西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8使用选型

西门子模块6ES7214-1BD23-0XB8使用选型

1 前言

目前在烟草物流条烟自动分拣系统中大量使用西门子公司的控制产品，其中PLC编程软件STEP 7已被大多数工程技术人员熟悉应用。因此基于STEP 7开发环境下的PLC必定成为本行业的主流产品。其优点是广大的工程开发人员熟悉此编程，因此开发周期短，各种控制功能易于实现。在从项目成本及技术性能指标等因素上考虑，VIPA公司基于SPEED7技术的PLC控制系统与西门子PLC相比有一定优势和新特点。我公司在烟草物流自动分拣项目中，尝试引进了具有高性价比的德国VIPA公司的PLC产品，取得了很好的效果，也提高了我公司在承接项目中的技术指标和竞争力。

2 系统组成

在某市烟草物流自动分拣项目中，使用了德国VIPA 公司的300S PLC系列的控制系统，取得了很好的效果，其主要配置如下：

1） VIPA 317-4NE12 CPU及I/O模块作为主控系统，它自带有PROFIBUS DP主站接口；CP343以太网接口和PG/OP以太网编程口；MPI接口。

2） VIPA 200V 系列模块组成的3个远程DP从站，其中两个远程DP从站分别配置一块VIPA 250-1BA00高速计数模块，计数频率可达1MHz；这样组成的远程站结构紧凑，节省安装空间，系统运行可靠。

3） 8个SIEMENS的ET200S作为远程DP从站；

4） 2台DANFOSS公司的FC300系列变频器采用Profibus DP总线控制；

5） 1台VIPA触摸屏TP 612C做操作员终端；

6） 1个SIEMENS EM277接口模块用于与自动热缩包装机通讯。

系统结构方框图如图1所示

图1 系统结构方框图

该系统在现场经过不到一个月的调试，就已进入正常生产阶段。节省了安装调试的时间。整个控制系统运行状态正常，安全可靠。和以往使用过的SIEMENS S7 400系列PLC相比较，VIPA 300S 的PLC表现出很高的性能和运行速度，其技术指标可见一斑。从执行同等程序的循环周期来看，将近缩短了两倍。可见VIPA PLC在对程序循环周期有苛刻要求的环境下，有着的优势。

2.1 主控系统，CPU 带有PROFIBUS DP主站：

主站配置如下：1.PS307稳压电源：307-1EA00；2.CPU：VIPA 317-4NE12

3.数字量输入模块（32DI）：VIPA 321-1BL00；4.数字量输出模块（32DO）：VIPA 322-1BL00。

其排列如图2，图3所示。

图2

图3

2.2 PROFIBUS DP远程从站：

3个VIPA 200V组成的从站系统控制主要输送设备和10个ET200S控制单机设备。其中VIPA 200V从站均采用：

1）DP现场总线从站接口模块VIPA 253-1DP01；

2）数字量输入模块（8DI）VIPA 221-1BF00；

3）数字量输出模块（8DO）VIPA 222-1BF00；

4）高速计数功能模块 VIPA 250-1BA00

组态示意图如图3所示。

图3 系统硬件组态图

图4 VIPA 200V DP从站图

VIPA 200V DP从站的用法和SIEMENS ET200S 类似，使用前只需安装VIPA 200V GSD组态文件即可。该总线从站模块支持DP-V0，DP-V1。每个站点多可带32个模块，安装在35mm标准导轨上。与SIEMENS ET200S 区别的是VIPA 200V 从站无需单独配置PM-E电源模块。

2.3 2台DANFOSS公司的FC300系列变频器：

2台DANFOSS FC300 变频器通过Profibus DP 总线与PLC 通讯，对两台输送设备进行控制。

2.4 1台自动热缩包装机：

1台自动热缩包装机自带控制系统，由SIEMENS S7 200 PLC 控制。该设备通过SIEMENS EM277 接口模块挂接在Profibus DP 总线上，与上位PLC进行通讯和连锁控制。

2.5 1台VIPA TP612C触摸屏：

1台VIPA 触摸屏：VIPA 612-1BC01做操作员终端。该触摸屏通过以太网直接与PLC进行通讯。该触摸屏基于bbbbbbs CE 5.0 Professional Plus的操作系统，通讯接口除了支持串行接口RS232, RS485/RS422通讯，还提供以太网 TCP/IP; MPI; CANopen 和 Profibus-DP从站通讯, 支持与多种品牌PLC的通讯协议。它还带有USB_A/B接口。所有这些标准的接口，给用户提供了极高的灵活性和开放性，它保证了连通几乎所有领域的操作。VIPA HMI与西门子对比来看,VIPA 的HMI的色彩更丰富,灵敏度更高,软件使用更方便。它具有合金铝的外壳和90°自动螺丝锁扣的专利技术，使安装更快速便捷。实际外观如图5。

图5 VIPA TP612触摸屏

3 应用经验

在该项目的调试过程中，基本上和以往使用的西门子S7 系列PLC在编程组态和操作上无太大区别。VIPA PLC调试编程都可以使用STEP 7，或者使用VIPA公司自己的WinPLC7编程工具。以往西门子PLC使用的程序可以完全移植到VIPA PLC 上使用。同时，VIPA PLC除了兼容西门子自带的功能块外，而且还自带一些其它特殊的功能块可以方便调用。在硬件组态中，对于VIPA 200V的远程从站，只需安装相应的GSD 文件即可，使用方法和HW组态上和西门子ET200S相同。VIPA PLC内部集成了工作和装载存储器，无需外加程序存储卡即可运行，但CPU也带有标准的MMC卡接口，可用于保存程序和数据，及扩展工作存储器。这样就带来了使用上的方便性和灵活性。

