西門子模塊6ES7321-1CH20-0AA0

西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。西門子（SIMATIC）PLC的6代

　　1、西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。

　　2、1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器。

　　3、20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

　　4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機型為：S7-200、300、400。

　　5、1996年，在過程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)融為一體。

　　6、西門子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動化領(lǐng)域。

　　由初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對S7系列產(chǎn)品的進一步升級，它是西門子自動化系統(tǒng)，功能的可編程控制器。

因為變頻器是斬波輸出，模擬的正弦波給電機，所以低頻時候，會因為輸出脈沖密度不夠，波形嚴(yán)重失真，這樣轉(zhuǎn)速很不穩(wěn)定，所以要盡量讓變頻器工作在低頻狀態(tài)，變頻器里邊也有了低頻率，啟動頻率等參數(shù)選擇。

因為考慮到電機過載保護問題，所以變頻器里邊會有過載過流保護這些參數(shù)設(shè)置，一般是根據(jù)電機額定電流的百分比來選擇的，比如150%，就是超過電機額定電流的1.5倍，過流保護就會動作，這些要根據(jù)負(fù)荷大小來設(shè)定這這些保護值大小。

雖然變頻器設(shè)定好了就可以自動運行，但是人需要來控制它，所以有些參數(shù)是人機交換需要來設(shè)置的，比如人要讓變頻器進入啟動運行狀態(tài)，往往是通過按面板或者外部按鈕來讓它啟動的，這時候就有啟動命令源參數(shù)設(shè)定了，看需要選擇面板或者外部端子來作為命令源。而啟動以后，人需要調(diào)整不同的速度需要，就是要設(shè)定不同轉(zhuǎn)速，也可以通過面板給定或者外部端子來給定頻率值，所以就有頻率源的選擇。一邊外部調(diào)速，是以模擬量給定為主，比如通過一個電位器分壓來給到變頻器里邊，或者通過plc的模擬量輸出來給定，有些事多段速給定或者通訊給定，都需要根據(jù)變頻器的說明書來調(diào)整的。

電機根據(jù)需要，還需要設(shè)定加減速時間的，負(fù)載重點的，可以設(shè)定加速時間長一點，負(fù)載輕點的，可以設(shè)定加速時間短一點。

一般上邊這些變頻器設(shè)定好，變頻器就可以使用了，有些特殊的場合，需要設(shè)定轉(zhuǎn)速表的給定方式，或者幾臺變頻器需要同步的，需要幾個變頻器互相給定頻率值。還需要選擇了矢量控制的模式，矢量控制，可以簡單理解成一種精度要求高點的控制模式，現(xiàn)在一般都帶自動整定電機參數(shù)了，接好線，設(shè)定好啟動參數(shù)，直接啟動就可以自動調(diào)整匹配電機參數(shù)了。

變頻器設(shè)定好了，一般沒有問題，連續(xù)運行幾年是沒有問題的，普通電工在維護時候，一般也就是看看電機的電流，電壓是否三相平衡，電機電流是否會過大，如果有報警，可以查報警手冊來找問題。能維修的地方，也就是在保險燒了，或者發(fā)現(xiàn)主回路短路了，更換一下IGBT模塊。電容老化了，容量下降，直接把母線電容更換掉。這些簡單的維修知識，作為電氣工程師和一般電工是足夠的了，工廠并不需要細(xì)化到電路板上的維修，板子壞了，可以更換板子。

工作原理編輯當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。

西門子模塊6ES7321-1CH20-0AA0

從程序傳送存儲卡恢復(fù)程序

要將程序傳送卡的內(nèi)容復(fù)制到 PLC，必須在插入程序傳送卡的情況下對 CPU

循環(huán)上電。然后 CPU 執(zhí)行以下任務(wù)：

1. 清空 RAM

2. 將用戶程序、系統(tǒng)塊（PLC 組態(tài)）以及數(shù)據(jù)塊從存儲卡復(fù)制到 CPU 存儲器。

復(fù)制操作進行過程中，S7-200 SMART CPU 上的 STOP 和 RUN LED 交替閃爍。S7-

200 SMART CPU 完成復(fù)制操作后，LED 停止閃爍。

說明

程序傳送卡兼容性

恢復(fù)在不同 CPU 型號上創(chuàng)建的程序傳送卡可能會因型號不同而失敗?；謴?fù)過程中，CPU

驗證存儲于存儲卡的程序內(nèi)容的以下特性：

• 程序塊大小

• 在數(shù)據(jù)塊中 V 存儲器大小

• 在系統(tǒng)塊 (頁 135)中組態(tài)的板載數(shù)字量 I/O 數(shù)量

• 在系統(tǒng)塊組態(tài)的每個保持范圍

• 系統(tǒng)塊中的擴展模塊和信號板組態(tài)

