产线中的卷取机、开卷机等，都属于恒功率负载。

    负载的恒功率性质应该是就一定的速度变化范围而言的。当速度很低时，受机械强度的限制，TL不可能无限增大，在低速下转变为恒转矩性质。负载的恒功率区和恒转矩区对传动方案的选择有很大的影响。电动机在恒磁通调速时，允许输出转矩不变，属于恒转矩调速；而在弱磁调速时，允许输出转矩与速度成反比，属于恒功率调速。如果电动机的恒转矩和恒功率调速的范围与负载的恒转矩和恒功率范围相*时，即所谓“匹配"的情况下，电动机的容量和变频器的容量均小。

    2.1.3流体类负载

    这类负载的转矩与转速的二次方成正比，功率与转速的三次方成正比。各种风机、水泵和油泵，都属于典型的流体类负载。

    流体类负载通过变频器调速来调节风量、liuliang，可以大幅度节约电能。由于流体类负载在高速时的需求功率增长过快，与负载转速的三次方成正比，所以不应使这类负载超工频运行。

    2.2根据负载特性选取适当控制方式的变频器

    现在市场上出售的变频器种类繁多，功能也日益强大，变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天"条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。下表综述了近年来各种变频器控制方式的性能特点。

    ，异步电动机变频控制选用不同的控制方法，就可以得到不同性能特点的调速特性。

    2.3根据安装环境选取变频器的防护结构

    变频器的防护结构要与其安装环境相适应，这就要考虑环境温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素，这与变频器能否长期、安全、可靠运行关系重大。大多数变频器厂商可提供以下几种常用的防护结构供用户选用：

    （1）开放型IP00，它从正面保护人体不能触摸到变频器内部的带电部分，适用于安装在电控柜内或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台变频器集中使用较好，但它对安装环境要求较高。

    （2）封闭型IP20、IP21，这种防护结构的变频器四周都有外罩，可在建筑物内的墙上壁挂式安装，它适用于大多数的室内安装环境。

    （3）密封型IP40、IP42，它适用于工业现场环境条件较差的场合。

    （4）密闭型IP54、IP55，它具有防尘、防水的防护结构，适用于工业现场环境条件差，有水淋、粉尘及一定腐蚀性气体的场合。

    关于变频器容量的计算，可参阅参考文献1，限于篇幅，此不赘述。

    3.变频器的外围配置要点

    3.1把变频器连接在大容量电源变压器（500KVA以上）电网中，或者在同一电源变压器上连接有晶闸管变流器而未使用换流电抗器，或者同一电网上有功率改善用切换电容器组时，应配置AC电抗器或DC电抗器，它们也有改善变频器电源侧功率因数和降低输入高次谐波电流的效果。

    3.2变频器与供电电源之间应装设带有短路及过载保护的低压断路器、交流接触器，以免变频器发生故障时事故扩大。电控系统的急停控制应使变频器电源侧的交流接触器开断，*切断变频器的电源供给，保证设备及人身安全。

    3.3变频器输入端R、S、T与输出端U、V、W不能接错。变频器的输入端R、S、T是与三相整流桥输入端相连接，而输出端U、V、W是与三相异步电动机相连接的晶体管逆变电路。若两者接错，轻则不能实现变频调速，电机也不会运转，重则烧毁变频器。

    3.4在起动、停止频繁的场合，不要用主电路电源的通、断来控制变频器的起动、停止，应使用变频器控制面板上的RUN/STOP键或SF/SR控制端子。因为变频器启动时，首先要给直流回路的大容量电解电容充电，如果频繁启动变频器势必造成电容充电用限流电阻发热严重，同时也缩短了大容量电解电容的使用寿命。

    3.5变频器的端子“N"为中间直流回路的低电平端，严禁与三相四线制供电线路中的零线或大地相接,否则会造成三相整流桥因电源短路而损坏变频器。

    3.6变频器的输出侧一般不能安装电磁接触器，若必须安装，则一定要注意满足以下条件：变频器若正在运行中，严禁切换输出侧的电磁接触器；要切换接触器必须等到变频器停止输出后才可以。因为，如果在变频器正常输出时切换输出侧的接触器，将会在接触器触点断开的瞬间产生很高的过电压而极易损坏变频器中的电力电子器件。因此，要切换变频器输出侧的接触器，一定要等到所控制的电动机*停止以后。

    3.7遇有内装制动单元而需外加制动电阻的变频器，一定要注意制动电阻的正确接线。制动电阻要接在P与DB之间，不能接在P、N之间，否则会造成变频器的逆变器在未运行时三相整流桥就满载工作，造成变频器无法正常工作，制动电阻也有烧毁的可能。

    3.8变频调速的多速电动机，在运行中不能改变极对数。如果在变频调速系统中，为了扩大调速范围而必须选用多速电动机时，由于多速电动机是用改变定子绕组接线方法，改变极对数，实现调速目的。如果在变频器运行中改变电动机的绕组接线，就会引起很大的冲击电流，造成变频器过载跳闸，甚至烧毁的严重事故。所以，要安全切换多速电动机的绕组，必须要等到变频器停止输出后才能进行。

    3.9机械制动器在变频调速系统中的正确使用。在脉宽调制（PWM）的变频器中，其输出频率与输出电压之比为一常数，即f/V=C。在输出频率低时，其输出电压也低，如果机械制动器的电磁抱闸线圈接在U、V、W端，则在变频器低速时机械抱闸始终处于抱紧状态，变频器会因过载而跳闸，所以机械制动器的电磁线圈只能接在变频器的输入端R、S、T端。

    3.10变频器低速运行时的特点及对策。常规设计的自通风异步电动机在额定工况下及规定的环境温度范围内，是不会超过额定温升的，但处于变频调速系统中，情况就有所不同。自通风异步电动机在20HZ以下运行时，转子风叶的冷却能力下降，再如果在恒转矩负载条件下长期运行，势必造成电机温升增加，使调速系统的特性变坏。所以，当自通风异步电动机在低频运行并且拖动恒转矩负载时，必须采取强制冷却措施，改善电机的散热能力，保证变频调速系统的稳定性。

    3.11当变频器和电动机之间的接线超长时，随着变频器输出电缆的长度增加，其分布电容明显增大，从而造成变频器逆变输出的容性尖峰电流过大引起变频器跳闸保护，因此必须使用输出电抗器或du/dt滤波器或正弦波滤波器等装置对这种容性尖峰电流进行限制。

    输出滤波电抗器用于补偿在电机电缆长距离敷设时引起的线路电容充电电流，也可抑制谐波。在多电机成组传动时，可接入一台输出滤波电抗器，总电缆长度是每台电机电缆长度的总和。从理论上说，功率等级不同的变频器所允许敷设的电机电缆长度是不同的，并且不同生产厂商的变频器所允许敷设的电机电缆长度也是不同的。