在该分拣项目运行后，发现VIPA PLC 具有很高的性价比，兼容性及可靠性极高，可以推广使用到其他中型到大规模的应用场合

1　前言

电梯的电气系统由拖动系统和控制系统两部分组成。传统的电气控制系统采用的继电器逻辑控制由于触点多、故障率高、可靠性差、体积大等缺点，正逐渐被淘汰。目前电梯设计使用可编程控制器（PLC），要求功能变化灵活，编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强，控制箱占地面积少。当乘员进入电梯，按下楼层按钮，电梯门自动关闭后．控制系统进行下列运作：根据轿厢所处位置及乘员所处层数．判定轿厢运行方向，保证轿厢平层时减速。将轿厢停在选定的楼层上；同时，根据楼层的呼叫，顺路停车，自动开关门。另外在轿厢内外均要有信号灯显示电梯运行方向及楼层数。

MCGS（Monitor and Control Generated System，通用监控系统）是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在bbbbbbs平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用bbbbbbs图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着更广泛的应用。本文利用MCGS组态软件检验电梯PLC控制系统的运行情况。

2　电梯PLC控制系统

S7—200可编程控制器是德国西门子公司研制的一种新型可编程控制器。它工作可靠，功能强，存储容量大，编程方便，输出端可直接驱动2A的继电器或接触器的线圈，抗干扰能力强。因此，能够满足电梯对电气控制系统的要求。S7-200系列小型PLC（Micro PLC）可应用于各种自动化系统。紧凑的结构。低廉的成本12．b～功能强大的指令集使得S7—200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。利用西门子S7—200可编程序控制器编写一个四层电梯的控制系统。分别完成轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。

STEP 7-Micro／WIN 32是S7-200系列的PLC的编程软件．可以对S7—200的所有功能进行编程。该软件在 bbbbbb8平台上运行。基本操作与omce等标准bbbbbbS软件相类似，简单、易学。其基本功能是协助用户完成应用软件任务。例如创建用户程序、修改和编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。还可以直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控。

2．1 电气控制系统

图l为本系统的组成框图。

图中。输出为：l、电动机；2、上下行接触器；3、快慢速接触器；4、位置指示；5、门锁。输入为：6、轿内指令；7、厅外指令；8、门区感应；9、手动开关门；10、楼层感应。

2 PLC系统部分

完成所设定的控制任务所需要的PLC规模主要取决于控制系统对输入，｛禽出点的需求量和控制过程的难易程度。

（1）I／O点的估算：

系统的输入点有：门厅召唤按钮6个输入点；轿内指令按钮4个点；楼层感应器4个点；门区感应l点；手动开门l点：共计输入点16点。而输出点有：快慢速接触器2点；上下行接触器2点；楼层指示灯4点；门锁1个点；共计输出点9点。总计I／O点数为16／9；

（2）可编程控制器S7—200的CPU226输入，输出点数为24／16。足以满足要求。

3　电梯PLC控制系统设计

　　因篇幅有限。仅将电梯指示及上下行程序列出说明。

3．1楼层状态指示设计

当电梯运行至某层有指令发出时．指示位置及指令。以二层为例：

3．2电梯下行程序设计

以电梯在三层下行情况为例。当电梯的一或二层有指令时，将三层下行位置1，同时无上行，驱动电梯下行。程序说明如下：

3．3电梯上行程序设计

　　以电梯在二层上行情况为例。程序说明如下：

3．4电梯到达时程序设计

电梯到达某层时。将已完成的指令信号复位。以电梯到达三层为例。程序ig明如下：

4　组态软件模拟电梯PLC控制系统显示设计

MCGsm态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面。实时性强，有良好的并行处理性能和丰富生动的多媒体画面。MCGSm态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。同时。提供良好的安全机制，为多个不同级别用户设定不同的操作权限。MCGS组态软件支持多种硬件设备，实现“设备无关”，用户不必因外部设备的局部改动，而影响整个系统。MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立。又紧密相关。

本文利用MCGS组态软件设计。在设备组态窗口中选择适当的串口通讯设备．添加西门子S7—200PLC。正确设置其属性。正确设置组态软件中数据变量设备通道的连接，即可实现PLC与组态软件的通讯。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，使电脑对PLC发出的信号有响应。在 MCGS组态软件的用户窗口中，制作一个动画界面。在界面上设置各个控件的属性，使设置的控件按照真实的情况动作，检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。MCGS用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交互图形界面．组态配置各种不同类型和功能的对象或构构。可以对实时数据进行可视化处理。组态过程如图2所示：

5　结语

针对这个四层电梯的控制系统．本文采用西门子S7—200可编程控制器设-H-电梯的控制系统完成电梯的轿内指令、厅外召唤指令、楼层位置指示、平层换速控制、开门控制等控制任务。利用MCGS组态软减设计模拟电梯PLC控制系统的运行。将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合，加载驱动。使设置的控件能够按照真实的情况动作。检验和测试电梯PLC控制系统对电梯的运行状态的控制效果。实践证明。将PLC可编程控制器和MCGS组态软件结合可以非常好地模拟电梯控制系统的测试运行．有利于PLC控制系统的设-H-、检测，具有良好的应用价值。