【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 面板6樓選擇按鈕對(duì)控制按鈕的設(shè)置主要是使其能夠用鼠標(biāo)左鍵來(lái)控制，當(dāng)鼠標(biāo)按下時(shí)相當(dāng)于對(duì)PLC相應(yīng)的內(nèi)存區(qū)置1，所以可以在WinCC中將按鈕按下時(shí)的控制信號(hào)1直接鏈接到PLC中一內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)；WinCC中各個(gè)顯示器件和按鈕所需的外部變量都要與PLC中的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)精確地對(duì)應(yīng)起來(lái)。至此，完成了基于WinCC組態(tài)軟件的電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用S7300PLC完成對(duì)電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)WinCC來(lái)組態(tài)人機(jī)界面，建立WinCC與PLC的通信連接，完成對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控。PLC與計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它綜合了計(jì)算機(jī)和PLC的長(zhǎng)處，計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，作為基礎(chǔ)級(jí)的PLC執(zhí)行可靠有效的分散控制。利用工控組態(tài)軟件WinCC實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)通信的方法簡(jiǎn)單易行，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，且系統(tǒng)的兼容性較好，可靠性高，能適應(yīng)大規(guī)模控制系統(tǒng)的要求，其在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。第5章STEP7軟件介紹及程序設(shè)計(jì) STEP7概述STEP7編程軟件適用于SIMATICSCM7和基于PC的WinCC，是供它們編程、監(jiān)控和設(shè)置參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)工具。STEP7是通過(guò)項(xiàng)目的方式來(lái)管理自動(dòng)化系統(tǒng)，其功能包括硬件組態(tài)(配置)、參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、通信連接、創(chuàng)建符號(hào)、編程、組態(tài)消息和操作員監(jiān)控變量、啟動(dòng)和運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)視、診斷、文檔創(chuàng)建和歸檔等。STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包符合面向圖形和對(duì)象的Windows操作原則，可運(yùn)行在Windows2000、Windows XP、WindowsServer2003下，為適應(yīng)不同的應(yīng)用對(duì)象，可選擇不同的版本。STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包的功能和組成如圖51所示。STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包符號(hào)編輯器SIMATIC管理器NETPRO通信組態(tài)硬件組態(tài)編程語(yǔ)言LAD/FBD/STL硬件診斷圖51 STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包、MC7的所有工具軟件和數(shù)據(jù)。，用于定義符號(hào)名稱、數(shù)據(jù)類型和全局變量的注釋。、定義MPI或PROFIBUSDP設(shè)備之間由時(shí)間或事件驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸、定義事件驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)、用編程語(yǔ)言對(duì)所選通信塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。包括系統(tǒng)組態(tài)（選擇機(jī)架、給各個(gè)槽位分配模塊、自動(dòng)生成I/O地址）、CPU參數(shù)設(shè)置（如啟動(dòng)特性、掃描監(jiān)視時(shí)間）和模塊參數(shù)設(shè)置（用于定義硬件模塊的可調(diào)整參數(shù)）。(LAD)、功能塊圖語(yǔ)言(FBD)和語(yǔ)句表語(yǔ)言(STL)。