SIMATICS7-200SMART,CPUSR40,上,AC/DC/继电器,机载I/O:24个24VDC数字输入;16个2A继电器数字输出;电源:交流47-63Hz时85-264VAC,程序存储器/数据存储器40KB
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数.PLC在正式运行时,不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作,将专用的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。
西门子公司一直致力于工业自动化新技术的研发、推广及应用,在过去的160多年里,为广大的工业客户带来了可靠高效的自动化产品,完善的自动化解决方案,提高了客户的生产效率,增强了客户的市场竞争力。
西门子SIMATIC控制器系列是一个完整的产品组合,包括从基本的智能逻辑控制器LOGO!以及S7系列高性能可编程控制器,再到基于PC的自动化控制系统。无论多么严苛的要求,它都能根据具体应用需求及预算,灵活组合、定制,并一一满足。
SIMATICS7-200SMART是西门子公司经过大量市场调研,为中国客户量身定制的一款高性价比小型PLC产品。结合西门子SINAMICS驱动产品及SIMATIC人机界面产品,以S7-200SMART为核心的小型自动化解决方案将为中国客户创造更多的价值。
SMART小型自动化解决方案
新的模块化SIMATICS7-200控制器,可实现简单却高度的自动化任务。SIMATICS7-200控制器实现了模块化和紧凑型设计,功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。
可扩展性强、灵活度高的设计,可实现高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能,使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
SIMATICHMI基础面板的性能经过优化,旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态完美兼容,可确保实现简化开发、快速启动、监控和高等级的可用性。
6个控制器,具有不同类型的分级性能
紧凑型控制器,带有集成电源,可作为宽范围交流或直流电源
具有不同的性能等级,满足不同的应用领域
应用
CPU221:
智能、紧凑型解决方案。
CPU222:
的紧凑型解决方案。
CPU224:
高性能的紧凑型CPU。
CPU224XP:
高性能的紧凑型CPU,带2个端口。
CPU226:
设计
主要特点
突出数据记录用记忆卡,配方管理,STEP7-Micro/WIN的项目节约,以及各种格式的文件存储
PID自动调谐功能
用于扩展通讯选项的2个内置串口,例如:与其它制造商的设备配套使用(CPU224XP,CPU226)
具有内置模拟输入/输出的CPU224XP
实时响应
先进的技术直至后的细节确保我们的CPU发挥杰出的实时响应率:
4个或6个独立的硬件计数器,每个30kHz,带有CPU224XP的2x200kHz,例如:通过增量编码器或者高速记录过程事件的路径监测
对应用程序快速事件大于0.2ms信号的脉冲捕捉功能
2个脉冲输出,每个20kHz,或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设定点的CPU224XP的2x100kHz-例如:用于控制步进电机
2个定时中断,在1ms处开始,以1ms的增量进行调节-用于迅速变化过程的无扰控制
快速模拟输入-具有25μs的信号转换,12位分辨率
实时时钟
定时中断
1至255ms,具有1ms的分辨率
例如:在转四分之一圈后,以3000RPM的转速可以在螺钉插入机上记录和处理信号。可以实现非常的记录,例如:拧紧扭矩,以确保螺钉的佳紧固。
快速计数器
彼此、其他操作和程序周期均独立运行
当增量位置编码器用于确切定位时的4边缘评估
模块化可扩展性
报警输入
4个独立的输入
用于快速连续登记信号
对正向和/或负向信号边沿的响应
在一个队列中多16次中断,取决于优先顺序
机械特点
水平或垂直安装在DIN导轨上或使用集成的钻孔(不是水平的)直接安装在控制柜中
SIMATICS7-200SMART网络通信
S7-200SMARTCPU模块本体集成1个以太网接口和1个RS485接口,通过扩展CM01信号板或者EMDP01模块,其通信端口数量多可增至4个,可满足小型自动化设备与触摸屏、变频器及其它第三方设备进行通信的需求。
以太网通信
所有CPU模块配备以太网接口,支持西门子S7协议、有效支持多种终端连接:可作为程序下载端口(使用普通网线即可)
与SMARTLINE触摸屏进行通信,多支持8台设备
通过交换机与多台以太网设备进行通信,实现数据的快速交互,包含8个主动GET/PUT连接、8个被动GET/PUT连接
PROFIBUS通信
使用EMDP01扩展模块可以将S7-200SMARTCPU做为PROFIBUS-DP从站连接到PROFIBUS通信网络。通过模块上的旋转开关可以设置PROFIBUS-DP从站地址。该模块支持9600波特到12M波特之间的任一PROFIBUS波特率,大允许244输入字节和244输出字节。
支持下列协议:
MPI从站
PROFIBUS-DP从站
串口通信
S7-200SMARTCPU模块均集成1个RS485接口,可以与变频器、触摸屏等第三方设备通信。如果需要额外的串口,可通过扩展CM01信号板来实现,信号板支持RS232/RS485自由转换。
串口支持下列协议:
ModbusRTU
USS
自由口通信
与上位机的通信
通过PCAccessSMART,操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200SMART的
