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西門子S7-200 PLC在直流電源監(jiān)控器中的應用

1 知道

直流電源設備是電力系統(tǒng)*的輔機設備。供給斷路器分合閘用電，后備電池充電以及二次回路的儀器儀表等低壓設備用電都采用直流電源。目前國內發(fā)電廠及變電站使用的直流電源設備已廣泛采用高頻整流模塊為功率單元，為了對整個直流系統(tǒng)進行合理的實時監(jiān)控、管理，本文設計了一種基于西門子s7-200plc［1］的高頻直流監(jiān)控器。其功能主要是實時采集直流系統(tǒng)的電壓、電流及供電支路的開關狀態(tài)等運行參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進行分析處理，判斷直流系統(tǒng)的運行工況，并根據(jù)pid控制理論進行實時運行控制和故障處理，并對蓄電池進行在線監(jiān)測，為電力綜合自動化控制系統(tǒng)提供安全、穩(wěn)定、可靠的直流電源。

2 系統(tǒng)硬件組成及工作原理

系統(tǒng)硬件組成原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由高頻直流監(jiān)控器（以下簡稱監(jiān)控器）、模擬量采樣板、高頻整流模塊等組成。其中監(jiān)控器是整個系統(tǒng)的核心部分，主要由西門子s7-216cpu配以em-235模擬量模塊、中國臺灣人機電子mt-510t觸摸屏等組成。

3 程序設計

3.1 程序流程圖設計

plc終端軟件采用stl語言編寫，程序設計采用模塊化，功能化結構，便于維護、擴展。為提高終端的抗干擾能力，軟件控制中采用了數(shù)字濾波、故障自檢、控制口令等措施，保證控制操作的正確性和可靠性。裝置plc主要程序流程如圖2所示，主要由初始化程序、數(shù)據(jù)采集處理子程序、時鐘處理子程序、充電轉換子程序、故障報警及保護子程序、交流中斷子程序、pid調節(jié)計算子程序、硅鏈投切控制子程序等組成。

           、

主程序始終處于循環(huán)運行狀態(tài)，其中初始化程序主要完成系統(tǒng)的初始化，設定各寄存器、計數(shù)器、plc工作模式、定時器中斷、通訊方式等參數(shù)初始值等。然后不斷調用模擬量采集及處理子程序對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時采集；調用充電程序運行方式子程序決定監(jiān)控器的運行方式；調用故障報警及保護子程序判斷故障報警及保護繼電器輸出；調用時鐘處理子程序對蓄電池充電程序各種運行時間累計；調用交流電中斷子程序保證系統(tǒng)在交流中斷后自動恢復；調用硅鏈投切子程序根據(jù)系統(tǒng)設置的控母電壓定值對硅鏈進行自動投切控制；調用通訊子程序（中斷方式）實現(xiàn)與上位機監(jiān)控系統(tǒng)及其它智能設備通訊。

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PWM 和運動控制向導設置
為了簡化您應用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINART 提供的位控向導可以幫助您在幾分鐘內全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向導可以生成位控指令，您可以用這些指令在您的應用程序中對速度和位置進行動態(tài)控制。
PWM 向導設置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)， 生成相應的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
運動控制向導zui多提供3 軸脈沖輸出的設置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調。

運動控制功能特點

提供可組態(tài)的測量，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù)

提供可組態(tài)的反沖補償

支持、相對和手動位控

支持連續(xù)操作

提供多達32 組運動動包絡，每組包絡zui多可設置16 種速度

提供4 種不同的參考點尋找，每種都可對起始的尋找方向和zui終的接近方向進行選擇

運動控制的監(jiān)控
為了幫助用戶運動控制方案，STEP 7- Micro/WIN ART 提供運動控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡組態(tài)的設置使用戶在的啟動和階段就能監(jiān)控運動控制功能的操作。

使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確，可以組態(tài)數(shù)據(jù)并每個包絡

顯示位控操作的當前速度、當前位置和當前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)

查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設置

Programming

人性化，編程效率

STEP 7- Micro/WIN ART 是專門為S7-200 ART 的編程，能在WINOOWs XP SP3/WINOOWs 7 上運行，支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 編程理念的同時，更多的人性化設計使編程更容易上手，項目更加。

全新菜單設計
摒棄了的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設計，所有菜單選項一覽無余，形象的圖標顯示，操作更加方便快捷。
雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。

全式窗口設計
界面中的所有窗口均可隨意、并提供八種拖拽放置。
主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習慣進行組合，zui大限度的編程效率。

變量定義與程序注釋
用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名，并且直接通過變量名進行調用，*編程語言的便利。根據(jù)實現(xiàn)的功能，特殊功能寄存器調用后自動命名，更加便捷。
STEP 7- Micro/WIN ART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡、變量添加注釋，大幅程序的可讀性。當鼠標到指令塊時，自動顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。

強大的保護
STEP 7- Micro/WIN ART 不僅對計算機中的程序源提供保護，同時對CPU 模塊中的程序也提供保護，用戶對保護的不同需求，保護用戶的知識產(chǎn)權。
STEP 7- Micro/WIN ART 對程序源實現(xiàn)三重保護：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數(shù)據(jù)頁設置，只有的用戶才能查看并修改相應的內容。
編程對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權限保護。

新穎的設置向導
STEP 7- Micro/WIN ART 集成了簡易快捷的向導設置功能，只需按照向導提示設置每一步的參數(shù)即可完成復雜功能的設定。新的向導功能允許用戶直接對其中某一步的功能進行設置，修改已設置的向導便無需重新設置每一步。

序號 定貨號 型號

ET 200

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6ES7155-6BA00-0CN0  6ES7155-6AR00-0AN0   6ES7193-6AR00-0AA0
6ES7193-6AF00-0AA0  6ES7193-6AP00-0AA0  6ES7193-6AP40-0AA0
6ES7193-6AP20-0AA0  6ES7193-6AG00-0AA0  6ES7193-6A-0AA0
6ES7193-6AG40-0AA0  6ES7193-6BN00-0NE0  6ES7193-6AS00-0AA0
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6ES7151-1CA00-1BL0  6ES7151-1CA00-3BL0  6ES7151-3AA23-0AB0

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6ES7138-4CA01-0AA0  6ES7138-4CA60-0AB0  6ES7138-4CA50-0AB0

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6ES7193-4CC30-0AA0  6ES7131-4BB01-0AA0  6ES7131-4BB01-0AB0

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6ES7131-4CD02-0AB0  6ES7131-4RD02-0AB0  6ES7131-4BF50-0AA0

6ES7132-4BB01-0AA0  6ES7132-4BB01-0AB0

6ES7132-4BB31-0AA0  6ES7132-4BB31-0AB0  6ES7132-4BD02-0AA0

6ES7132-4BD00-0AB0  6ES7132-4BD32-0AA0  6ES7132-4BD30-0AB0

6ES7132-4BF00-0AA0  6ES7132-4BF00-0AB0  6ES7132-4FB01-0AB0

6ES7132-4HB01-0AB0  6ES7132-4HB12-0AB0  6ES7132-4HB50-0AB0

6ES7132-4BF50-0AA0  6ES7134-4FB01-0AB0