，可快速瀏覽CPU的數(shù)據(jù)以及用戶程序運(yùn)行中的故障原因，也可用圖形方式顯示硬件配置，例如，模塊的一般信息和狀態(tài)、顯示模塊故障、顯示診斷緩沖區(qū)信息等。在S7系列PLC中，用戶程序是由塊組成的。構(gòu)成用戶程序的塊包括：組織塊、功能塊、功能、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)功能塊、系統(tǒng)功能。組織塊OB是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的界面。操作系統(tǒng)只調(diào)用組織塊，其他的程序塊需要通過(guò)用戶程序中的指令調(diào)用，操作系統(tǒng)才會(huì)加以處理（掃描）。其中最主要的組織塊是OB1，這是操作系統(tǒng)自動(dòng)做循環(huán)掃描的唯一的一個(gè)塊。其他的組織塊包括啟動(dòng)組織塊和各種中斷組織塊，均由操作系統(tǒng)在特定條件下調(diào)用，用戶不可以用簡(jiǎn)單的指令調(diào)用組織塊。功能FC和功能塊FB是用戶程序中的主要邏輯操作塊。主要的控制、運(yùn)算、操作等均由FC和FB來(lái)完成。組織塊負(fù)責(zé)安排FC和FB的調(diào)用條件和調(diào)用順序。系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC本質(zhì)上就是FB和FC，只是它們的作者是西門子公司。SFB和SFC通常用于完成一些通用的功能，如讀寫實(shí)時(shí)時(shí)鐘、設(shè)置參數(shù)、數(shù)據(jù)通信等。數(shù)據(jù)塊DB用于記錄數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)塊中只有數(shù)據(jù)沒(méi)有程序。但數(shù)據(jù)塊占用程序容量。按使用方法，數(shù)據(jù)塊可分為全局（共享）數(shù)據(jù)和背景（伴隨）數(shù)據(jù)塊兩種。仿真軟件包S7PLCSIM可以在PG/PC上仿真S7300/400PLC。把程序下載到仿真PLC中運(yùn)行，以后的監(jiān)控/測(cè)試均在一臺(tái)真正的S7PLC中的監(jiān)控/測(cè)試一樣。安裝了仿真軟件，則在SIMATIC Manager窗口的工具條上響應(yīng)的圖標(biāo)就會(huì)發(fā)亮。仿真PLC啟動(dòng)后，PG/PC與PLC的所有連接均自動(dòng)指向仿真PLC。也就是說(shuō)，仿真啟動(dòng)后，在STEP7中的下載、上載、監(jiān)控等操作都指向仿真PLC。RSSRQ address addressSRSRQ 圖52 RS觸發(fā)器 圖53 SR觸發(fā)器如果在R端輸入的信號(hào)狀態(tài)為“1”，在S端輸入的信號(hào)狀態(tài)為“0”，則RS(復(fù)位置位觸發(fā)器)復(fù)位。相反，如果在R端輸入信號(hào)狀態(tài)為“0”，在S端輸入的信號(hào)狀態(tài)為“1”則RS置位。如果在兩個(gè)輸入端RLO均為“1”，則順序優(yōu)先，觸發(fā)器置位。在指定地址，RS首先執(zhí)行復(fù)位指令，然后執(zhí)行置位指令。以使該地址保持置位狀態(tài)程序掃描剩余時(shí)間。S_ODTSQTVBIRBCD 圖54 接通延時(shí)S5定時(shí)器S_ODT（接通延時(shí)S5定時(shí)器）用于在起動(dòng)輸入端上出現(xiàn)上升沿時(shí)，起動(dòng)指定的定時(shí)器。為了起動(dòng)定時(shí)器，信號(hào)變化總是必要的，只要S輸入端的信號(hào)狀態(tài)為“1”，則定時(shí)器就按輸入端TV上設(shè)定的時(shí)間間隔繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)時(shí)間已經(jīng)結(jié)束，未出現(xiàn)錯(cuò)誤并且S輸入端上的信號(hào)狀態(tài)仍為“1”，則輸出Q的信號(hào)狀態(tài)為“1”。當(dāng)定時(shí)器正在運(yùn)行時(shí)，如果S輸入端的信號(hào)狀態(tài)從“1”變?yōu)椤?”，則定時(shí)器停止運(yùn)行。此時(shí)，輸出Q的信號(hào)狀態(tài)為“0”。：打開(kāi)SIMATIC Manager，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出“新建項(xiàng)目”向?qū)Вㄈ鐖D55），也可以通過(guò)選擇菜單文件/新建項(xiàng)目向?qū)Т蜷_(kāi)。圖55 創(chuàng)建項(xiàng)目向?qū)?chuàng)建時(shí)可以選擇CPU類型，如圖56所示：圖56 創(chuàng)建項(xiàng)目創(chuàng)建項(xiàng)目電梯控制系統(tǒng)，在項(xiàng)目的根接點(diǎn)下插入一個(gè)“SIMATIC300站點(diǎn)”，如圖57所示。在右邊窗口可以看到“硬件”的圖標(biāo)。