数据,从而实现设备监控或者进行数据存档管理。(PCAccessSMART是为S7-200SMART与上位机进行数据交互而定制开发的OPC服务器协议)
S7-200SMARTCPU模块本体直接提供三轴100KHz高速脉冲输出,通过强大灵活的设置向导S7-200SMARTCPU模块本体直接提供三轴100KHz高速脉冲输出,通过强大灵活的设置向导可组态为PWM输出或运动控制输出,为步进电机或伺服电机的速度和位置控制提供了统一的解决方案,满足小型机械设备的定位需求。
S7-200SMARTCPU提供了三种开环运动控制方法:
脉冲串输出(PTO):内置在CPU的速度和位置控制。此功能仅提供脉冲串输出,方向和限值控制必须通过应用程序使用PLC中集成的或由扩展模块提供的I/O来提供。请参见脉冲输出PLS指令。
运动轴:内置于CPU中,用于速度和位置控制。此功能提供了带有集成方向控制和禁用输出的单脉冲串输出,还包括可编程输入,并提供包括自动参考点搜索等多种操作模式。
PWM和运动控制向导设置
为了简化您应用程序中位控功能的使用,STEP7-Micro/WINSMART提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、PTO的组态。该向导可以生成位控指令,您可以用这些指令在您的应用程序中对速度和位置进行动态控制。
PWM向导设置根据用户选择的PWM脉冲个数,生成相应的PWMx_RUN子程序框架用于编辑。
运动控制向导多提供3轴脉冲输出的设置,脉冲输出速度从20Hz到100kHz可调。
运动控制功能特点
提供可组态的测量系统,输入数据时既可以使用工程单位(如英寸或厘米),也可以使用脉冲数
提供可组态的反冲补偿
支持、相对和手动位控模式
支持连续操作
提供多达32组运动动包络,每组包络多可设置16种速度
提供4种不同的参考点寻找模式,每种模式都可对起始的寻找方向和终的接近方向进行选择
运动控制的监控
为了帮助用户开发运动控制方案,STEP7-Micro/WINSMART提供运动控制面板。其中的操作、组态和包络组态的设置使用户在开发过程的启动和测试阶段就能轻松监控运动控制功能的操作。
使用运动控制面板可以验证运动控制功能接线是否正确,可以调整组态数据并测试每个移动包络
显示位控操作的当前速度、当前位置和当前方向,以及输入和输出LED(脉冲LED除外)的状态
查看修改在CPU模块中存储的位控操作的组态设置
西门子S7-300PLC和70系列变频器位置控制应用
一.概述
在自动化控制领域中,相同功能有不同实现方式,针对不同的设备对精度和响应速度的要求,选用合适的定位控制系统以实现优的性价比。本文介绍的一种应用西门子S7-300PLC的高速计数模块ET200S和70系列变频器通过PROFIBUS总线通讯的功能来实现的定位控制的实际应用。
二.控制思路
横移车是钢管生产线中不可缺少的辅机设备,它主要完成将前一工序生产的钢管搬运到下一工序,或有序地暂放在台架的每个工位上。随着对生产线自动化程度要求的日益提高,减轻操作人员的工作量和操作失误。要求对横移车实现全自动准确定位控制。
其控制核心就是利用装在横移车车轮上的编码器采集的位置信号,通过PLC的高速计数模块读取,CPU经过运算处理与设定位置作比较,控制变频器的多段速度,从而实现横移车的准确定位控制。因为考虑到控制成本和操作方便,采用PROFIBUS总线控制方式,减少了布线,控制方便,灵活。
三.系统的构成和特点
1.PLC作为控制的核心,主要用来接收编码器的反馈信号,与设定的位置信号作比较,通过通讯功能来控制变频器的输出频率减小,提前减速,到位前低速运转,到位时准确停止。为了实现定位还设有零位置传感器,到零位时将计数器的计数值清零,消除累积误差,保证定位的准确,使横移车能平稳地放下和举起钢管。
由于放置主站CPU和变频器的控制柜与横移车比较远,在横移车上放置了远程I/O模块和高速计数器模块ET200S,通过PROFIBUS总线相连,将现场的传感器,编码器信号直接连接在远程I/O和计数模块上,减少了现场的走线和故障的发生,维护方便。通讯速率可过1.5M,整个系统的系统框图如1。
由于使用通讯功能,可以省去用于控制变频器的几个输出点,PLC的输出点也减少了。
2.高速计数器模块ET200S的控制系统中所选的编码器分辨率为2048P/R,轮径φ250,齿轮比3,可计算出脉冲精度:250×3.14/2048×3=0.127mm/脉。能完全满足横移车的准确定位精度。
定位过程如下:
首先设定好横移车运行的一个方向为正方向(加脉冲),当横移车向设定的位置运行时(工作运行速度),高速计数器自动进行加/减速计数,在距离设定位置300—400mm时,控制变频器的输出频率,以低速运行,在到达设定的位置时,停止变频器的输出,同时实施机械抱闸,完成了准确定位。
读取高数计数模块的程序段如下:
LPID272//模块开始地址,将计数器模块状态值存放到MD20~MD27
TMD20//当前计数值
LPID276
TMD24
L123//装载比较值
TMD30
SET
=M34.0//打开软件门
AM10.0//使能传送比较值功能
=M35.2
LMD30
TPQD272
LMD34
TPQD276
3.PLC和变频器通讯
此控制系统变频器需设定的参数介绍如下:
P60=1,P53=6,P554=3100,P571=3101
P572=3102,P443=3002,P566=3107
P734.1=32,,P734.2=148
其它的参数可以按出厂默认值即可
四.结束语
通过这次的电气改进,现场布线减少,自动化程度提高了,人为参与减少了,加强了安全生产。生产效率有了很大的提高,通讯控制替代了硬接线的端子控制,不仅降低了成本,面且操作更方便,性价比更优异。也证明了西门子PLC和变频器的通讯功能非常强大和好用。