南通西门子主机模块代理商 原厂原装正品

传统的变较调速，虽然具有成本低、能耗低、控制简单和可靠性高等优点，但由于采用有级调速，且级差很大，使其应用领域受到很大的限制。矢量控制、直接转矩控制等方式的变频调速，具有很好的调速平滑性，能很好地克服变较调速的困难，但又存在成本高和可靠性差等缺点。

    本节采用S7-200 PLC来控制一台三相感应电动机，该电动机具有两个单独的绕组，对应不同的转速和旋转方向。本实例采用的方法适用于旋转方向可选的三相感应电动机的变较调速。

    一、感应电动机的动态变较调速

    1．调速原理

    感应电动机动态变较调速的原理是：把电动机绕组设计成具有两种工作较数2P1和2P2，让电动机交替地在这两种工作状态下*切换（例如，每秒切换10次），此时电动机的转速将不只是由电动机的工作较数2P1和2P2决定，而是由2P1和2P2，以及工作于这两种工作较数的时间t1和t2等4个因素共同决定。于是，在工作较数2P1和2P2确定之后，调节t1和t2即可改变电动机的转速。

    2．控制目标

    该实例用来控制一台具有两个单独绕组的三相感应电动机，该电动机可以按不同的方向以不同的转速旋转。当与各输入点相连的点动开关被按下时，电动机启动。不论电动机绕什么方向旋转，任何时候都可以改变电动机的转速，转速分为高低两挡。电动机需要5s时间来刹车停机之后，才可以朝相反方向启动。

    3．功能实现

    用下列4只与输入点相连的电动开关来启动电动机：I0.0-低速顺时针方向旋转开关；I0.1-高速顺时针方向旋转开关；I0.2-低速逆时针方向旋转开关；I0.3-高速逆时针方向旋转开关。

    与输入点I0.4相连的开关(OFF)用来关闭电动机，电动机电路断路器与输入点I0.5相连。当电动机过载时，电动机电路断路器触点断开，也会导致电动机停机。当电动机停机时，点亮与输出点Q0.4相连的信号灯。

    在程序扫描循环的起始处调用子程序SBR_0，该子程序的任务是检查输入信号。为了防止操作错误，首先要检查是否有两个或两个以上开关同时动作，然后再检查在换向时是否已**过了限制等待时间。当禁止电动机启动器工作时，互锁存储器位M1.0被置为1。互锁电路的作用是防止电动机误启动或朝错误方向启动。只有当所有的点动开关都没有动作，且**定时器溢出后，才解除互锁，即M1.0被置为逻辑“0”。

    同时满足下列条件时，电动机才能以某种操作方式启动：

    (1)停机开关没有动作；

    (2)防止电动机过载的电动机断路器没有打开；

    (3)电动机不是正在绕相反的方向旋转。

    若改变转速也必须满足上述要求，否则命令无效。这就保证了两个电动机启动器不会同时启动。也就是说，每个方向的高速运转启动器和低速运转启动器不同时工作。例如，当与输入点I0.3相连的点动开关被按下，发出逆时针方向高速旋转命令时，负责锁着逆时针方向低速旋转的输出点I0.2被复位。只有当选择所期望的操作模式命令已发出，且互锁未生效时，才能锁定操作模式，即将相关的状态位Q0.0、Q0.1、Q0.2和Q0.3复位。

    该子程序输出的边沿信号检测用来在电动机关机时刻启动**等待定时器，以便使电动机有足够的刹车时间。

    退出子程序后，这些状态位的值被复制到输出点Q0.0～Q0.3，这些输出点控制电动机启动器。输出点Q0.4和Q0.5分别用来表示“停机”状态和“**等待”状态。

    二、双向变较调速感应电动机控制系统硬件设计

    1．输入/输出信号分析

    根据上述的双向变较调速感应电动机的调速原理和要实现的功能，可知该控制系统的输入信号有：启动电动机的4个旋转开关，即低速/高速顺时针方向旋转开关各1个，低速/高速逆时针方向旋转开关各1个；瞬时接触开关1个，电动机过载开关1个，共6路数字输入信号，需6个输入端子。

    输出信号：控制电动机低速（高速）顺时针方向旋转和低速（高速）逆时针方向旋转的4路输出信号，电动机停止运行指示灯以及反方向启动指示灯各1个，共6路数字输出信号，需6个输出端子。