圖57 插入工作站點(diǎn)雙擊“硬件”圖標(biāo)，就可以打開(kāi)硬件組態(tài)界面，在主機(jī)架中插入電源模塊PS3075A，輸入模塊SM321；輸出模塊SM332，通訊CP模塊等，如圖58所示。在組態(tài)過(guò)程中，STEP7可以自動(dòng)檢查配置的正確性。當(dāng)硬件目錄中的一個(gè)模塊被選中時(shí)，機(jī)架中允許插入該模塊的槽會(huì)變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無(wú)變化。將選中的模塊拖到不能插入該模塊的槽時(shí)，會(huì)提示不能插入的原因。 圖58 硬件組態(tài)雙擊機(jī)架中的CPU，打開(kāi)CPU屬性對(duì)話框，如圖59所示，在這里可以根據(jù)需要配置CPU的各類參數(shù)。 圖59 CPU參數(shù)配置硬件組態(tài)完成后。保存一下，在SIMATIC Manager瀏覽器右邊選擇塊，右邊窗口顯示出各個(gè)功能塊。組織塊OB是操作系統(tǒng)和用戶程序之間的界面。其中OB1是最重要的組織塊，這是操作系統(tǒng)自動(dòng)做循環(huán)掃描的唯一的一個(gè)塊。圖510 組織塊界面雙擊OB1可以打開(kāi)編程界面，如圖412所示。如果想插入塊，可以通過(guò)窗口上方的插入菜單，選擇S7塊，插入功能塊、組織塊等。 圖511 編程界面第6章上下位機(jī)的通訊西門子WinCC站和s7300/400plc之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的方法主要有：MPI、工業(yè)以太網(wǎng)方式、TCP/IP以太網(wǎng)、PROFIBUS總線方式。通過(guò)MPI方式實(shí)現(xiàn)WinCC與s7300/400plc之間數(shù)據(jù)通訊，要在WinCC計(jì)算機(jī)安裝s7通訊驅(qū)動(dòng)，然后在對(duì)應(yīng)輸入符號(hào)即可。通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)WinCC與s7300/400plc之間數(shù)據(jù)通訊，要在WinCC計(jì)算機(jī)站中使用相應(yīng)的cp通訊處理器卡。根據(jù)所使用的cp通訊處理器卡不同，又可將分為HARDNET和SOFTNET方式兩種。其中HARDNET方式是在計(jì)算機(jī)中采用具有獨(dú)立CPU的cp1613卡，計(jì)算機(jī)CPU免于處理通訊任務(wù)，而SOFTNET方式是在計(jì)算機(jī)中采用沒(méi)有獨(dú)立CPU的cp1612卡，由計(jì)算機(jī)的CPU處理所有的通訊任務(wù)。其典型的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖見(jiàn)圖61所示：圖61 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)的連接示意圖用于s7300系列plc工業(yè)以太網(wǎng)通訊的通訊處理器有：cp343cp3431it、cp3431；用于s7400系列plc工業(yè)以太網(wǎng)通訊的通訊處理器有：cp443cp4431it；用于工控機(jī)(pci插槽)的通訊處理器有：集成CPU的cp161cp1612；用于編程器(pcmcia插槽)的通訊處理器的cp151cp1515(無(wú)線網(wǎng)絡(luò))。通過(guò)以太網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)WinCC與s7300/400plc之間數(shù)據(jù)通訊，也要在WinCC計(jì)算機(jī)站中使用相應(yīng)的cp通訊處理器卡。同樣使用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊連接，但是數(shù)據(jù)通訊時(shí)使用TCP/IP協(xié)議作為傳輸協(xié)議。其網(wǎng)絡(luò)連接與工業(yè)以太網(wǎng)方式相同。通過(guò)PROFIBUS方式實(shí)現(xiàn)WinCC與s7300/400plc之間數(shù)據(jù)通訊的連接，要在WinCC計(jì)算機(jī)站中使用相應(yīng)的cp5613通訊處理器卡。在s7300/400plc模塊端可以使用CPU的PROFIBUS接口或在模塊上配置cp4435通訊處理器。其典型的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖見(jiàn)圖62所示。圖62 通過(guò)PROFIBUS的通訊連接示意圖用于s7300系列PROFIBUS通訊的通訊處理器有：cp342cp3425fo集成光纖接口、cp3435；用于s7400系列PROFIBUS通訊的通訊處理器有：cp4435基本型、cp4435擴(kuò)展型、im46im467fo集成光纖接口；用于工控機(jī)pci插槽的通訊處理器有：集成CPU的cp561cp5613fo集成光纖接口、cp561cp5614fo集成光纖接口和無(wú)CPU的cp5611；用于編程器的通訊處理器的cp551cp5512。建立了WinCC工作站與s7300/400plc之間數(shù)據(jù)通訊的硬件連接后，還要在軟件方面對(duì)連接進(jìn)行配置。