• 系統(tǒng)塊中的運動軸組態(tài)

• 強制的存儲器位置

說明

除了將存儲卡用作程序傳送卡外，還可創(chuàng)建復(fù)位為出廠默認(rèn)存儲卡。

上電后恢復(fù)數(shù)據(jù)

CPU 上電時：

● CPU 從存儲器中恢復(fù)程序塊和系統(tǒng)塊。

● 多可恢復(fù) 10 KB 的保持性存儲器分配。

● 而 V 存儲器的非保持性部分將根據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容來恢復(fù)。

● 其它存儲區(qū)的非保持性部分則會被清空。

更改 CPU 的工作模式

CPU 有以下兩種工作模式： STOP 模式和 RUN 模式。CPU 正面的狀態(tài) LED

指示當(dāng)前工作模式。 在 STOP 模式下，CPU 不執(zhí)行任何程序，而用戶可以下載程序塊。

在 RUN 模式下，CPU 會執(zhí)行相關(guān)程序；但用戶仍可下載程序塊。

將 CPU 置于 RUN 模式

1. 在 PLC 菜單功能區(qū)或程序編輯器工具欄中單擊“運行"(RUN) 按鈕：

2. 提示時，單擊“確定"(OK) 更改 CPU 的工作模式。

可監(jiān)視 STEP 7-Micro/WIN SMART 中的程序，方法是在“調(diào)試"(Debug)

菜單功能區(qū)或程序編輯器工具欄中單擊“程序狀態(tài)"(Program Status) 按鈕。

STEP 7-Micro/WIN SMART 顯示指令值。

2.3 通訊測試

由于“ ModbusTCP CP V4.3"選項包支持功能碼FC1，2，3，4，5，6，15，16，不同的功能碼測試過程中類似，因此下面以FC03(讀寫保持寄存器)為例來說明通訊測試的整個過程，對于其他功能碼的測試將不再重復(fù)描述，對于Modbus的數(shù)據(jù)類型可參考下表3：

表3 Modbus數(shù)據(jù)類型

由于服務(wù)器主功能塊FB108“MODBUSCP"的參數(shù)需要初始化，因此分別在OB100及OB1中調(diào)用FB108，在OB100中調(diào)用FB108完成相關(guān)參數(shù)的初始化，FB108的管腳分分布如下圖10所示：

注意：在圖10中已經(jīng)填寫的參數(shù)不需要初始化，在OB1調(diào)用賦值；而未填寫的參數(shù)需要初始化，在OB100中調(diào)用完成。

打開Modscan32軟件，在“Connection--->connect"中打開連接屬性對話框，連接接口選擇“Remote TCP/IP Server"，IP Address分別填入CPU的IP地址

192.168.70.2，Service為遠(yuǎn)程服務(wù)器的端口502，在協(xié)議的選擇對話框中可以定義傳輸模式、通訊超時響應(yīng)時間，報文發(fā)送間隔及允許寫多個保

持寄存器等，這里分別保持缺省設(shè)置即可，如下圖11所示：

圖18:對應(yīng)TCP通訊的Modscan32連接窗口

下載網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及程序到CPU中，使能參數(shù)ENQ_ENR=1，在 Modscan32的“Set up->Data Definition"中設(shè)置數(shù)據(jù)掃描周期、寄存器連接類型、起始地址、長度等，如下圖11所示：

圖11 Modscan32中Modbus數(shù)據(jù)參數(shù)定義

之后在ModScan32中就可以建立和遠(yuǎn)程CP443-1 Server的連接了，在Netpro中可以看到連接已經(jīng)建立起來，如下圖12所示：

圖12 Modscan32激活與S7-400的連接

由于Modbus的內(nèi)部地址編排時基于數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層有一定的映射關(guān)系，因此Modbus的地址與SIMATIC中的DB塊的地址時按照一定的地址映射關(guān)系來相對應(yīng)，這樣造成了DB塊中有一定的地址偏移量，在本例中假設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)的定義如下圖21所示，其DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址如下圖13所示：

圖13本例中的數(shù)據(jù)區(qū)定義

圖14 DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址對應(yīng)關(guān)系

在Step7的項目程序中新建一個變量監(jiān)控表，插入需要監(jiān)控的參數(shù)和數(shù)據(jù)區(qū)變量，可以看到ModScan32軟件與CP443-1的數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)建立起來了，雙方可以進行正常的保持寄存器數(shù)據(jù)讀寫操作，如下圖15所示：

圖15 通訊連接建立