    2．PLC输入/输出分配表和资源分配表

  1．求字符串长度指令

    求字符串长度指令SLEN返回IN参数*的字符串的长度值，OUT为字节类型。

    2．字符串复制指令

    字符串复制指令SCPY将IN参数*的字符串复制到OUT*的地址区中。

    3．字符串连接指令

    字符串连接指令(SCAT)将IN参数*的字符串连接到OUT*的字符串的后面。

    【例】  字符串指令应用举例。

    LD    I0.0

    STR_CPY    ”HELLO  ”，VB0    //将字符串“HELLO  ”复制到VBO开始的存储区

    SCAT    ”WORLD”，VB0    //将字符串“WORLD”复制到VBO开始的字符串的后面

    STRLEN    VB0，AC0    //求VB0开始的字符串的长度

    字符串变量的首字节是字符串的长度，VB0开始的字符串为“HELLO”（较后有一个空格），VB0中是字符串的长度6。执行SCAT指令后，得到新的字符串为“HELLO WORLD”，STRLEN指令求出的字符串的长度为11。

    4．从字符串中复制子字符串指令

    SSCPY指令从INDX*的字符编号开始，将IN*的字符串的N个字符串复制到OUT中，OUT为字节类型。

    指令“SSCPY VB0，7，5，VB20”将从VB0开始的字符串中的*7个字符开始，复制5个字符到VB20开始的新字符串。

    5．字符串搜索指令

    SFND指令在字符串IN1中搜索字符串IN2，由字节变量OUT*搜索的起始位置。如果在IN1中找到了与IN2中字符串相匹配的一段字符，则在OUT中存入这段字符IN1中的一个字符的位置。如果没有找到，则OUT被清零。

    6．字符搜索指令

    CFND指令查找在字符串IN1中是否有字符串IN2中包含的任意字符，字节变量OUT*搜索的起始位置。如果找到了匹配的字符，字符的位置被写入OUT中。如果没有找到，OUT被清零。

    假设存储在VBO开始的区域的字符串包含温度值，存储在VB20开始的区域中的字符串包含所有的数字、“+”号和“-”号，用于识别字符串中的温度值。下面的程序在字符串中找到数字的起始位置，并将其转换为实数，温度值存放在VD200中。

    LD    I0.0

    MOVB  1，AC0    //AC0用作OUT参数并指向字符串的一个字符

    CFND    VB0，VB2，AC0    //在VB0字符串中寻找数字字符

    STR    VB0，AC0，VD200    //将字符串。中的温度值转换为实数

  在使用工控软件中，人们经常提到组态一词，组态的英文是“Configuration”，简单地讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。

    与硬件生产相对照，组态与组装类似。如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘及光驱等，我们的工作就是用这些部件拼装成自己需要的电脑。当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、形状、颜色等）。

    在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC、C、FORTRAN语言等）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且*犯错误，不能保证工期。组态软件的出现解决了这个问题，对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。

    组态软件一般有三种，其英文简称分别为HMI、MMI和SCADA。目前组态软件发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统、管理和控制一体化、远程诊断和维护以及在互联网上的一系列的数据整合。

    组态软件产品于20世纪80年代初出现，并在20世纪80年代末期进入我国。国内外主要的组态软件产品有InTouch、Fix、Citech(CiT)、WinCC、组态王、Controx(开物)、ForceControl(力控)、MCGS等。

    组态王是由国内一家较有影响的组态软件开发公司开发的，功能丰富，操作简单。组态王6.5的Internet功能逼真再现现场画面，在任何时间、任何地点均可实时掌控企业的每一个生产细节，现场的流程画面、过程数据、趋势曲线、生产报表（支持报表打印和数据下载）、操作记录和报警等均可轻松浏览。用户还可以自己编辑发布的网站首页信息和图标，成为真正企业信息化的Internet门户。

    西门子的WinCC是一套完备的组态开发环境，西门子提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂，经过西门子的培训可以更好地掌握WinCC的应用。

    使用组态软件WinCC flexible对西门子的人机界面进行组态和模拟调试的方法包括对变量、画面、动画、报警、用户管理、数据记录、趋势图、配方、报表、运行脚本及以太网通信的组态方法。用WinCC flexible可对人机界面的运行进行离线模拟和在线模拟调试的方法，用WinCC flexible和STEP7可模拟人机界面和S7-300/400组成的控制系统的运行。