下面以MPI方式為了進(jìn)行說(shuō)明。首先，為了實(shí)現(xiàn)MPI連接，要在WinCC站內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)程序，如圖63所示圖63 安裝驅(qū)動(dòng)程序圖64 安裝驅(qū)動(dòng)雙擊SIMATICS7PROTOCOLSUITE進(jìn)入下界面，如圖65所示圖65 再雙擊MPI進(jìn)入以下界面，如圖66所示圖66設(shè)置dt的屬性如圖668所示：圖67圖68 新建變量輸入相應(yīng)的地址即可，如圖69所示：圖69第7章變頻器的控制在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多調(diào)速方法中，變頻調(diào)速的性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高。采用通用變頻器對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便，可靠性高，并且經(jīng)濟(jì)效益顯著，所以這種方案逐步得到可推廣。有電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)可知，異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n1=60f1/p式中n1——同步轉(zhuǎn)速（r/min）；f1——定子頻率（Hz）；P——磁極對(duì)數(shù)。而異步電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為N=n1 (1s)=60f1(1s)/p式中s——異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=（n1n）/n1?？梢?jiàn)，改變異步電動(dòng)機(jī)的宮殿頻率就可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)行。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，希望電動(dòng)機(jī)的主磁通保持額定值不變。磁通太弱，鐵心利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力下降。磁通太強(qiáng)，則電動(dòng)機(jī)處于過(guò)勵(lì)磁狀態(tài)，使勵(lì)磁電流過(guò)大，限制了定子電流的負(fù)載分量。為使電動(dòng)機(jī)不過(guò)熱，則電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力也要下降。異步電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通（主磁通）使由定、轉(zhuǎn)子的合成磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，下面說(shuō)明怎樣才能使氣隙磁通量保持恒定。由電動(dòng)機(jī)理論可知，三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為E1=式中E1——定子每相有氣隙磁通量感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的方均根式（V）；f1——定子頻率；N1——定子相繞組有效匝數(shù)；K——每極磁通量（wb）。由上式可見(jiàn)，k的值是由E1和f1共同決定的，對(duì)E1和f1進(jìn)行適當(dāng)控制，就可以是氣隙磁通k保持定值不變。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時(shí)改變定子電壓和頻率，即必須通過(guò)變頻裝置獲得電壓和頻率均可調(diào)的供電電源，實(shí)現(xiàn)所謂的VVVF調(diào)速控制。變頻器的發(fā)展已有數(shù)十年的歷史，在變頻器的發(fā)展過(guò)程中曾出現(xiàn)過(guò)多種類型的變頻器。目前，成為市場(chǎng)主流的通用變頻器基本上有著如圖71圖所示的變頻器內(nèi)部電路基本結(jié)構(gòu)。圖71變頻器內(nèi)部電路基本結(jié)構(gòu)、功能及參數(shù)設(shè)置（1） 變頻器主要電路及控制電路的接線1） 使用變頻器的注意事項(xiàng)。為了操作者與設(shè)備的安全，使用變頻器是應(yīng)注意以下事項(xiàng)。必須將設(shè)備安裝在諸如金屬框架或不可燃的材料上。不要將裝置置于可燃性材料附近。運(yùn)輸期間不要抓提外殼。避免使諸如金屬屑等異物進(jìn)入裝置。請(qǐng)勿安裝、使用損壞的或缺少不見(jiàn)的變頻器。必須在連線錢安裝裝置。連線錢一定要確認(rèn)電源是否已經(jīng)斷開(kāi)。嚴(yán)禁將交流電源連接到輸出端子（U/T1\V/T2\W/T3)上。要確認(rèn)此設(shè)備的額定電壓與電源電壓是否符合。在每次接通輸入電源前，都要安裝好蓋板。勿用濕手操作開(kāi)關(guān)。在