【正文】 從站為一個分布式 I/O 設(shè)備 ET200 以及一臺帶 8個電機(jī)的變頻器和一臺帶 2個電機(jī)的變頻器 ET200 用總線形式與 CPU 連起來 使用 ，它接收的數(shù) 據(jù)通過總線傳輸給 PLC 的 CPU， CPU 經(jīng)過處理后再把信號通過 ET200 的輸出輸送出去， ET200 不需要編程，但是在寫程序的時候，必須在硬件組態(tài)中將 ET200 通過總線掛在 CPU 機(jī)架上，并且保證實際模塊與組態(tài)信息保持一致。 添加的分布式 I/O 與 PLC 站中的本地 I/O 具有統(tǒng)一的編址，因此在用戶程序中可以像訪問本地 I/O 一樣方便地訪問分布式 I/O。 系統(tǒng)的硬件配置 圖 圖 S7— 300 主從站硬件配置圖 S7300 hardware configuration 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 23 PLC 與 ET200 站的通信設(shè)置 圖 圖 PLC 與 ET200 通訊設(shè)置 Communication configuration between PLC and ET200 ET200 是采用 PROFIBUS— DP 協(xié)議的分布式 I/O 設(shè)備。波特率的選則 網(wǎng)段長度 圖 波特率 Baud rate 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 表 波特率的選擇 Table The choice of baud rate 波特率 網(wǎng)段長度 到 KBaud 1000 米 500 KBaud 400 米 KBaud 200 米 3 到 12 KBaud 100 米 若網(wǎng)段長度超過 1000 米則加用中繼器，其作用是對信號的放大和再生。終端電阻的作 用：有效減小網(wǎng)絡(luò)信號在傳輸過程中的反射和折射效應(yīng)，從而使網(wǎng)絡(luò)信號增強(qiáng) ,可以有效地抵御電磁干擾。終端電阻的使用：在總線段的開始和結(jié)束處，必須打開終端電阻，以保證各主站和從站之間能夠正常通訊，如想要終止通訊，則在某個從站出將終端電阻打開即可。 178。CP3435。 2 PROFIBUS DP 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 21 圖 PROFIBUS— DP 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PROFIBUS— DP System structure 178。對DP 從站的輸入 /輸出進(jìn)行存取保護(hù)。 可靠性和保護(hù)機(jī)制：所有信息的傳輸按海明距離 HD=4 進(jìn)行。 診斷功能： 經(jīng)過擴(kuò)展的 PROFIBUSDP診斷能能對故障進(jìn)行快速定位。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。 178。 178。 通信 :點對點（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）?？偩€上最多站點（主 — 從設(shè)備）數(shù)為 126。 總線存取 :各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主 — 從傳送。波特率從 — 12Mbit/s ； 12Mbps 時最大傳輸距離為 100m， 時為 200m，另外還可以用中繼器延長 。 1 特征 178。總線循環(huán)時間必須要比主站程序循環(huán)時間短。 ProfibusDP使用物理層，數(shù)據(jù)鏈接層和用戶接口，用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò) PROFIBUSDP 通訊網(wǎng)絡(luò)是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式 I/O 的通信。 178。 178。工業(yè)以太網(wǎng)用于 工廠管理層和單元層的通信系統(tǒng)。 每個 CPU 可以使用的 MPI 連接總數(shù)與 CPU的型號有關(guān)。 聯(lián)網(wǎng)的 CPU可以通過 MPI 接口實現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 STEP 7 用戶界面提供了通信組態(tài)功能，使通信組態(tài)也變得簡單。 PLC 通過 MPI 能同時連接運行 STEP7 的編程器、計算機(jī)、人機(jī)界面（ HMI)及其它 SIMATIC S M7 和 C7。 S7300 CPU 都集成了 MPI通信協(xié)議和 MPI 的物理層 RS485 接口。 MPI 是多點接口的簡稱。 西門子 S7— 300PLC、人機(jī)界面、編程器、 PC 機(jī)通過 MPI 網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以太網(wǎng)、 PROFIBUS 三種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。 3 SIMATIC PG/PC PC 接口是 PLC 與電腦的接口 。 包括：工業(yè)以太網(wǎng) 、 AS— I、 PROFIBUS。 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 19 SIMATIC NET SIMATIC NET 是西門子在工業(yè)控制層面上提供的一個多元的通訊系統(tǒng)。 1 SIMATIC HMI SIMATIC HMI 支持在 Windows 操作系統(tǒng)下進(jìn)行系統(tǒng)范圍的組態(tài)和訪問共享數(shù)據(jù)。 