    TP070和TP170触摸屏用**的组态软件PROTOOL来生成画面，由用户自定义操作接口，例如图形、滚动条、按钮、指示灯、输入框等。

  性能指标是评价和选购机型的依据，PLC的主要性能指标有以下几个方面。

    1．存储容量

    系统程序存放在系统程序存储器中。这里说的存储容量指的是用户程序存储器的容量，用户程序存储容量决定了PLC可以容纳的用户程序的长短，一般以字为单位来计算。每1024个字为1K字。中、小型PLC的存储容量一般在8K以下，大型PLC的存储容量可达到256 K～2 M。也有的PLC用存放用户程序指令的条数来表示容量，一般中、小型PLC存储指令的条数为2K条。

    2．I/O点数

    I/O点数指输入点及输出点数之和。I/O点数越多外部可接入的输入器件和输出器件就越多，控制规模就越大。因此I/O点数是衡量PLC规模的指标。

    3．扫描速度

    扫描速度是指PLC执行程序的速度。一般以执行1K字所用的时间来衡量扫描速度。有些品牌的PLC在用户手册中给出执行各条程序所用的时间，可以通过比较各种PLC执行类似操作所用的时间来衡量扫描速度的快慢。

    4．编程指令的种类和数量

    编程指令的种类和数量涉及PLC能力的强弱。一般来说，编程指令种类及条数越多，处理能力和控制能力就越强。

    5．扩展能力

    PLC的扩展能力表现在对开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量模块及智能模块的扩展上。大部分PLC可以用I/O扩展单元进行I/O点数的扩展；有的PLC可以使用各种功能模块进行功能扩展。

    6．智能单元的数量

    为了完成一些特殊的控制任务，PLC厂商都为自己的产品设计了**的智能单元，如模拟量控制单元、定位控制单元、速度控制单元以及通信工作单元等。智能单元种类的多少和功能的强弱是衡量PLC产品水平高低的重要指标。各个生产厂家都非常重视智能单元的开发，近年来智能单元的种类日益增多，功能越来越强。

    7．编程器及编程软件

    反映这部分性能指标的有编程器的形式（简易编程器、图形编程器或通用计算机）、运行环境(DOS或Windows)、编程软件及是否支持高级语言等。

图3-5是西门子公司S7-200系列PLC的外形示意图。S7-22X系列有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM、CPU224XP等型号，均为整体式机，且外观布置大体相同。从图中可见，连接输入、输出器件及电源用的接线端子也位于机箱**部两侧，为了方便接线，CPU224、CPU226和CPU226XM机型采用可插拔整体端子。用于通信的RS-485接口在机身的左下部，图3-5中前盖下有用于连接扩展单元的扩展接口、模式选择开关、模拟量电位器等装置。模拟电位器可用于定时器的外设定及脉冲输出等场合。

S7-200系列PLC外观图

    图3-5    S7-200系列PLC外观图

    典型的模块式PLC的外观如图3-6所示，图中为西门子S7-400型可编程控制器。这种结构的PLC由一块块的插件组成。每一块插件是一个工作单元，如CPU、输入单元、输出单元、电源单元、智能I/O单元、通信单元等。每一模块上都有相应的接线点、指示灯。每一块插板上都有和母板连接的接口。模块式的特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可自由选择，各种功能模块可以依需要灵活配置。中、大型PLC常采用模块式结构。

    间接寻址是指使用地址指针来存取存储器中的数据。使用前，首先将数据所在单元的内存地址放入地址指针寄存器中，然后根据此地址存取数据。S7-200 CPU中允许使用指针进行间接寻址的元器件有I、Q、V、M、S、T、C。

    建立内存地址的指针为双字长度(32位)，故可以使用V、L、AC作为地址指针。必须采用双字传送指令(MOVD)将内存的某个地址移入到指针当中，以生成地址指针。指令中的操作数（内存地址）必须使用“&”符号表示内存某一位置的地址（长度为32位）。例如：

    MOVD &VB200, AC1

表示将VB200在存储器的32位物理地址值送AC1。VB200是直接地址编号，&为取地址符号。将本指令中&VB200改为&VW200或VD200，指令功能不变。

    在使用指针存取数据的指令中，操作数前加有*时表示该操作数为地址指针。例如：

    MOVW  *AC1. AC0

表示将AC1作为内存地址指针，把以AC1中内容为起始地址的内存单元的16位数据送到累加器AC0中。