【正文】 信設(shè)計和調(diào)試 10 通信方式的選擇 10 PLC之間的通訊 12 NETR（網(wǎng)絡(luò)讀）和NETW（網(wǎng)絡(luò)寫）指令 12 通信程序的設(shè)計 14 PLC與變頻器的通訊 15 USS協(xié)議 15 USS通信數(shù)據(jù)格式和編程要求 16 S7200的接收和發(fā)送指令（XTM/RCV） 18 設(shè)計通信程序 19 PLC和變頻器的通信 20第五章 結(jié)束語 21致 謝 22參考文獻(xiàn) 23 第一章 PLC簡介 PLC的原理可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡稱為，是20世紀(jì)60年代末逐步發(fā)展起來的一種以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機(jī)[9]。PLC的硬件系統(tǒng)由中央處理單元、存儲器、輸入輸出電路等組成，軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。 外部設(shè)備CPU存儲器電源輸入接口輸出接口通訊接口外部輸入外部輸出 PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。在程序執(zhí)行階段，PLC按先左后右、先上后下順序，逐條執(zhí)行程序指令，從輸入映像寄存器和輸出映像寄存器讀出有關(guān)元件的通斷狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將結(jié)果存入輸出映像寄存器中。上面三個階段的工作過程稱為一個掃描周期，然后又重新執(zhí)行上述過程，周而復(fù)始地進(jìn)行。由PLC的工作過程可見，PLC執(zhí)行程序時所用到的狀態(tài)值不是直接從輸入端獲得的，即使輸入發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會改變，要等到下一周期的輸入采樣階段才能改變。所以，全部輸入、輸出狀態(tài)的改變需要一個掃描周期。任何時刻，它只能執(zhí)行一條指令，也就是說，是以“串行”方式工作。 PLC的特點(diǎn)PLC的高可靠性和強(qiáng)抗干擾性，平均無故障時間一般可達(dá)3～5萬小時，而且PLC的環(huán)境適應(yīng)性也很能強(qiáng)，這是PLC得到廣泛應(yīng)用的重要原因之一。選用優(yōu)質(zhì)器件。采用先進(jìn)的電源技術(shù)。編程簡單，最常用的編程語言是梯形圖語言。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時，可以現(xiàn)場改變程序，使用方便靈活。通用性強(qiáng)，各個的生產(chǎn)廠家都有其各種系列化的產(chǎn)品、各種模塊供用戶選擇。在進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計時，一般不再需要用戶制作其它任何附加裝置，從而使設(shè)計工作簡化。一般PLC都具有自診斷、故障報等、故障種類顯示等功能，便于操作和維修人員檢查，可以較容易通過更換模塊插件來迅速排除故障。在應(yīng)用PLC系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)遵循以下的基本原則，才能保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定:（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求；（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力求簡單，控制系統(tǒng)能方便的進(jìn)行功能擴(kuò)展、升級；（3）系統(tǒng)工作要穩(wěn)定、可靠，人機(jī)界面友好。其主電路主要由整流電路、直流中間電路和逆變電路三部分以及有關(guān)的輔助電路組成[14]。它的主要作用是在控制電路的控制下將直流中間電路輸出的直流電壓(電流)轉(zhuǎn)換為具有所需頻率的交流電壓(電流)。與主電路相對應(yīng)，為主電路提供所需驅(qū)動信號的電路稱為變頻器的控制電路。此外，變頻器的控制電路還包括對電流、電壓、電動機(jī)速度進(jìn)行檢測的信號檢測電路，為變頻器和電動機(jī)提供保護(hù)的保護(hù)電路，對外接口電路和對數(shù)字操作盒的控制電路。它通過A/D、D/A等接口電路接收各種檢測信號和參數(shù)設(shè)定值，并進(jìn)行處理。輸入信號包括頻率(速度)指令信號和運(yùn)行、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的操作控制信號。數(shù)字指令信號:來自RS232C、RS485(通常為選件的數(shù)字信號。(2)加減速速率調(diào)節(jié)功能:(3)運(yùn)算處理等［7］。信號檢測電路是將變頻器和電動機(jī)的工作狀態(tài)反饋至微處理器，并由微處理器進(jìn)行處理后為各部分電路給出所需的控制信號和保護(hù)信號，以達(dá)到控制變頻器的輸出和為變頻器及電動機(jī)提供必要的保護(hù)的目的。變頻器的保護(hù)功能包括對變頻器的輸出，對驅(qū)動電動機(jī)8的保護(hù)和對系統(tǒng)的保護(hù)三個方面的內(nèi)容。交直交電壓型變頻器是中小容量、通用型變頻器的主要形式。 ：“交直交”變頻器的主電路 變頻器的控制方式作為變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心變頻器的性能越來越成為調(diào)速性能優(yōu)劣的決定因素，在交流變頻器中常用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。