具備強(qiáng)大的通信功能， S7300 PLC 可通過編程軟件 Step 7 的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。 西門子公司的 PLC 產(chǎn)品包括 LOGO， S7200， S7300， S7400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)， HMI 人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。輸出端子接線圖見附錄 圖 — 圖 電磁閥電路 電磁閥電路主要用來控制打印頭和噴碼頭的開放、縮緊、下降和上升以及對步進(jìn)梁 電機(jī)進(jìn)行氣動剎車 。 PLC 端子接線圖 在本設(shè)計中 PLC數(shù)字量輸入端子為 84 個，數(shù)字量輸出端子為 28個， S7— 300PLC 擴(kuò)展模塊上的數(shù)字量輸入模塊選為 16 位，由 DC24V 供電。具體見電路圖見附錄圖 PLC 輸入輸出端子表 表 4. 1 輸入端子表 Table Input Terminal 序號 名稱 元件名稱 代碼 地址編號 1 自動運行 開關(guān) SB1 2 自動停止 開關(guān) SB2 3 自動工作方式 開關(guān) QC1 4 手動工作方式 開關(guān) QC1 5 急停 開關(guān) CR0 6 測長輥道正轉(zhuǎn) 開關(guān) SB4 7 測長輥道反轉(zhuǎn) 開關(guān) SB5 8 步進(jìn)梁點動 開關(guān) SB6 9 打印頭鎖緊 開關(guān) SB7 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 10 打印頭開放 開關(guān) SB8 11 打印頭上升 開關(guān) SB9 12 打印頭下降 開關(guān) SB10 13 噴碼頭鎖緊 開關(guān) SB11 14 噴碼頭開放 開關(guān) SB12 15 噴碼頭上升 開關(guān) SB13 16 噴碼頭下降 開關(guān) SB14 17 輸出輥道正轉(zhuǎn) 開關(guān) SB15 18 輸出輥道反轉(zhuǎn) 開關(guān) SB16 19 編碼同步器上升 開關(guān) SB17 20 編碼同步器下降 開關(guān) SB18 21 液壓機(jī)啟動 開關(guān) SB19 22 液壓機(jī)停止 開關(guān) SB20 23 待料工位檢測 接近開關(guān) SQ1 24 測長位檢測 接近開關(guān) SQ2 25 空位檢測 接近開關(guān) SQ3 26 稱重管檢測 接近開關(guān) SQ4 27 打印工位檢測 接近開關(guān) SQ5 28 噴碼工位檢測 接近開關(guān) SQ6 29 打印頭原點 接近開關(guān) SQ7 30 步進(jìn)梁原點 接近開關(guān) SQ8 31 噴碼機(jī)開始噴碼 接近開關(guān) SQ9 32 噴碼機(jī)噴碼結(jié)束 接近開關(guān) SQ10 33 測長對齊 接近開關(guān) SQ11 34 打印頭 壓下開始打印 接近開關(guān) SQ12 35 打印頭縮緊限位 接近開關(guān) LS1 36 打印頭開放限位 接近開關(guān) LS2 37 打印頭上升限位 接近開關(guān) LS3 38 打印頭下降限位 接近開關(guān) LS4 39 噴碼頭縮緊限位 接近開關(guān) LS5 40 噴碼頭開放限位 接近開關(guān) LS6 41 噴碼頭上升限位 接近開關(guān) LS7 42 噴碼頭下降限位 接近開關(guān) LS8 43 第 1 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK0 44 第 2 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK1 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 45 第 3 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK2 46 第 4 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK3 47 第 5 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK4 48 第 6 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK5 49 第 7 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK6 50 第 8 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK7 51 第 9 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK8 52 第 10 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK9 53 第 11 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK10 54 第 12 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK11 55 第 13 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK12 56 第 14 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK13 57 第 15 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK14 58 第 16 