v/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時，又要保證電動機(jī)的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。(磁場定向法),又稱VC控制矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流通過三相等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流然后模仿直流電動機(jī)的控制方法，求得直流電動機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對異步電動機(jī)的控制。 變頻器的類別 根據(jù)變頻環(huán)節(jié)的不同的分類先將頻率固定的交流電通過整流電路“整流”成直流電，再通過逆變電路把直流電“逆變”成頻率任意的可調(diào)的三相交流電。交交變頻器與交直交變頻器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）只有一次變流，提高了變流效率；（2）低頻時，輸出接近正弦波。 根據(jù)主電路工作方式分類交直交變頻器可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器。在電壓型變頻器中，還需要有專用的放電電路，防止由于能量回饋給電容時直流電壓上升，使變流器件因電壓過高而被損壞。電流型控制方式更適合于大容量變頻器。（PAM）變頻器電壓的大小是通過調(diào)節(jié)直流電壓幅值來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)拖動系統(tǒng)采用的調(diào)速電動機(jī)種類不同，電氣無級調(diào)速系統(tǒng)分為直流調(diào)速和交流調(diào)速兩種類型?？刂葡到y(tǒng)結(jié)合了Siemens公司提供的S7200的控制方案和以往項目的控制系統(tǒng)設(shè)計方案而設(shè)計的，設(shè)計的控制系統(tǒng)通信圖見第5章。硬件系統(tǒng)的設(shè)計是根據(jù)大拉機(jī)的具體情況而定的，以達(dá)到系統(tǒng)高的穩(wěn)定性，可靠性和操作簡單的目的。其余變頻器接線與此相似要實(shí)現(xiàn)變頻器控制電機(jī)，且與PLC之間實(shí)現(xiàn)USS通訊，就需要設(shè)置變頻器的參數(shù)下面列出了一些參數(shù)的意義：，設(shè)定值18，急停；，設(shè)定值20，點(diǎn)動值P448設(shè)定為5%，點(diǎn)動；，設(shè)定值22，啟動；，設(shè)定值11，主給定；、20，設(shè)定值148，轉(zhuǎn)速顯示；、20，設(shè)定值148，速度反饋；P130，設(shè)定值11，編碼器反饋；P151，編碼器脈沖數(shù)；P131端子230，設(shè)定值0或3，視電機(jī)溫度傳感器具體情況而定，同時調(diào)整P380P381參數(shù)；P368設(shè)定值4，USS通訊；P702設(shè)定值4，過程控制字長；P703設(shè)定值4，參數(shù)控制字長；P701設(shè)定值38400，波特率；，地址（從站地址）；、設(shè)定值333，報警字送PLC；電機(jī)參數(shù)：P101，電機(jī)電壓；P102，電機(jī)電流；P104，功率參數(shù)；P105，電機(jī)功率；P107，電機(jī)頻率；P108，電機(jī)轉(zhuǎn)速；P462，上升時間；P464，下降時間。根據(jù)現(xiàn)場需要，我們選擇了增量式光電編碼器，西門子6SE64402UD318DA1。轉(zhuǎn)動圓盤上刻有均勻的透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期。通常，遮光板上所刻制的兩條縫隙使輸出信號的點(diǎn)角度相差90度，即所謂兩路輸出信號正交。因此，在轉(zhuǎn)動圓盤和遮光板相同半徑的對應(yīng)位置上刻有一道透光縫隙。光電編碼器的分辨能力是以編碼器轉(zhuǎn)動一周所產(chǎn)生的輸出信號基本周期數(shù)，也就是用脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)(ppr)表示的，并以此定義為編碼器的分辨率。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要，我們選擇了分辨率為2048脈沖/轉(zhuǎn)的光電編碼器，完全滿足我們的實(shí)際需要。第四章 系統(tǒng)通信設(shè)計和調(diào)試 通信方式的選擇西門子S7系列PLC中的S7200 CPU支持多種通信協(xié)議。專用協(xié)議包括：點(diǎn)對點(diǎn)（PointtoPoint）接口協(xié)議（PPI）、多點(diǎn)（MultiPoint）接口協(xié)議（MPI）、自由通信接協(xié)議、Profibus協(xié)議和USS協(xié)議。（1）單主站方式在單主站方式的通信網(wǎng)絡(luò)中，PC作為單一主站，S7200作為從站，兩者之間通過PC/PPI電纜連接。（2）多主站方式在多主站方式下，通信網(wǎng)絡(luò)中有多個主站，一個或多個從站。 :單主站通信方式（3）遠(yuǎn)程通信方式單主站方式通過調(diào)制解調(diào)器與一個或多個作為從站的S7200 CPU相連。用戶可以利用發(fā)送/接收中斷、發(fā)送/接收指令來控制通信的操作，實(shí)現(xiàn)與打印機(jī)、CRT、條形碼閱讀器等設(shè)備的通信?？晒┯脩暨x擇。 STEP7Micro/WIN32支持的硬件配置支持的硬件類型支持的波特率（Kbit/s）支持的協(xié)議PC/PPI電纜電線連接器，與PC通信口連線,PPI協(xié)議CP5511類型，PCMCIA卡,