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK15 59 第 17 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK16 60 第 18 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK17 61 第 19 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK18 62 第 20 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK19 63 第 21 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK20 64 第 22 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK21 65 第 23 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK22 66 第 24 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK23 67 第 25 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK24 68 第 26 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK25 69 第 27 對光 電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK26 70 第 28 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK27 71 第 29 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK28 72 第 30 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK29 73 第 31 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK30 74 第 32 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK31 75 第 33 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK32 76 第 34 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK33 77 第 35 對光電開關(guān)接通 光電開關(guān) HK34 78 測長電機(jī)故障 開關(guān) 79 步進(jìn)梁電機(jī)故障 開關(guān) 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 16 80 輸出輥道電機(jī)故障 開關(guān) 81 測長變頻器故障 開關(guān) BP1 82 步進(jìn)梁變頻器故障 開關(guān) BP2 83 輥道故障 開關(guān) GD1 84 輥道急停 開關(guān) GD2 表 4. 2 輸出端子表 Table Output Terminal 序號 名稱 元件名稱 代碼 地址 編號 1 步進(jìn)梁電機(jī)啟停 中間繼電器 CR1 2 測長工位輥道電機(jī)加速 中間繼電器 CR2 3 測長工位輥道電機(jī)減速 中間繼電器 CR3 4 測長工位輥道電機(jī)反轉(zhuǎn) 中間繼電器 CR4 5 打印頭鎖緊 中間繼電器 CR5 6 打印頭松開 中間繼電器 CR6 7 打印頭下降 中間繼電器 CR7 8 打印頭上升 中間繼電器 CR8 9 噴碼頭鎖緊 中間繼電器 CR9 10 噴碼頭松開 中間繼電器 CR10 11 噴碼頭下降 中間繼電器 CR11 12 噴碼頭上升 中間繼電器 CR12 13 上料翻料臂允許翻料 中間繼電器 CR13 14 噴印輸出輥道加速 中間繼電器 CR14 15 噴印輸出輥道反轉(zhuǎn) 中間繼電器 CR15 16 噴印輸出輥道正轉(zhuǎn) 中間繼電器 CR16 17 工作狀態(tài)（自動啟停） 中間繼電器 CR17 18 步進(jìn)梁氣動剎車 中間繼電器 CR18 19 打印開始 中間繼電器 CR19 20 噴印開始 中間繼電器 CR20 21 噴碼機(jī)同步機(jī)上升 中間繼電器 CR21 22 噴碼機(jī)同步機(jī)下降 中間繼電器 CR22 23 測長變頻器故障 指示燈 HL12 24 步進(jìn)梁變頻器故障 指示燈 HL13 25 測長輥道變頻器故障 指示燈 HL14 26 步進(jìn)梁電機(jī)故障 指示燈 HL15 天津理工大學(xué) 2020屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 17 27 氣動打印故障 指示燈 HL16 28 噴碼故障 指示燈 HL17 從 — 為 PLC 的擴(kuò)展模塊上的數(shù)字量輸入模塊。當(dāng)供電柜內(nèi)某地方需要檢修時，需要照明燈進(jìn)行照明，需要插座來提供電源。電路圖見附錄圖 第二部分主電路由一臺步進(jìn)梁變頻器帶 2 臺步進(jìn)梁電機(jī)組成，步進(jìn)梁電機(jī)功率為 15KW，步進(jìn)梁變頻器功率為 附錄圖 輔助部分接線圖 輔助部分電路有冷卻風(fēng)扇、照明燈和插座組成。供電電路圖件附錄圖 主電路接線 主電路主要由兩臺變頻器和 10 臺電機(jī)組成。 S7— 300PLC 與 ET200 以及兩臺變頻器之間的通訊通過 DP口完成，通過 PROFIBUS— DP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。 表 接觸器參數(shù) Table Contactor parameters 序號